注射剂灭菌工艺及输液剂灭菌需关注的问题

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2005-06-28

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审评四部张玉琥高青

摘要灭菌是注射剂制备工艺的重要步骤。本文对注射剂灭菌工艺涉及的无菌保证水平、常用灭菌方法以及灭菌工艺验证等进行了简要介绍，并对输液剂灭菌需特殊关注的问题进行了讨论。
关键词注射剂；输液剂；灭菌

注射剂的灭菌是关乎药品质量、保证用药安全的重要工艺步骤之一。灭菌工艺研究中应根据药物和制剂的具体情况，选择适宜的灭菌方法，做到既杀死或除去微生物，达到灭菌目的，又保证药物的治疗作用和稳定性。审评工作中注意到申报的部分注射剂品种其灭菌工艺存在问题，如灭菌方法选择不当、采用的灭菌温度偏低或灭菌时间偏短等，不能达到灭菌要求。本文对注射剂灭菌工艺涉及的有关问题做简要介绍，供注册申请人选择研究制剂灭菌工艺时参考。
1 无菌保证水平和无菌检查
灭菌制剂的无菌保证水平（SAL, sterility assurance level）是指灭菌后制剂中微生物的残存概率。为保证用药安全，注射剂等要求无菌的制剂中微生物的存活概率（SAL）不得高于10－6（即每一百万注射剂终产品中存活微生物的不得多于1个）。灭菌制剂的无菌保证水平可通过验证确定。
无菌检查是灭菌制剂质量控制的一个重要指标。但无菌检查是抽样检查，而微生物污染属非均匀污染，由于抽样的概率问题，无菌保证水平不符合要求往往难以用无菌检查结果反映出来，除非是较严重污染的情况。因此，灭菌制剂的无菌保证不能依靠终产品的无菌检查结果，而是取决于生产过程中采用合格的灭菌工艺、严格的GMP管理和良好的无菌保证体系。
2 注射剂常用灭菌工艺
注射剂常用灭菌方法包括湿热灭菌和过滤除菌法。
2.1 湿热灭菌法 系指将物品放在灭菌器内，利用高压饱和蒸汽等手段进行灭菌的方法。蒸汽潜热大，穿透力强，容易使微生物蛋白质变性凝固，灭菌能力强，因此湿热灭菌是最有效及用途最广的灭菌方法。注射剂制备中常用的湿热灭菌法包括热压灭菌和流通蒸汽灭菌。
2.1.1 热压灭菌法 系在密闭的灭菌容器内，用压力大于常压的饱和水蒸气加热进行灭菌的方法。若压力和灭菌时间选择适当，该法就能杀死所有的细菌繁殖体和芽孢，灭菌效果可靠。
各种微生物对湿热的抵抗力不同。细菌孢子较细菌对湿热的耐受力更强。饱和蒸汽的温度愈高，则达到灭菌目的所需时间愈短。然而在一个大气压下煮水，其温度最高只可达100℃，除非用很长时间，否则很难将一切细菌孢子杀灭。如欲使湿热的温度提高到100℃以上，则需采用热压方法。热压灭菌的压力越高，所需时间越短。注射剂灭菌中通常采用的灭菌条件为121℃×15分钟或115℃×30分钟。注射剂灭菌也可采用其他温度和时间参数，但必须保证制剂灭菌后的SAL≤10－6。
2.1.2 流通蒸汽灭菌法 系在不密闭的容器内，用流通蒸汽加热进行灭菌的方法。灭菌时间一般为30～60分钟。由于流通蒸汽的温度最高只能达到100℃，故不能保证杀灭所有的细菌孢子。当药液中加有适当抑菌剂时，经100℃加热30分钟，可杀死耐热性细菌孢子。注射剂中小容量注射液在严格监控灭菌前产品微生物污染的前提下，可采用流通蒸汽灭菌，一般1～5ml的注射液可用流通蒸汽100℃灭菌30分钟，10～20ml的注射液可以100℃灭菌45分钟。凡对热稳定的产品，建议采用热压灭菌。
2.2 过滤除菌法 本法系用滤过方法除去活的或死的微生物的方法，是一种机械除菌的方法。本法主要用于对热极不稳定的药物小针剂或冻干粉针制剂的除菌。生产上应配合无菌操作技术及无菌检查，相关的设备、包装容器及其他物品应采用适当的方法进行灭菌，以保证除菌工艺的质量。
过滤除菌法的除菌过滤器采用孔径分布均匀的微孔滤膜作过滤材料，为保证阻止细菌和细菌孢子通过滤器，滤膜的孔径一般不超过0.22μm。过滤器不得对被滤过成分有吸附作用，也不能释放物质。滤器或滤膜在使用前应进行洁净和灭菌处理，在除菌滤过前后均应作滤器的完好性试验。为保证过滤除菌效果，可使用两个灭菌过滤器串联滤过法。
3 灭菌工艺的验证
为保证灭菌效果，必须对灭菌方法的可靠性进行验证。对于热压灭菌，F0值（灭菌程序所赋予待灭菌物品在121℃下的等效灭菌时间）为反映灭菌可靠性的参数。热压灭菌的F0一般不得低于8。
灭菌效果可采用生物指示剂进一步确认。生物指示剂系一类特殊的活微生物制品，可用于确认灭菌设备的性能、灭菌程序的验证、生产过程灭菌效果的监控等。用于灭菌验证的生物指示剂一般是细菌的孢子。对生物指示剂的要求之一是其对灭菌工艺的耐受性应大于需灭菌产品中所有可能污染菌的耐受性。对于湿热灭菌，最常用的生物指示剂为嗜热脂肪芽孢杆菌孢子；对于过滤除菌，最常用的生物指示剂为缺陷假单孢菌。
4 输液剂灭菌需关注的问题
输液剂（大容量注射剂）由于体积较大，热不容易穿透，为保证灭菌效果，不适合采用流通蒸汽灭菌法；同样，由于容量大也不适合应用过滤除菌法。输液剂通常应采用热压灭菌法进行灭菌，同时热压灭菌的温度和时间应达到无菌保证的要求。
有的注册申请人在改剂型品种（小水针、粉针、输液剂）的研发中，将一些对热不稳定的药物改成输液剂申报。由于该类输液剂不能耐受常规热压灭菌，申请者采用流通蒸汽灭菌法进行灭菌，或者降低热压灭菌的温度或缩短时间，并且误认为终产品有无菌检查，可保证产品的无菌要求。如前所述，由于流通蒸汽灭菌不能保证杀灭所有的细菌孢子，热压灭菌温度及时间不符合要求不能保证灭菌效果，而无菌检查为抽样检查，也不能确证制剂的无菌保证水平，因此，此类输液剂采用的灭菌工艺不能满足无菌保证的要求，若在临床应用存在严重的安全性风险。
对于热不稳定的药物，建议制成注射剂时首先考虑选择粉针剂，也可考虑小水针。需要注意如果制剂不能耐受热压灭菌，制成输液剂一般是不适宜的。