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无菌药品制造过程控制国家食品药品监督管理局培训中心客座教授

上海禾丰制药有限公司 孙克刚

《国家药品 GMP 检查员培训班》

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无菌生产目的

• 评价无菌生产中最基本的关键要素• 回顾 GMP 对无菌药品生产的基本要求 • 回顾与无菌生产相关活动的 HVAC 系统• 回顾不同的灭菌方法的选择• 回顾无菌生产和控制过程中的质量保证 • 探讨当前我国无菌生产的现状

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无菌生产原则

为降低微生物、微粒和热原污染的风险，无菌药品的生产应有各种特殊要求。这在很大程度上取决于生产人员的技能、所接受的培训及其工作态度。质量保证极为重要，无菌药品的生产必须严格按照精心制订并经验证的方法及规程进行。产品的无菌或其它质量特性绝不能仅依赖于任何形式的最终操作或成品检验。

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无菌生产

无菌产品的种类• 最终灭菌 ﹡ 配制 , 灌装和灭菌• 除菌过滤• 无菌工艺制备

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无菌生产 最终灭菌产品： 最终灭菌产品是指能在最终容器中

经受灭菌的产品。此类产品对生产工艺 的承受能力强 , 比如 : 它们受热或辐射时是稳定的 , 因此它们可在洁净而非无菌条件下进行配制和灌装。生产时最关键的是要将灭菌前产品中的微生物含量减至最低 , 以使产品对灭菌工艺的挑战性减至最低。这就要求选择可行的无菌生产方法。

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无菌生产 除菌过滤 ： 除菌过滤产品不能承受最终灭菌 。 如：热敏性产品。此类产品在洁净条

件下生产 , 在灌装前 , 产品经除菌过滤至容器里 , 灌装操作在无菌条件下进行。所有内包装材料 , 如：西林瓶 , 在进入无菌灌装区前都必须经过灭菌。只有在所有的最终灭菌方法都不可行的情况下才能考虑采用除菌过滤工艺。

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无菌生产 无菌工艺制备 ： 无菌工艺制备是指既不能除菌过滤

又不能最终灭菌 , 因而必须采用无菌原料并使用无菌作业技术生产无菌药品。必须通过验证 ( 如 : 无菌培养基灌封试验 ) 选择下述的空气洁净等级。

采用无菌原料生产的产品。所有内包装材料在使用前均必须经过灭菌 , 生产和灌 / 分装都必须在无菌条件下进行。

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无菌生产

对无菌产品的 GMP 要求• 是额外增加而不是取代• 尽可能减少污染风险的具体要素 ﹡ 微生物的 ﹡ 空气悬浮物 ﹡ 热源

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无菌生产对无菌产品的 GMP 要求

• 无菌药品的生产必须在洁净区内进行，人员和 / 或设备以及物料必须通过缓冲进入洁净区。洁净区应当保持适当的洁净度，洁净区的送风须经具有一定过滤效率过滤器的过滤。

• 原料配制、产品加工和灌装等不同操作必须在洁净区内彼此分开的单独区域内进行。

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无菌生产对无菌产品的 GMP 要求

• 应按所需环境的特点确定无菌产品的洁净级别。每一步生产操作都应达到适当的动态洁净度，以尽可能降低产品（或原料）被微粒或微生物所污染。

• 洁净区的设计必须符合相应的“静态”标准，以达到“动态”的洁净要求。“静态”是指安装已经完成并已运行，但没有操作人员在场的状态。“动态”是指生产设施按预定的工艺模式运行并有规定数量的操作人员进行现场操作的状态。

• 应确定每一洁净室或每组洁净间的“动态”及“静态”标准。

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无菌生产对无菌产品的 GMP 要求

• 在洁净区内生产 • 通过缓冲间进入 ﹡ 人流 ﹡ 物流• 操作隔离区 ﹡ 内包装材料的准备 ﹡ 产品制备 ﹡ 灌装• 洁净级别 • 过滤过的空气

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无菌生产 我国 GMP（98）洁净室(区)空气洁净度等级

尘粒最大允许数(个/m3) 微生物最大允许数

洁净度级别 0.5μ m 5μ m

浮游菌 (个/m3)

沉降菌 (个/皿)

100级 3 500 0 5 1

10 000级 350 000 2 000 100 3

100 000级 3 500 000 20 000 500 10

300 000级 10 500 000 60 000 — 15

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无菌生产 （ 98GMP ）无菌药品生产环境的空气洁净

度级别要求： （ 1 ）最终灭菌药品： 10,000 级 : 注射剂的稀配、滤过；小容量

注射剂的灌封；直接接触药品的包装材料的最终处理。

100,000 级：注射剂浓配或采用密闭系统的稀配。

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无菌生产 （ 2 ）非最终灭菌药品： 100 级或 10,000 级背景下局部 100 级：

灌装前不需除菌滤过的药液配剂；注射剂的灌封、分装和压塞；直接接触药品的包装材料最终处理后的暴露环境。

10,000 级：灌装前需除菌滤过的药液配制。

100,000 级：轧盖，直接接触药品的包装材料最后一次精洗的最低要求

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无菌生产

（ 3）其它无菌药品： 10,000 级：供角腊创伤或手术用滴眼剂

的配制和灌装。

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洁净级别 空气悬浮粒子最大允许数 /m3 浮游菌限度 

0.5-5μm 

>5μm 

CFU/m3

A( 层流台 ) 3500 0 <1

B3500

0 5

C 350000 2000 100

D 3500000 20000 500

WHO 无菌药品生产区空气洁净级别的划分

无菌生产

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无菌生产• 空气级区划分 :A 、 B 、 C 和 D 级区• 层流 ﹡ 气流速度〈水平层流及垂直层流〉 ﹡ 换气次数

﹡ 空气采样• 符合标准• 工作状态及环境 • 全封闭隔离技术和自动控制系统

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无菌生产

最终灭菌产品（ WHO 要求）配制 :

• C 级区：制后进行立即过滤和灭菌• D 级区：采用密闭容器配制• A 级区：在 C 级背景环镜下的 A 级区内 灌装非肠道制剂• C 级区：软膏和悬浮液的灌装

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无菌生产

产品类型

溶液配制

溶液灌装

SVP and LVP C A/C

SVP and LVP D (密闭容器)

A/C

Others C C

最终灭菌产品（ WHO 要求）

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无菌生产

除菌过滤产品（ WHO 要求）• 原料处理：﹡ C 级区﹡ D 级区：密闭容器﹡ 除菌过滤至产品容器： A 级区（ B 级环

境）或 B 级区（ C 级环境）

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无菌生产

产品类型

溶液配制

溶液灌装

SVP and LVP C A/B

SVP and LVP C B/C

SVP and LVP D (closed container) B/C

Other products C B/C

除菌过滤产品（ WHO 要求）

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无菌生产

产品类型

溶液配制

溶液灌装

SVP and LVP A/B A/B

SVP and LVP B/C B/C

Other products A/B A/B

Other products B/C B/C

由无菌原料生产的产品（WHO 要求）

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无菌生产无菌制剂的生产

• 无菌制备工艺 ﹡ 物料的处理 ﹡ 所有作业活动 ﹡ 在 B 级环境下的 A 级区内中或 ﹡ 在 C 级环境下的 B 级区内中

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级别 无菌操作A 无菌配制和灌装C 过滤前药液的配制D 清洁后原辅包装材料的处理

级别 最终灭菌产品的生产操作A 高污染风险的产品灌装C 高污染风险药液的配制，药液的灌装D 灌装前原辅包装材料的准备、药液的配制

EU列出了各级区内示例性生产操作

无菌生产

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无菌生产厂房

• 设计 ﹡ 避免多余的进口• 洁净区域 ﹡ 表面光滑、密封、无破损 ﹡ 便于清洁 ﹡ 不存在无法清洁的坑凹、边缘、橱柜和设各 ﹡ 无推拉门 ﹡ 天花板 ﹡ 管道系统 ﹡ 水池和排水

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无菌生产厂房

• 更衣室 ﹡ 设备同于缓冲间（气锁） ﹡ 送入过滤过的空气 ﹡ 进出缓冲间最好分开 ﹡洗手设施 ﹡联锁系统 ﹡ 可视或可听的警报系统

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无菌生产环境卫生

• 洁净区 ﹡频率 ﹡ SOP• 消毒剂 ﹡ 定期更换 ﹡监测微生物污染 ﹡ 稀释、储存和加满• 熏蒸• 监测 ﹡ 微生物和微粒

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欧盟标准

* ≥5.0μm 的微粒最多允许数设定为 1/m3 ，由于电子噪声、光散射及二者并发可造成误报。

级别静态 动态

最大允许粒子数 /m3 最大允许粒子数 /m3

0.5-5.0μm >5.0μm 0.5-5.0μm >5.0μm

A 3 500 1* 3500 1* B 3 500 1* 350 000 2 000

C 350 000 2 000 3 500 000 20 000

D 3 500 000 20 000 不作规定 不作规定

无菌生产

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无菌生产• 指根据光散射悬浮粒子测试法，在指定

点测得等于和 / 或大于粒径标准空气微粒的浓度。应对 A 级区的空气粒子进行连续测定，并建议对 B 级区也连续进行测定。 A 级区和 B 级区空气总的采样量不得少于 1米 3 ， C 级区最好也能达到此标准。

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无菌生产• 生产操作全部结束，操作人员撤离生现

场并经 15～ 20 分钟（指导值）自净后，洁净区的应达到表中的“静态”标准。药品或敞口容器直接暴露环境微粒动态测试结果，应达到表中 A 级的标准。灌装时，产品本身产生的粒子或微小液珠会使灌装点测试结果并不始终符合标准，这种状况是允许的。

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无菌生产• 为了达到 B 、 C 、 D 级区的要求，空气换气次数应根据房间的大小、室内的设备和操作人员数决定。空调净化系统应当配有适当的过滤器，如： A 、 B 和 C级区应采用高效（ HEPA ）过滤器。

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无菌生产• 温度、相对湿度等其它指标取决于产品

及操作的性质，这些参数不应对规定的洁净度造成不良影响。

• 为了控制不同洁净区微粒的洁净度，应当对微粒进行动态监测。

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不同级别划分系统的比较 WHO cGMP

US Customary

US 209E

ISO/TC 209

欧盟Annex I

GMP A M 3.5 100 ISO 5 A B M 3.5 100 ISO 5 B C M 5.5 10 000 ISO 7 C D M 6.5 100 000 ISO 8 D

各种表示方法的比较

无菌生产

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国家文件 U.S.FS 209E

U.S.USP<1116>

EU(试车、静态 )

EU( 运行、动态 )

EU( 运行、动态 )

ISO14644－ 1

等级分类 M 3.5 (100) M 3.5 A 和 B A B 5

频率 未说明 每个操作班次 未说明 经常性，使用多种方法

经常性，使用多种方法

未说明

总粒子计数 3 ， 500/m3

(＞ 0.5μm)100/cu.ft.

100/cu.ft. (＞ 0.5μm)

3 ， 500/m3

(≥0.5μm)0/ m3 (＞ 5μm)

3 ， 500/m3

(≥0.5μm)0/ m3 (＞ 5μm)

3 ， 500/m3

(≥0.5μm)2,000/ m3 (＞ 5μm)

3,520/m3

(≥0.5μm)29/ m3 (5.0μm)

浮游菌 未说明 0.1CFU/ ft3 未说明 ＜ 1 CFU/ m3

沉降盘 φ=90mm＜ 1 CFU/4H

＜ 10 CFU/ m3

沉降盘 φ=90mm5CFU/4H

未说明

沉降菌（地板外）

未说明 每个接触盘3 CFU

未说明 ＜ 1 CFU/ 接触盘（墙壁和地板没有区别）

5CFU/ 接触盘（墙壁和地板没有区别）

未说明

沉降菌（地板）

未说明 每个接触盘3 CFU

未说明 ＜ 1 CFU/ 接触盘（墙壁和地板没有区别）

5CFU/ 接触盘（墙壁和地板没有区别）

未说明

工作服 未说明 每个接触盘5 CFU

未说明 未说明 未说明 未说明

工作手套 未说明 每个接触盘3 CFU

未说明 手套印5个手指＜ 1 CFU/手套

手套印5个手指5 CFU/手套

未说明

单向气流流速 未说明 未说明 0.45m/s±20％

0.45m/s±20％

不适当 未说明

压差监控频率 未说明 每个班次 未说明 持续性 持续性 未说明

接触盘面积为 24－ 30cm2

注： FS209E更倾向用 SI名称和单位命名和描述等级，但是使用英制单位。随着 ISO 14644－ 1 和 14644－ 2 的颁布， FS209E将在 2001年底停止使用。

100 级监控（列出最大数值）

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国家文件 U.S.FS 209E

U.S.USP<1116>

EU(试车、静态 )

EU( 运行、动态 )

ISO14644－ 1

等级分类 M 5.5 (10 ， 000)

M 5.5 C C 7

频率 未说明 每个操作班次

未说明 未说明 未说明

总粒子计数 353,000/m3

(≥0.5μm)10,000/cu.ft.

10,000/ ft3 (≥0.5μm)

350,000/m3

(≥0.5μm)2,000/ m3 (＞ 5μm)

3,500,000/m3

(≥0.5μm)20,000/ m3 (＞ 5μm)

352,000/m3

(≥0.5μm)930/ m3 (＞ 5.0μm)

浮游菌 未说明 0.5CFU/ ft3 未说明 100CFU/ m3

φ沉降盘 φ=90mm50 CFU/4H

未说明

沉降菌（地板外）

未说明 每个接触盘 5CFU

未说明 25CFU/ 接触盘 

未说明

沉降菌（地板）

未说明 每个接触盘 10CFU

未说明 未说明 未说明

工作服 未说明 每个接触盘 20 CFU

未说明 未说明 未说明

工作手套 未说明 每个接触盘 10CFU

未说明 未说明 未说明

压差监控频率 未说明 每个班次2×/week2

未说明 未说明 未说明

10 ， 000 级监控（列出最大数值）

接触盘面积为 24－ 30cm2

注： FS209E更倾向用 SI名称和单位命名和描述等级，但是使用英国单位。随着 ISO 14644－ 1 和 14644－ 2 的颁布， FS209E将在 2001年底停止使用。 

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国家文件 U.S.FS 209E

U.S.USP<1116>

EU(试车、静态 )

EU( 运行、动态 )

ISO14644－ 1

等级分类 M 6.5 (100 ， 000) M 6.5 D D 8

频率 未说明 2 次 /周 未说明 未说明 未说明

总粒子计数 3,530,000/m3

(≥0.5μm)100,000/ ft3

100,000/ ft3 (≥0.5μm)

3,500,000/m3

(≥0.5μm)20,000/m3(＞ 5μm)

未规定 3,520,000/m3

(≥0.5μm)29,300/m3

(＞ 5.0μm)浮游菌 未说明 2.5CFU/ ft3 未说明 200CFU/ m3

φ沉降盘 φ=90mm100 CFU/4H

未说明

沉降菌（地板外）

未说明 未说明 未说明 50CFU/ 接触盘 

未说明

沉降菌（地板）

未说明 未说明 未说明 未说明 未说明

压差监控频率 未说明 每周 未说明 未说明 未说明

 

100,000 级监控（列出最大数值）

接触盘面积为 24－ 30cm2

注： FS209E更倾向用 SI名称和单位命名和描述等级，但是使用英国单位。随着 ISO 14644－ 1 和 14644－ 2 的颁布， FS209E将在 2001年底停止使用。

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无菌生产人员

• 户外便装• 与级区相适应 ﹡ D级区 - 头发、胡须和鞋子 ﹡ C级区 - 头发、胡须 -能包住手腕和脖子和外套 -无纤维脱落 ﹡ B级区 - 口罩、手套• 衣服的清洗和更换

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无菌生产人员

• 洁净区内人员数应尽可能少 ﹡ 无菌工艺

﹡ 检查和控制• 常规培训 ﹡ 生产 ﹡卫生 ﹡ 微生物 ﹡ 洁净区以外的员工 • 动物组织和微生物培养

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无菌生产人员

•卫生和洁净度 ﹡污染物

﹡健康检查• SOPs : 更衣和清洗•首饰和化妆品

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无菌生产公用设备设施

• 送风： 空调系统（ HVAC） ﹡ 在正压状态下过滤空气的产生和供应 ﹡ 气流型式 ﹡送风失常 ﹡压差的监测和记录• 传送带• 设备的有效灭菌• 保养与维修 • 有计划的保养、验证和监测 • 水处理系统

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厂房 HVAC系统• 有效地阻止室外的污染侵入室内 (或有效地防止室内污染逸至室外 ) （主要涉及到空气净化的方法，室内的压力等）• 迅速有效地排除室内已经发生的污染 （主要涉及到室内的气流组织）• 控制污染源，减少污染发生量 （主要涉及到发生污染的设备和进入的人与物的净化）

无菌生产

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无菌生产环境监测

• 微生物方面 ﹡ 空气 ﹡ 表面 ﹡ 人员

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微生物污染限度参考标准 (a)

级别 空气样cfu/m3

沉降碟 (90mm)cfu/4 小时 (b)

接触碟 (55mm)cfu/碟

5 指手套cfu/手套

A 1 1 1 1

B 10 5 5 5

C 100 50 25 －D 200 100 50 －

EU列出了洁净区微生物监控的动态参考标准：

(a)表中各数值均为平均值。

无菌生产

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无菌生产• 为了控制无菌操作区的微生物状况，应对微生

物进行动态监测，监测方法有沉降碟法、定量空气采样法和表面取样法（如：药签擦拭法和接触碟法）等。动态取样须避免对洁净区造成不良影响。在成品批档案审核，应同时考虑环境监测的结果，决定是否放行。表面和操作人员的监测，应在关键操作完成后进行。

• 应当对微粒和微生物监控制定适当的警戒和纠偏标准。操作规程中应详细说明结果超标时应采取的纠偏措施。

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无菌生产

环境监测• 物理要素 ﹡ 悬浮粒子 ﹡ 压差 ﹡换气次数 ﹡ 过滤器的完好性 ﹡温度 / 湿度

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无菌生产生产加工

• 将污染风险降至最低• 无不当的物质存在，如：活的微生物• 尽量减少活动 ﹡ 操作人员的活动• 温度 / 湿度• 水源和制水系统 ﹡监测 ﹡记录 ﹡纠偏措施

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无菌生产生产加工

• 含菌量的测定 ﹡ 原材料 ﹡ 中间物料 -LVP ：灭菌前夕过滤 -密闭容器：压力解除出口• 内包装材料、材料和容器 ﹡ 产生纤维 ﹡清洁后无再次污染 ﹡ 标明状态 ﹡ 在无菌区域内使用的物料都经过灭菌• 气体经除菌过滤器过滤

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无菌生产生产加工

• 验证 ﹡新工艺 ﹡再验证：定期和变更之后• 无菌工艺：无菌培养基灌封 ﹡ 模拟实际操作过程 ﹡ 适宜的培养基 ﹡足够数量的灌装单位 -合格标准 - 调查 ﹡再验证：定期和变更之后

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无菌生产生产加工

• 时间间隔：内包装材料、容器、设备 ﹡清洗、干燥和灭菌 ﹡ 灭菌和使用 - 时间限度和经验证的储存条件• 时间间隔：产品制备 ﹡ 配制和灭菌 ﹡时间应尽可能短 ﹡ 每一种产品的最长制备时间

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无菌生产生产最后阶段

• 已验证的密封工艺• 完整性检查• 受控的真空检查（适用时）• 肠外用药品：逐个检查 ﹡ 照明和背景 ﹡视力检查 ﹡休息 ﹡ 验证

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无菌生产

讨论 --- 可能出现的问题• 不合理的厂房设计• 不合理的系统设计，如：制水系统、空调系统• 人流• 物流• 无验证或资质• 不能满足当前要求的旧厂房

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无菌生产

讨论 --- 可能出现的问题• 空气悬浮粒子水平 / 微生物• 压差• 换气次数• 温度 /湿度

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无菌生产灭菌

• 灭菌方法 ﹡ 热力灭菌：方法选择• 验证 ﹡ 所有的工艺 ﹡ 非药典方法 ﹡ 非水性或油性溶液• 适宜性和有效性 ﹡ 装载部位 ﹡ 装载方式 ﹡再验证：每年或变更之后

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无菌生产

灭菌• 生物指示剂• 已灭菌和没有灭菌产品之间的区分 ﹡ 标记 ﹡ 灭菌指示带

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无菌生产热力灭菌

• 记录每一灭菌过程，如：时间和温度 ﹡ 最冷点经过验证 ﹡另一支独立探立 ﹡ 指示剂• 加热阶段 ﹡ 每次装载测定• 冷却阶段 ﹡ 无污染 ﹡ 容器泄漏

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无菌生产湿热灭菌

• 可被水润湿的材料• 监测温度、时间和压力• 记录仪表和控制装置彼此独立• 独立的指示剂• 排水和泄漏试验• 空气排除• 蒸汽的质量以及空透性• 装载的所有部位：接触、时间、温度

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无菌生产

干热灭菌• 腔室内保持空气循环和正压• 过滤过的空气• 必须记录温度和时间• 去热原 ﹡ 验证（用内毒素来做挑战试验）

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无菌生产

灭菌 - 过度杀灭• 过度杀灭灭菌可以很好地确保无菌保

证值超过 10-6 的概率。• 例如， FH 的过度杀灭程序可导致生物

指示剂含菌量下降 12个对数值，显示了干热灭菌的高抵抗力。

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无菌生产辐射灭菌

• 适用于对热敏感的原料和产品的灭菌 ﹡ 确认方法对物料的适合性 ﹡ 不得采用紫外灭菌• 委托灭菌服务• 剂量测定• 放射剂量测定仪 ﹡ 定量测定 ﹡ 数量、位置和校验• 生物指示剂• 变色指示片

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无菌生产

辐射灭菌• 批记录• 验证 ﹡ 包装的密度• 混料：已灭菌与未灭菌的物料• 剂量：预定的时间段

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无菌生产环氧乙烷气体灭菌

• 仅适用于无其它可行的灭菌方法时• 气体对产品的影响• 排气（规定的限度）• 直接作用于微生物细胞 ﹡ 包装材料的性质和数量• 湿度和温度的平衡• 对每一灭菌过程都应监控 ﹡ 时间、压力 ﹡温度、湿度 ﹡ 气体浓度

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无菌生产

环氧乙烷气体灭菌• 灭菌后贮存 ﹡ 通风 ﹡残留气体的规定限度 ﹡ 验证过的工艺• 安全和毒性事宜

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无菌生产过滤灭菌

• 已灭过菌的容器• （名义）孔径≤ 0.22μm 或小于该值 ﹡去除细菌和霉素 ﹡ 不能滤除病毒和支原体• 双层膜过滤或二次过滤• 无纤维脱落或不含石棉• 过滤器完整性测试• 时间和压差经过验证

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无菌生产

过滤灭菌• 使用时间 ﹡ 一个工作日 ﹡ 或验证过的时间• 滤器和产品的相互作用 ﹡ 组份去除 ﹡ 有脱落物

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无菌生产质量控制

• 用于无菌检查的样品应具有代表性 , 该样品应包括批产品中污染风险最大的那部分产品 ,

例如 :

(a) 对于无菌灌装产品，所取样品应包括灌装开始、灌装结束以及出现重大干扰后灌装的产品。

(b) 对于使用加热灭菌法进行灭菌的最终灭菌 产品 , 应考虑从可能的冷点处取样。

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无菌生产质量控制

• 称品的无菌检查应当视为确保药品无菌所用的一系列控制措施当中的最后一项措施 , 只有结合环境监测以及批加工记录方可解释说明药品的无菌保证状况。

• 不得根据复检结果而发放无菌检查初检结果不合格的批产品 , 除非对污染菌的鉴别、对环境监测和批加工记录的调查证明初检结果无效。

• 成品的无菌检查只能作为确保无菌一系列控制措施的最后一项措施来看待。产品的无菌检查法应进行验证。

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无菌生产

质量控制• 对于注射剂 , 应考虑使用经过验证的药典方法监测工艺用水、中间物料以及成品的细菌内毒素水平。对于大容量注射剂 , 除了按产品许可证的要求进行成品检验外 , 工艺用水和中间物料的细菌内毒素水平应经常监测。如果某一样品不合检验要求 , 应调查原因并采取必要的补救措施。

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无菌生产

讨论 --- 可能出现的问题• 回顾最合适的灭菌方式 .

• 列出每种灭菌方式方式的关键因素 .

• 哪些方面应经过验证？

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以上报告有不妥之處敬請各位领导、同行批評指正

謝 謝 ！