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无菌药品生产车间的改造设计探讨
| 原车间存在的问题及改造思路
1.1 工艺改造1.1.1 原灌装间进入与退出共用一个缓冲间,存在交叉污染问题。改为增加单独的退出通道至D 级走廊,并设压差梯度保护。1.1.2 原配液由人工完成,存在效率低、污染风险的问题。改为增加独立配液间,并增加自动配液系统,设层流罩保护。1.1.3 原称量与配液在同一间房间完成,存在交叉污染风险。改为增加独立称量间,完成称量。1.1.4 原灌装间百级面积过大,存在能耗大、难控制的问题。改为B 级背景+灌装区A 级层流保护,灌装机设置围挡。1.1.5 原冻干后成品由人工手持托盘转运,存在效率低、污染风险的问题。改为增加小车进行转运。1.1.6 原轧盖后至包装采用人工转运的方式,效率低、且无直接转运通道。改为转盘转运,并将轧盖背景区域洁净级别提升为C 级。1.1.7 原轧盖机没有抽风装置,也没有自动剔除装置,*形成二次污染。改为替换轧盖机带抽风、自动剔除装置。1.1.8 原轧盖没有排风,*形成二次污染,改为增加排风。1.1.9 原两间洗衣间存在功能重复。改为将其合并,增加大功率洗衣烘干机。1.10 原车间缺少在线粒子检测间及设备,改为增加独立的在线粒子检测间及设备。1.11 原车间缺少可在灌装间外部观察灌装操作的观察窗,改为在灌装间与准备间之间增加观察窗。1.2 空调系统改造1.2.1 原车间时常出现温湿度**标现象。经调查,空调设备管路、盘管堵塞,并存在滴漏现象,空调箱面板锈蚀严重,夏季表面结露。综合考虑,将空调箱全部更换。
1.2.2 原车间时常出现压差过低、关键区域压差梯度不够的问题。经调查,送回风阀门有松动现象,定位机构生锈腐蚀严重,难以调整。部分风管内壁锈蚀,堵塞高效过滤器,造成压差不稳定。改造后将其全部更换。1.3 其他改造原车间工艺排水缺少放倒流措施。改为将工艺排水集中排放,增加空气隔段措施。
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| 设计需要遵循的规范
设计需符合《药品生产质量管理规范(2010 年修订)》、《洁净厂房设计规范》、《医药工业洁净厂房设计规范》、《建筑设计防火规范》。《药品生产质量管理规范(2010 年修订)》与98 版的《药品生产质量管理规范》对于无菌药品生产有着明显的不同,主要区别见表1。
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| 设计方案
3.1 空调系统的基本形式采用全空气系统,由室外取新风经粗效过滤器与室内回风在空调箱内混合,经表冷器降温除湿,再经风机增压送入加热段再热、加湿段加湿,经过中效过滤器二级过滤送至端高效过滤器进行三级过滤。室内洁净度由粗、中、高效过滤器**。温湿度由表冷器、加热盘管、加湿器控制。送风机提供必要的送风量,**房间换气次数。调节送风机、送回风阀调节房间压差。
3.2 空调系统划分按照洁净级别设置空调箱。即每个级别对应独立的空调箱。并将净化空调与非净化空调分别设置。3.3 过滤器的设置净化空调箱内粗效采用G4 袋式过滤器,中效采用F8袋式过滤器,末端高效采用A/B 区采用H14(过滤效率 99.995%@0.3μm),C/D 区采用H13(过滤效率99.99%@0.3μm)。非净化空调箱内粗效采用G4 袋式过滤器,中效采用F7 袋式过滤器。排风箱内采用F7 中效过滤器。3.4 压差梯度设计按照GMP 要求,洁净区与非洁净区之间、不同级别洁净区之间的压差应当不低于10 Pa。进入洁净区的个房间设为净化保护区,压力为0 Pa~5Pa,*二个房间压力为15 Pa。相同级别房间压力依次递增,使非净化区至走廊形成由小到大的阶梯式压差梯度。灌装间和走廊之间的缓冲间采用下沉式压差梯度(非阶梯式),主要考虑到灌装区为核心区域,既要**其压力,免受外部污染,也要**灌装时产生的雾滴扩散至C、D 区,所以采用下沉式压差梯度。洁具间、灭菌间轧盖间采用相对负压,防止热湿、铝屑等颗粒扩散。3.5 送风量、排风量、回风量、新风量设计送风量应满足以下三个要求,并取三者大值。(1)室内洁净度。(2)室内温湿度。(3)室内供给的新风量。为简化计算,送风量采用推荐值估算。根据《洁净厂房设计规范》、《药品生产质量管理规范(2010年修订)》,如表 2 所示。
后,校核系统、房间的风量:系统送风量=系统新风量+系统回风量=系统回风量+系统排风量;房间送风量=房间回风量+房间排风量。3.6 负荷计算3.6.1 冷负荷(1)采用不稳态法逐一计算每一个系统每一时刻的冷负荷,确定综合值。(2)根据系统风量计算每一个空调系统的制冷量。(3)校核:系统风量计算的制冷量应大于或等于不稳态法算的综合值。3.6.2 热负荷(1)采用稳态法逐一计算每一个系统的热负荷。(2)根据系统风量计算每一个空调系统的制热量。(3)校核:系统风量计算的制热量应大于或等于稳态法计算的热负荷。3.6.3 加湿量根据系统风量计算每一个空调系统的加湿量。3.7 材料选择洁净室空调系统的材料应具有耐腐蚀、使用寿命长、性能稳定、不产尘屑的特点。故风管采用热镀锌钢板制作,阀门采用碳钢喷塑,风口采用冷轧钢板喷塑,空调箱外壁采用彩钢板,内壁采用不锈钢。
无菌药品制作车间 装修净化
中间产品无菌检查阳性结果及溯源分析举例
2012年度共收检乙型脑炎减毒活疫苗中间产品无菌检查1731批次,其中阳性结果35 批次,占2.02% 。经分离纯化培养和菌型鉴别分析,主要存在里拉/藤黄微球菌、蜡样芽胞及奇异变形菌等,举例溯源分析如下:
①里拉 /藤黄微球菌检出3例。里拉/藤黄微球菌为洁净区环境及人员监测主要菌群,而在水系统样品中并未检出,故推断为操作过程中经环境带入;
②蜡样芽胞检出3例。蜡样芽胞在水系统中全年仅检出1次,而在环境监测中检出83次(占11.05%)。蜡样芽胞的生长温度范围为20~45℃,10℃以下生长缓慢或不生长,50℃时不生长,在100℃下加热20min即被破坏。而所有的工艺用水均经过高压灭菌(121℃,30min)处理。因此推断,蜡样芽胞应仍为操作过程中经环境带入;
③奇异变形检出4例,由于截止目前洁净区环境及人员和水系统微生物数据库中均未曾检出此类菌,故排查分析只可能是工艺操作本身引入。据查阅资料,奇异变形一般广泛存在于水、土壤的有机物以及人和动物的肠道。故根据工艺操作特点进行推测,很可能来自无特定病原体(Specific pathogen free,SPF)级实验地鼠取肾操作工艺。故对此批工艺剩留的末次肾块洗涤液取样进行无菌检查检测,证实为SPF地鼠取肾操作不慎带入。
讨论
从菌型分析结果统计可知,该洁净区环境和人员主要存在革兰阳性球菌如里拉/藤黄微球菌、表皮葡萄球菌、人葡萄球菌等,共占78.56% 以上,其次为蜡样芽胞和少量的库克菌及霉菌等。另外,对于霉菌从检测时间和空间上看,主要集中出现在春、夏季节,洁净区较潮湿的精洗场和细胞水浴加温洁净室。因此宜在春、夏季节加强工艺湿度较大洁净室霉菌的消杀处理。
封闭的注射用水(80℃保温循环)和纯化水(20℃保温循环)管道环境条件较差,检出的微生物种类和数量均较少,经鉴别分析主要存在少动鞘氨醇单胞菌、皮氏罗尔斯顿菌等革兰阴性菌以及芽胞等。
溯源分析举例表明,根据初步建立的微生物数据库以及中间产品无菌检查阳性菌型分析结果可以比较明确地确定产品污染的来源,2012 年乙型脑炎减毒活疫苗中间产品无菌试验阳性结果,主要为操作过程中经环境偶然带入以及地鼠取肾操作不慎带入。
虽然该中间产品并不是无菌工艺操作(半成品配制时需经0.22μm薄膜过滤),但尽量控制本底污染对于实施GMP控制具有积极的意义。奇异变形全年检出4例,且无菌检查时均能在观察结果前2~3d就发现样品染菌(无菌检查孵放要求是培养14d),相关批次单一收获物均报废处理。从无菌风险和生产成本来看,该产品工艺中取肾操作是需关注的重点,可通过加强员工现场操作培训和考核以及进一步优化该步工艺操作等实现。
另外,2012年中间产品无菌检查阳性结果还检出放射根菌、苛养颗粒链菌、斯氏普罗威登斯菌等少数微生物种类,全年各仅检出一例,且暂未在建立的洁净区微生物数据库中出现,目前还无法确切地追溯其来源。
由于全面开展菌型分析工作仅一年多时间,且乙型脑炎减毒活疫苗工艺较为复杂,涉及到SPF 地鼠操作,今后将根据工艺特点建立SPF地鼠如肠道、皮毛等部位的微生物基础数据库,以完善来源追溯途径,进一步指导提高GMP操作水平。
为便于对各净化空气调节系统、各医药洁净室进行风量平衡和压差调整,不同系统的排风应分开设置。
由于散发粉尘和有害气体区域的排风与一般排风的处置方式不同,同时又为了避免产生粉尘和有害气体区域与一般区域相串通,故两者的排风系统应分开设置。
1.2.12 本条为强制性条文。本条款规定是参照现行国家标准《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019制定的。
1.2.13 我国药品GMP(2010年修订)对于人员净化用室的洁净要求有了新的规定,本规范条了相应的修改:
1 为保证人员净化用室气流由高洁净级别流向低洁净级别,当门处于正常关闭位置时,毗邻更衣室之间需保持一定的压力梯度。各更衣室之间大体可按以下原则确定其压力梯度:靠近洁净区气锁门两侧为5Pa;不同级别更衣室之间为10Pa;相同级别更衣室之间为5Pa;换鞋区与外走道之间为0Pa~5Pa。
上述靠近洁净区气锁门两侧压差为5Pa,是由于考虑到气锁洁净级别与毗邻的洁净室静态级别相同,当气锁只有一扇门被打开时,不同级别更衣室之间仍可保持大于或等于10Pa的压差。
2 规定了人员净化用室后段、前段各房间洁净级别的原则。
对于非无菌洁净室,人员净化用室前段为换鞋、更外衣,后段为更洁净服;对于无菌洁净室,前段为换鞋、更换外衣、更换无菌内衣,后段为更换无菌外衣。
上述换鞋、更换外衣可设在有洁净送风的清洁区。
3 由于更衣室体积较小、更衣时动作幅度偏大、发尘量较大,所以更衣室的送风需要维持其级别足够的送风量,使其尽快自净。
4 本条针对特殊药品人员净化用室通道中正压或负压气锁,其气锁的设置应满足下列要求:为阻断生产区空气外泄,在更衣进入通道中,穿洁净外衣(无菌外衣)与洁净生产区之间设正压气锁、气锁压力**两侧房间;在退出通道中,设脱洁净外衣为负压气锁,空气压力低于两侧房间(两侧房间的洁净级别不得低于负压气锁),以此阻断洁净生产区空气通过人员净化通道扩散。
有关人员净化更衣室的布置、洁净级别划分、房间压力和气流流向、压差计设置,可以参照《药品GMP指南——厂房设施与设备》“空调净化系统”中的5.2.10净化更衣。
生产厂房的人员总更衣区不属洁净区,其中的换鞋、存外衣、盥洗、厕所、淋浴等房间会产生灰尘、臭气和水汽,所以应设置通风措施。具体的做法可送入经过滤后的室外空气,厕所、浴室单独设置排风并使保持负压。
1.2.15 根据我国药品GMP(2010年修订)附录1“无菌药品”中*三十八条的规定,医药洁净室空气净化系统应保持连续运行,维持相应的洁净级别和对周围低级别区域的正压,维持良好的气流方向。因故停机再次开启空气净化系统时,应当进行必要的验证以确认其仍能达到规定的洁净级别。
在非生产时间,由于洁净室内主要污染源(操作人员)的撤离,室内的发尘量大大降低,为了节省运行费用,在满足洁净级别和正压的前提条件下,可以采用降低空气净化系统风量的方法。而降低多少风量,需由各生产厂根据运行实践中的不同情况予以确定。
图4为某厂灌封间(B级洁净区)从动态转变为静态恢复时间内室内微粒数的变化曲线图(室内换气次数为55次/h、操作人员6人)。当洁净室由动态转变为静态时,室内微粒数*降低,若仍维持动态条件下的55次/h换气次数,室内实测对于大于或等于0.5μm、大于或等于5.0μm的微粒的静态限值仍有较大空间(如对大于或等于0.5μm,静态实测为27颗/ft3,而B级的静态限值相当于100颗/ft3),可以认为在非生产状态下减少送风量是完全可行的。
无菌药品是关系国计民生的特殊商品,《药品生产质量管理规范》2010修订版(Good manufacturing practice,GMP)于2011年3月1日起正式颁布实施,对无菌药品生产过程控制提出了更为严格的要求,“应当限度的降低微生物、各种微粒和热原的污染”,且“产品的无菌或其他质量特性绝不能只依赖于任何形式的终处理或成品检验(包括无菌检查)”。因此,了解无菌药品生产过程中的微生物负载情况,即微生物的种类和分布情况,建立无菌药品生产过程中微生物污染溯源分析的有效方法具有较其重要的现实意义。
材料与方法
材料
培养基
硫乙醇酸盐液体培养基、改良马丁液体培养基、胰酪胨大豆肉汤液体培养基、营养琼脂培养皿、玫瑰红钠琼脂培养皿、胰酪大豆胨琼脂(TSA)培养皿、TSA(加中和剂)接触碟, 来源于成都生物制品研究所有限责任公司培养基室。
阳性对照
试验菌株[CMCC(B)26003]金葡萄球菌。
仪器
默克MAS100 NT浮游菌检测仪,Millipore Microfil微生物限度仪,无菌检查电脑集菌仪,B×41光学成像显微镜,VITEK2 Compact全自动微生物鉴定仪,电热恒温培养箱,生物安全柜。
主要试剂及耗材
灭菌0.1%蛋白胨溶液、pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液,自配;革兰染色液,法国生物梅里埃公司;GN 鉴定卡、GP鉴定卡、BCL 鉴定卡、YST 鉴定卡,法国生物梅里埃公司。
方法
洁净室环境及人员监测
对乙型脑炎减毒活疫苗生产操作洁净室进行浮游菌、沉降菌和设施设备及人员表面微生物动态检测,C级(含局部层流) 每周一次,D级每月一次。表面微生物测试: 采用接触碟法,即TSA(加中和剂)培养基充满碟子并形成圆弧**,取样面积为 25 cm2,取样时打开碟盖,无菌培养基表面与取样面直接接触,均匀按压接触碟底板10s左右,确保培养基表面与取样点表面均匀充分接触,再盖上碟盖。然后将采样后平皿先倒置于20~25℃恒温培养箱(室)中培养3d进行菌落计数,再倒置于30~35℃恒温培养箱(室)中培养2~3d进行菌落计数并判定结果。
微生物限度
对乙型脑炎减毒活疫苗生产车间注射用水和纯化水系统水点每周取样一次,并使用 Millipore Microfil微生物限度仪进行检测。
无菌检查
对2012年度生产的乙型脑炎减毒活疫苗所有批次中间产品使用薄膜过滤法进行无菌检查。
菌型分析
采用菌落形态特征观察、革兰染色镜检以及使用VITEK2 Compact全自动微生物鉴定仪对 2012 年度以上3项所获的微生物进行鉴定分析。
结果
洁净室环境及人员
2012年1月至12月洁净区环境微生物检测包括浮游菌、沉降菌、设施设备及人员表面微生物检测,