無菌環(huán)境控制要點和技術實現(xiàn)

 導讀：無菌環(huán)境控制要點和技術實現(xiàn) 隨著新版GMP的發(fā)布，大家面臨zui現(xiàn)實的問題是對硬件設施上要求的提高以及我們怎么來應對它。新版GMP有兩個zui顯著變化，*個是要建立更加嚴格的質量管理體系，其中包括偏差管理、控制、客戶投訴、產品召回、OS控制、不合格處理，內部和外部審計等等，還有一個是對無菌生產環(huán)境的嚴格要求。我們知道維持一個生產環(huán)境，首先要靠技術手段去支撐，這其中包含了空調和潔凈室的技術。

 無菌環(huán)境控制要點和技術實現(xiàn)  我們要達到一個無菌的生產環(huán)境，大概要包含以下幾個方面，首先是空調系統(tǒng)，空調系統(tǒng)作為實現(xiàn)潔凈室的很關鍵的技術手段。再一個是醫(yī)藥水系統(tǒng)、制藥氣系統(tǒng)和相關的一些管理上的措施。這底下就是為了實現(xiàn)一些自動化流程管理，加上一個計算機管理系統(tǒng)。根據(jù)PDA美國技術協(xié)會的技術報告，水系統(tǒng)和制藥系統(tǒng)的質量監(jiān)測也應該作為日常環(huán)境監(jiān)控計劃的一部分。有了一個很好的硬件設施，其實就是日常的管理程序，這也非常關鍵，這往往是GMP到現(xiàn)場檢查的重點中的重點，也是重大的否定項或者是不符合項。這是一個很典型的無菌生產管理上的流程，要達到一個無菌生產環(huán)境，大概會包含這幾樣。

    這是對無菌環(huán)境控制的管理措施，日常的環(huán)境管理計劃是核心，大概包含了以下幾項。

*個是人員的管理及培訓，比如說正確的更衣程序和培訓。

第二個是有效的消毒措施和驗證。

第三個是進出控制區(qū)的物料清潔和滅菌消毒。

第四是良好的環(huán)境監(jiān)控計劃。

這是動態(tài)環(huán)境下環(huán)境監(jiān)控的zui小需要，新版GMP將環(huán)境分為四個級別，ABCD，如果大家不做醫(yī)藥這一行可能不一樣，其實大同小異。新版GMP將環(huán)境分為動態(tài)和靜態(tài)，分成ABCD。A就是不管靜態(tài)還是動態(tài)要達到百級的標準，B的時候是靜態(tài)要達到百級，動態(tài)的時候要實現(xiàn)萬級；C就是動態(tài)的時候實現(xiàn)10萬級，靜態(tài)實現(xiàn)萬級，D級是靜態(tài)沒要求，動態(tài)實現(xiàn)萬級。這是經過日常監(jiān)控的需要監(jiān)測的一些參數(shù)和相關的監(jiān)測周期，其中包括了微生物、塵埃粒子和過濾器的監(jiān)測、溫濕度、壓差等等。

    我們知道從GMP的角度講，暖通系統(tǒng)關注于三個方面，*個是產品防護，主要是產品之間的交叉污染和防止產品被污染和滿足產品生產的物理環(huán)境。第二個是人員防護，比如我們通常采用的隔離器，保護人員操作和大進大出的過濾器等等。第三個是環(huán)境保護，比如說我們生產一些高復合型的物質，比如說頭孢和青霉素的生產，它要設置相應的過濾器或者是相應的洗滌措施等等。這里可以看到，我大概把通過技術手段實現(xiàn)醫(yī)藥品生產的主要方法，大家可以在圖片里面看一下（見PPT），比如說儲存技術，它在大氣之前要加入一些除塵技術，比如大進大出的過濾器，還有一些洗滌劑。比如說固定生產的時候要過濾，過濾之后還是加一層洗滌措施等等。

    生產環(huán)境對產品質量來說非常重要，要考慮的因素包括溫度、相對濕度、空氣潔凈度、壓差和風速和氣流、微生物等等。新版GMP和歐盟系統(tǒng)上是一模一樣的，WHO對GMP的要求，把環(huán)境分為A、B、C、D四個級別，大家可以看一下，zui左邊的表是新版GMP的要求，右邊這張表是原來歐盟的要求，大家對比一下，一模一樣的。新版GMP將環(huán)境生產分為動態(tài)和靜態(tài)，所謂靜態(tài)就是指設備沒有運行、無操作人員在現(xiàn)場，而所謂的動態(tài)就是操作人員對設備正常操作，當然不管是靜態(tài)還是動態(tài)，空調系統(tǒng)還是要動起來。

    下面一個一個講，首先是溫度和相對濕度，新版GMP對溫度和相對濕度沒有像老版一樣提出一些具體的要求，只說了一句話，就是“滿足生產和工藝的需要”。還有一個是在做一些無菌生產環(huán)境的時候，加濕器不能成為污染。國內很多藥廠經常用加濕器，在國外的藥廠只要是無菌的生產車間，基本上都是用傳感器進行加濕，或者是用用一些不含化學添加劑的東西，因為過濾過程當中，要加入一些化學添加劑，這樣就有可能會對潔凈室的環(huán)境產生污染，特別是做藥品生產的環(huán)境。新版GMP對壓差的要求是足夠的壓差確保氣流不回流，以及氣差的三種類型，*種是很普通的壓差，第二種是正壓向的，第三種是兩邊往中間壓的。正壓我們一般是用于更衣和進物料的反沖，負壓都是用于廢物的反沖等等。

對于壓差來說，我們做設計的時候要考慮一些其他比較很復雜的情況，比如說設備動作和不動作的時候，有可能會對室內的氣流平衡產生一些影響，比如說灌裝間的水導，都會對氣流的平衡產生很大的影響，我們做設計的時候要充分考慮到采取一些技術手段，維持總量的平衡。壓差這個參數(shù)，在藥廠來講是非常關鍵的參數(shù)，對GMP來講也是非常關鍵的，如果壓差不合格，可能是一個嚴重的不符合項，或者是因為壓差的問題過不了GMP。做醫(yī)藥潔凈室，門要盡可能逆著氣流方向開，可能跟消防有點沖突，但是沒有辦法，因為壓差的布局是非常復雜的，如果門是順著氣流方向開，可能門就會比較費勁。

    這是常用過濾器的幾種級別，這個應該大家都非常熟悉了，不多講。這是過濾器進行檢漏，我們都是用灌裝劑進行檢查。上游發(fā)力的DOP。這是對一臺進口的設備進行監(jiān)測，大概的過程非常簡單，就是把DOP的發(fā)射器在上游打入DOP的粒子，下游用塵埃粒子計數(shù)器進行計數(shù)，下游再用令一臺塵埃粒子計數(shù)器進行取樣，然后取樣的過程當中，上游取樣加一個吸濕器，加粒子的門路吸濕1000倍，另外為了保護它的塵埃粒子進入激光板，這里不多講。

    這是一個開放式的RABS，所謂的RABS就是有限隔離，就是在不開門的情況下進行手動對照明的一些機械運營進行操控。這種開放式的RABS氣流是一個問題，也是難以達到的，這個問題非常普遍的現(xiàn)象。你看氣流是往下走的，如果我們說*，這里一般是A+B的背景，我們如果談*的動態(tài)，你在B級區(qū)域氣流還沒下到回風口這個位置，靜態(tài)的時候你是很難以達到的，因為氣流根本下不來。這個圖片是我們剛剛完成的一個開放式RABS的工程圖片。

    這種是傳統(tǒng)的大風力的循環(huán)方式，跟手術室的大風力循環(huán)差不多是一個道理，我覺得這種方式對氣流來講是非常好的，但是有一點因為傳統(tǒng)的大分力循環(huán)下，回風口的開口面積要求高，這就牽扯到無菌區(qū)的布局。另外風力的噪音和循環(huán)的噪音進入空調機房的布局，到底這個空調機房離車間有多遠，風機離得越遠肯定噪音就越低。風管的布局是做整體布局的時候看層高夠不夠，因為這種大風力循環(huán)，風管體積還是非常大的，如果高度不夠就可能布置不下或者是對操作產生很大的影響。所以做概念設計的時候，不僅要考慮功用布局是合理，還要考慮系統(tǒng)運行的可用性和可維護性。懂工藝的當然zui更好了，但是懂工藝并不代表能考慮到真實的現(xiàn)場情況，我覺得這是非常關鍵的做設計人員應該充分考慮的，要考慮到將來做維護的成本和方便性。

    這種方式是的，叫做封閉式的RABS，它整個的氣流，其實已經和隔離器差不多了，整個灌裝過程是內部循環(huán)的，外部的氣流基本上沒有任何影響。這是一臺封閉式的RABS，這里再說一下封閉式的RABS和隔離器基本上是一致的，關鍵的是密封的性能，比如說手套的性能或者是門的性能。像這種CWS的門就可能是很普通的鉸鏈然后造一些比較好的密封墊，像隔離器就不能這么做。這是一個正壓隔離器的流程圖，這上面整個一套結構就是空調技術，空調技術的目的是維持隔離器對外面的增壓，還有是把它操作上面的熱帶走。這是它整個的氣流，還有一種增壓隔離器是用于高活性控制和灌裝的隔離器，和剛才看到的隔離器*不同的地方是多了一個灌裝過濾器，而且是帶進帶出的灌裝過濾器，在這個位置。以后在更換隔離器的時候非常方便，這是我們正在安裝的一臺隔離器，在國內大概是第二臺，這是一臺很正式的隔離器，像這太就是隔離器配套空調機組，這是一個帶進帶出的過濾器，裝在上方，這個隔離器還沒有安裝好。

    在醫(yī)藥項目上有一個層流的測試，這四個圖代表了不同的測試用的成本，像這個成本是zui大的，這臺設備非常昂貴，這個是zui簡單的。國內新版GMP雖然說沒有明確說必須要安裝在線塵埃粒子監(jiān)控的要求，但在實際生產操作中，人工取樣非常繁瑣，工作量非常大，要考慮的問題很多，比如取樣設備怎樣進出無菌區(qū)。講一下無菌的概念。還有人員操作設備，對無菌生產環(huán)境是否會產生污染等等。如果能安裝一套在線系統(tǒng)，會大大減少人員操作的工作量?？匆幌逻@是新版GMP對塵埃粒子監(jiān)控的一些說法、描述，像這些都是原版的歐盟對塵埃粒子監(jiān)控的距離要求。其中歸納了一下，就是說B級區(qū)是否要安裝，我覺得這要看情況，灌裝的B級背景有些地方是有必要去安裝的，比如說灌裝間A+B的背景區(qū)、走廊的背景區(qū)，走廊上我個人的意見是不需要安裝，或者是進灌裝區(qū)的緩沖間，我覺得這樣的房間是不需要安裝的。還有是采樣是否是一個立方，我覺得不需要一個立方，因為你要等到采樣一個立方的時候36分鐘已經過去了，一般我們采樣的數(shù)據(jù)是28分鐘，這些36分鐘什么情況都有可能發(fā)生，這中間的過程當中它的環(huán)境是否合格，誰也不知道，所以我覺得時間上要有一個相對合理的設定值。這一點在歐盟的GMP當中，第12條，大家看一下，有一個非常的描述，就是說正常的采樣量和正常監(jiān)控的采樣量和我們實際的采樣量是可以不同的。歐盟GMP和新版GMP當中還有一點不同，就是歐盟GMP當中的第13條，關于電子商對無菌材料操作的問題進行了參數(shù)，認為時間的操作是可以接受的，這一點在新版GMP當中沒有進行描述，但在實際操作中確實有這樣的情況存在。這是ISPE無菌生產指導當中對連續(xù)取樣、在線監(jiān)測系統(tǒng)，它也認為這是一個強烈推薦要裝的東西，但這樣對生產企業(yè)的成本會提出更高的要求。

    這是一個典型的環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)圖，大家可以看一下，溫濕度壓差、塵埃粒子、控制機構、顯示機構，包括出氣系統(tǒng)，當然也有可能作為整體在線監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。這是一個擴大版的無菌環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)，大家可以看一下這張圖不是在這里編出來，而是根據(jù)美國注冊協(xié)會第13項關于行業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項，水系統(tǒng)的指標也應該作為藥廠日常環(huán)境監(jiān)控計劃的一部分。比如說PH、TOC、流量、水溫等等，都要納入日常環(huán)境監(jiān)控計劃一部分。所有用于潔凈室安裝的自動化系統(tǒng)，應該是考慮到人員進行消毒、擦試的方便。這是一個典型的一臺灌裝機的在線監(jiān)控系統(tǒng)的位置，比如說制藥系統(tǒng)出口的位置，門的位置，包括灌裝頭上方的位置。如果要通過認證，很多人會提出這樣的疑問，就是灌裝的采樣圖位置在哪個地方比較合適，這樣我們做工程比較靈活，我們該做了一個高度可調的程序，如果以后檢查官對它有異議，我們可以馬上進行調整。還有浮游菌和在線取樣這塊，因為菌是取樣之后進行培養(yǎng)的，目前的技術如果要考慮低成本，只能說進行在線取樣，然后再拿來進行培養(yǎng)，這是在線取樣。

這一個是VHP技術，這是目前非?；鸬囊粋€技術，這四張圖代表了四個不同的應用，一個是大空間消毒，還有一個是物料反沖室，還有一個VHP的應用，還有一個是隔離應用。這是VHP應用非常重要的兩張表，左邊這張表是針對某具體的微生物的遞值圖表或者是90%殺滅細菌的圖表，VHP的濃度越高，殺滅微生物的時間越短，它是迄今為止發(fā)生的低溫滅菌技術，可以對常溫和極短的時間內對微生物真正做到殺菌，做到滅菌。右邊這張圖反應了VHP在相應的空氣含濕量和溫度調節(jié)量達到的zui大的溫度，因為目前限制VHP應用的zui大挑戰(zhàn)就是容易凝結，因為凝結下來的VHP濃度是，這樣會對一些物體的表面產生腐蝕，行強的氧化性。所以你在滅菌的過程中要充分地考慮到它的溫濕度。這是VHP進行一些房間滅菌的圖表，這是它的原理。原理在這里就不講了，因為時間關系。我們就說大空間消毒，目前為止大空間消毒的應用并不成熟，主要體現(xiàn)在為了防止VHP的凝結需要將環(huán)境的溫度或者是空氣的含濕量降到很低，需要將房間大規(guī)模地除濕，并且在保證滅菌的過程當中，空氣的溫度和相對濕度要確保VHP不發(fā)生凝結，像我剛才說的如果一凝結，它的VHP的濃度就是，會對相關的物質表面產生強烈的腐蝕性。還有一個是VHP進行滅菌的時候，為了保證它的濃度的均勻性，要設置一些相關的手段，比如說電風扇的方式，在它制冷充分的時候混合均勻。這是VHP進行滅菌的時候一些常用的技術手段，進行濃度和效果進行監(jiān)測，有手段的監(jiān)測，有這種在線式的，還有是化學指示劑，還有是對微生物的殺滅有效性進行的有效性驗證的生物指示劑。這是日常環(huán)境的監(jiān)控，日常歡迎監(jiān)控和空調系統(tǒng)的性能應用這一塊做的項目是一樣的，只不過取樣有點不同。我們zui主要關注它的微生物。

    日常環(huán)境監(jiān)控zui主要包括一些相關的溫濕度和壓差的測試，這是一些測試的儀表，包括所支持的壓差和在線監(jiān)控的壓差。塵埃粒子，塵埃粒子計數(shù)器我們目前在醫(yī)院項目經常用的是在線式的，還有這種手持式（手持式塵埃粒子計數(shù)器）的。還有一些可見的微生物，可見的微生物我們一般都要拿培養(yǎng)基進行取樣，培養(yǎng)基的選樣也有很大的區(qū)別的，通常我們用普遍生長的培養(yǎng)泥測菌的總數(shù)，如果你用特定菌測試的話要使用特定的培養(yǎng)泥，比如說測定一些真菌就要用到一些沙氏葡萄糖瓊脂等等。根據(jù)不同的要取樣的類別不同，選用不同的培養(yǎng)基，這是常用的一些培養(yǎng)泥，大概給大家分一下，在藥廠里常用的培養(yǎng)泥我們大概分為幾類，一類是普通的車間用的培養(yǎng)基，還有的是一些特殊類的，比如青霉素、頭孢類使用的特定培養(yǎng)泥，要加入相應的青霉素酶來抑制青霉素本身的抑菌成份，來保證取樣結果的性。還有一些是針對特定菌的，比如說測真菌的，比如說你衣服表面取樣的話，因為衣服水洗，水洗可能長霉菌，霉菌屬于真菌一類，就有可能需要一些特定的培養(yǎng)基來進行取樣。所以批次的培養(yǎng)在放行之前要進行測試和陽性挑戰(zhàn)性，培基的時間與溫度是根據(jù)所使用的培養(yǎng)基進行選擇的。

    大概對藥廠里的微生物取樣可以分為以下幾類，一個是沉降菌菌，一個是浮游菌，還有表面擦試，再一個就是人員監(jiān)控，人員監(jiān)控包含衣服和手套。這是成長菌的常用方法，成長菌不能進行定量測試，只能是半定量，因為它不是一個主動式的方式，這是將表面鋪入在事先經過驗證的時間內，一般是90毫米的培養(yǎng)皿，標準的培養(yǎng)皿，將它放到桌子上，通過一定的時間讓菌自己做到培養(yǎng)皿的表面上。鋪的過程可能會導致脫水現(xiàn)象，所以說培養(yǎng)基的使用時間也要進行驗證，因為培養(yǎng)基本身是帶水分的，出去時間長了水分可能會干掉。這是浮游菌的測試，浮游菌的測試大概可以分為常用的以下幾樣，一種是常用的上網(wǎng)式，這是目前用得zui多的，還有一種是夾縫式的。再一個是凝膠膜固定，它的一層凝膠過濾，還有一種是離心式的，這幾種培養(yǎng)泥的測試，它的培養(yǎng)基都是圓形的碟狀的培養(yǎng)皿，像這種培養(yǎng)基就是條帶狀的，把它分布于圓盤的四周，讓它通過出氣的時候，通過離心力這樣的空氣甩到培養(yǎng)基的表面上，測試時基本上達到培養(yǎng)基培養(yǎng)。這是表面取樣，無菌灌裝的過程表面取樣，一般我們都是在灌裝結束后進行，取樣皿的位置充分考慮到風險的大小，比如說常用的一些位置，墻面、地面、控制面板，門把手、閥門的手柄、寫字臺、灌裝的針頭、交叉的容器，門、軟綿等等，包括鑷子，還有筆、紙、、小車、電源插座、監(jiān)測的設備、瓶子等等、灌裝材料的袋子，凡是進入無菌區(qū)的物體，要考慮它的風險到底有多大。如果表面沾菌，對無菌操作的生產帶來的風險是蠻大的，所以要對相關的一些物體表面進行取樣。表面取樣的方法我們一般都是用接觸碟，這也是在醫(yī)院里采用的方式，一般直徑是55個毫米。還有一個是用棉簽進行取樣。一般的情況盡可能地使用接觸疊碟取樣，那種測試比較方便，而且結果是比較的，棉簽對人員的操作要求比較高。一般來說難以接觸的地方，人難以碰到的地方拿棉簽去擦。再一個是衣服和手套要進行取樣，因為人是zui大的污染源，在無菌操作的時候人應該zui少，所以人也應該作為環(huán)境監(jiān)測的一部分，我們一般是在生產結束后對操作人員的手套和衣服進行取樣，取樣的東西是剛才給大家看到的培養(yǎng)皿，手指，人在出去之前將五指在培養(yǎng)皿上拿手指輕輕地按一下，手指進行取樣。衣服的取樣位置包含了前胸、前額、口罩、前臂、防護罩等等。一般口罩位置的菌接觸限度可以相應地提高一點。

  解疑1、提到有毒的排風系統(tǒng)用的帶進帶出的過濾器，如果現(xiàn)在做的實際工作中甲方為了節(jié)能把有毒系統(tǒng)做成回風系統(tǒng)，如果裝載空調，這樣怎樣實現(xiàn)一個安裝和裝灌？

   就是在回風口的位置，這個帶進帶出的過濾器是進空調之前的回風口前裝在自己做的一個箱子里，因為本身它的回風強度要足夠。

裝在什么管道上？ 不是管道，要比管道粗，自己做的一個箱子。比如說你買了之后可能長度不夠就要自己做相應的箱子，要不然就跟相應的空調機組廠商協(xié)商怎么把這東西做進去，總之這東西買了不可能直接用。

  解疑2、現(xiàn)在實際工程用的系統(tǒng)非常龐大，很可能到三四萬立方米的回風量，這樣做帶進帶出的就很困難。那應該在整個系統(tǒng)中分出來，整體的空調機房的布局要分離一下，分成小型的箱子。要不然就是將它分為很多的小機管。