注射劑的滅菌是關乎藥品質量、保證用藥安全的重要工藝步驟之一。滅菌工藝研究中應根據藥物和制劑的具體情況,選擇適宜的滅菌方法,做到既殺死或除去微生物,達到滅菌目的,又保證藥物的治療作用和穩定性。審評工作中注意到申報的部分注射劑品種其滅菌工藝存在問題,如滅菌方法選擇不當、采用的滅菌溫度偏低或滅菌時間偏短等,不能達到滅菌要求。本文對注射劑滅菌工藝涉及的有關問題做簡要介紹,供注冊申請人選擇研究制劑滅菌工藝時參考。
1 無菌保證水平和無菌檢查
滅菌制劑的無菌保證水平(SAL, sterility assurance level)是指滅菌后制劑中微生物的殘存概率。為保證用藥安全,注射劑等要求無菌的制劑中微生物的存活概率(SAL)不得高于10-6(即每一百萬注射劑終產品中存活微生物的不得多于1個)。滅菌制劑的無菌保證水平可通過驗證確定。
無菌檢查是滅菌制劑質量控制的一個重要指標。但無菌檢查是抽樣檢查,而微生物污染屬非均勻污染,由于抽樣的概率問題,無菌保證水平不符合要求往往難以用無菌檢查結果反映出來,除非是較嚴重污染的情況。因此,滅菌制劑的無菌保證不能依靠終產品的無菌檢查結果,而是取決于生產過程中采用合格的滅菌工藝、嚴格的GMP管理和良好的無菌保證體系。
2 注射劑常用滅菌工藝
注射劑常用滅菌方法包括濕熱滅菌和過濾除菌法。
2.1 濕熱滅菌法 系指將物品放在滅菌器內,利用高壓飽和蒸汽等手段進行滅菌的方法。蒸汽潛熱大,穿透力強,容易使微生物蛋白質變性凝固,滅菌能力強,因此濕熱滅菌是最有效及用途最廣的滅菌方法。注射劑制備中常用的濕熱滅菌法包括熱壓滅菌和流通蒸汽滅菌。
2.1.1 熱壓滅菌法 系在密閉的滅菌容器內,用壓力大于常壓的飽和水蒸氣加熱進行滅菌的方法。若壓力和滅菌時間選擇適當,該法就能殺死所有的細菌繁殖體和芽孢,滅菌效果可靠。
各種微生物對濕熱的抵抗力不同。細菌孢子較細菌對濕熱的耐受力更強。飽和蒸汽的溫度愈高,則達到滅菌目的所需時間愈短。然而在一個大氣壓下煮水,其溫度最高只可達100℃,除非用很長時間,否則很難將一切細菌孢子殺滅。如欲使濕熱的溫度提高到100℃以上,則需采用熱壓方法。熱壓滅菌的壓力越高,所需時間越短。注射劑滅菌中通常采用的滅菌條件為121℃×15分鐘或115℃×30分鐘。注射劑滅菌也可采用其他溫度和時間參數,但必須保證制劑滅菌后的SAL≤10-6。
2.1.2 流通蒸汽滅菌法 系在不密閉的容器內,用流通蒸汽加熱進行滅菌的方法。滅菌時間一般為30~60分鐘。由于流通蒸汽的溫度最高只能達到100℃,故不能保證殺滅所有的細菌孢子。當藥液中加有適當抑菌劑時,經100℃加熱30分鐘,可殺死耐熱性細菌孢子。注射劑中小容量注射液在嚴格監控滅菌前產品微生物污染的前提下,可采用流通蒸汽滅菌,一般1~5ml的注射液可用流通蒸汽100℃滅菌30分鐘,10~20ml的注射液可以100℃滅菌45分鐘。凡對熱穩定的產品,建議采用熱壓滅菌。
2.2 過濾除菌法 本法系用濾過方法除去活的或死的微生物的方法,是一種機械除菌的方法。本法主要用于對熱極不穩定的藥物小針劑或凍干粉針制劑的除菌。生產上應配合無菌操作技術及無菌檢查,相關的設備、包裝容器及其他物品應采用適當的方法進行滅菌,以保證除菌工藝的質量。 過濾除菌法的除菌過濾器采用孔徑分布均勻的微孔濾膜作過濾材料,為保證阻止細菌和細菌孢子通過濾器,濾膜的孔徑一般不超過0.22μm。過濾器不得對被濾過成分有吸附作用,也不能釋放物質。濾器或濾膜在使用前應進行潔凈和滅菌處理,在除菌濾過前后均應作濾器的完好性試驗。為保證過濾除菌效果,可使用兩個滅菌過濾器串聯濾過法。
3 滅菌工藝的驗證
為保證滅菌效果,必須對滅菌方法的可靠性進行驗證。對于熱壓滅菌,F0值(滅菌程序所賦予待滅菌物品在121℃下的等效滅菌時間)為反映滅菌可靠性的參數。熱壓滅菌的F0一般不得低于8。滅菌效果可采用生物指示劑進一步確認。生物指示劑系一類特殊的活微生物制品,可用于確認滅菌設備的性能、滅菌程序的驗證、生產過程滅菌效果的監控等。用于滅菌驗證的生物指示劑一般是細菌的孢子。對生物指示劑的要求之一是其對滅菌工藝的耐受性應大于需滅菌產品中所有可能污染菌的耐受性。對于濕熱滅菌,最常用的生物指示劑為嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子;對于過濾除菌,最常用的生物指示劑為缺陷假單孢菌。
4 輸液劑滅菌需關注的問題
輸液劑(大容量注射劑)由于體積較大,熱不容易穿透,為保證滅菌效果,不適合采用流通蒸汽滅菌法;同樣,由于容量大也不適合應用過濾除菌法。輸液劑通常應采用熱壓滅菌法進行滅菌,同時熱壓滅菌的溫度和時間應達到無菌保證的要求。
有的注冊申請人在改劑型品種(小水針、粉針、輸液劑)的研發中,將一些對熱不穩定的藥物改成輸液劑申報。由于該類輸液劑不能耐受常規熱壓滅菌,申請者采用流通蒸汽滅菌法進行滅菌,或者降低熱壓滅菌的溫度或縮短時間,并且誤認為終產品有無菌檢查,可保證產品的無菌要求。如前所述,由于流通蒸汽滅菌不能保證殺滅所有的細菌孢子,熱壓滅菌溫度及時間不符合要求不能保證滅菌效果,而無菌檢查為抽樣檢查,也不能確證制劑的無菌保證水平,因此,此類輸液劑采用的滅菌工藝不能滿足無菌保證的要求,若在臨床應用存在嚴重的安全性風險。
對于熱不穩定的藥物,建議制成注射劑時首先考慮選擇粉針劑,也可考慮小水針。需要注意如果制劑不能耐受熱壓滅菌,制成輸液劑一般是不適宜的。
1 無菌保證水平和無菌檢查
滅菌制劑的無菌保證水平(SAL, sterility assurance level)是指滅菌后制劑中微生物的殘存概率。為保證用藥安全,注射劑等要求無菌的制劑中微生物的存活概率(SAL)不得高于10-6(即每一百萬注射劑終產品中存活微生物的不得多于1個)。滅菌制劑的無菌保證水平可通過驗證確定。
無菌檢查是滅菌制劑質量控制的一個重要指標。但無菌檢查是抽樣檢查,而微生物污染屬非均勻污染,由于抽樣的概率問題,無菌保證水平不符合要求往往難以用無菌檢查結果反映出來,除非是較嚴重污染的情況。因此,滅菌制劑的無菌保證不能依靠終產品的無菌檢查結果,而是取決于生產過程中采用合格的滅菌工藝、嚴格的GMP管理和良好的無菌保證體系。
2 注射劑常用滅菌工藝
注射劑常用滅菌方法包括濕熱滅菌和過濾除菌法。
2.1 濕熱滅菌法 系指將物品放在滅菌器內,利用高壓飽和蒸汽等手段進行滅菌的方法。蒸汽潛熱大,穿透力強,容易使微生物蛋白質變性凝固,滅菌能力強,因此濕熱滅菌是最有效及用途最廣的滅菌方法。注射劑制備中常用的濕熱滅菌法包括熱壓滅菌和流通蒸汽滅菌。
2.1.1 熱壓滅菌法 系在密閉的滅菌容器內,用壓力大于常壓的飽和水蒸氣加熱進行滅菌的方法。若壓力和滅菌時間選擇適當,該法就能殺死所有的細菌繁殖體和芽孢,滅菌效果可靠。
各種微生物對濕熱的抵抗力不同。細菌孢子較細菌對濕熱的耐受力更強。飽和蒸汽的溫度愈高,則達到滅菌目的所需時間愈短。然而在一個大氣壓下煮水,其溫度最高只可達100℃,除非用很長時間,否則很難將一切細菌孢子殺滅。如欲使濕熱的溫度提高到100℃以上,則需采用熱壓方法。熱壓滅菌的壓力越高,所需時間越短。注射劑滅菌中通常采用的滅菌條件為121℃×15分鐘或115℃×30分鐘。注射劑滅菌也可采用其他溫度和時間參數,但必須保證制劑滅菌后的SAL≤10-6。
2.1.2 流通蒸汽滅菌法 系在不密閉的容器內,用流通蒸汽加熱進行滅菌的方法。滅菌時間一般為30~60分鐘。由于流通蒸汽的溫度最高只能達到100℃,故不能保證殺滅所有的細菌孢子。當藥液中加有適當抑菌劑時,經100℃加熱30分鐘,可殺死耐熱性細菌孢子。注射劑中小容量注射液在嚴格監控滅菌前產品微生物污染的前提下,可采用流通蒸汽滅菌,一般1~5ml的注射液可用流通蒸汽100℃滅菌30分鐘,10~20ml的注射液可以100℃滅菌45分鐘。凡對熱穩定的產品,建議采用熱壓滅菌。
2.2 過濾除菌法 本法系用濾過方法除去活的或死的微生物的方法,是一種機械除菌的方法。本法主要用于對熱極不穩定的藥物小針劑或凍干粉針制劑的除菌。生產上應配合無菌操作技術及無菌檢查,相關的設備、包裝容器及其他物品應采用適當的方法進行滅菌,以保證除菌工藝的質量。 過濾除菌法的除菌過濾器采用孔徑分布均勻的微孔濾膜作過濾材料,為保證阻止細菌和細菌孢子通過濾器,濾膜的孔徑一般不超過0.22μm。過濾器不得對被濾過成分有吸附作用,也不能釋放物質。濾器或濾膜在使用前應進行潔凈和滅菌處理,在除菌濾過前后均應作濾器的完好性試驗。為保證過濾除菌效果,可使用兩個滅菌過濾器串聯濾過法。
3 滅菌工藝的驗證
為保證滅菌效果,必須對滅菌方法的可靠性進行驗證。對于熱壓滅菌,F0值(滅菌程序所賦予待滅菌物品在121℃下的等效滅菌時間)為反映滅菌可靠性的參數。熱壓滅菌的F0一般不得低于8。滅菌效果可采用生物指示劑進一步確認。生物指示劑系一類特殊的活微生物制品,可用于確認滅菌設備的性能、滅菌程序的驗證、生產過程滅菌效果的監控等。用于滅菌驗證的生物指示劑一般是細菌的孢子。對生物指示劑的要求之一是其對滅菌工藝的耐受性應大于需滅菌產品中所有可能污染菌的耐受性。對于濕熱滅菌,最常用的生物指示劑為嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子;對于過濾除菌,最常用的生物指示劑為缺陷假單孢菌。
4 輸液劑滅菌需關注的問題
輸液劑(大容量注射劑)由于體積較大,熱不容易穿透,為保證滅菌效果,不適合采用流通蒸汽滅菌法;同樣,由于容量大也不適合應用過濾除菌法。輸液劑通常應采用熱壓滅菌法進行滅菌,同時熱壓滅菌的溫度和時間應達到無菌保證的要求。
有的注冊申請人在改劑型品種(小水針、粉針、輸液劑)的研發中,將一些對熱不穩定的藥物改成輸液劑申報。由于該類輸液劑不能耐受常規熱壓滅菌,申請者采用流通蒸汽滅菌法進行滅菌,或者降低熱壓滅菌的溫度或縮短時間,并且誤認為終產品有無菌檢查,可保證產品的無菌要求。如前所述,由于流通蒸汽滅菌不能保證殺滅所有的細菌孢子,熱壓滅菌溫度及時間不符合要求不能保證滅菌效果,而無菌檢查為抽樣檢查,也不能確證制劑的無菌保證水平,因此,此類輸液劑采用的滅菌工藝不能滿足無菌保證的要求,若在臨床應用存在嚴重的安全性風險。
對于熱不穩定的藥物,建議制成注射劑時首先考慮選擇粉針劑,也可考慮小水針。需要注意如果制劑不能耐受熱壓滅菌,制成輸液劑一般是不適宜的。