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     從GMP角度談藥用離心機


董春亮
(制藥裝備行業標準化技術委員會,北京 100067)
    摘要: 從制藥行業實施 GMP 的概況入手,闡述了符合 GMP 是制藥裝備發展的基本原則,并就上述原則討論了藥用離心機的要領。
    關鍵詞: GMP;制藥裝備;藥用離心機;基本原則;討論

    藥品生產行業在積極貫徹 GMP 的同時,為醫藥工業生產服務的制藥裝備行業相應提出了《制藥裝備符合藥品生產質量管理規范的通則》等指導性標準,以配合規范的實施。這里制藥裝備所提出的“符合”與制藥行業的“貫徹”表達出制造方和使用方兩者有著不“符合”就不能很好的“貫徹”,要“貫徹”就必須“符合”的不可分割的聯系。在討論分離機械產品符合 GMP 問題前,先了解一下制藥行業 GMP 的實施情況,再從制藥裝備產品符合 GMP 角度來探討分離機械符合 GMP 的問題。

    1 制藥行業實施 GMP 的概況
    GMP 源自 1962 年美國 FDA 為保證藥品生產質量的管理需要應運而生的,1969 年世界衛生組織(WHO) 將 GMP 推向了世界,我國在 1988 年公布 GMP 后又先后進行了兩次修訂,GMP 真正得到廣泛重視和強化實施是在 1998 年修訂以后。GMP 在制藥行業里有著很強的權威性和約束性,其強制貫徹的力度之大前所未有,國家和企業都投入了相當巨大的精力、財力、物力和人力,國內未取得藥品 GMP 認證的企業被叫停;通過GMP 認證的藥品生產企業,其設施、設備、工藝技術等被大幅更新,生產環境、生產條件得到了比較徹底的改變,藥品生產安全和藥品質量有了明顯的提高,對藥品生產企業可以說經過的是脫胎換骨的變化。從 GMP 的貫徹情況來看,我國現在實行的 GMP 是以世界衛生組織 WHO 推薦給各國指導實施的“國際化”范本為基礎制而定的,與美歐等發達國家實行的 cGMP 又稱動態藥品生產質量管理規范)還有著較大差距,關鍵是靜態過程管理和動態過程管理的區別。就目前我國 GMP 的實施水平而言,只能說明我國藥品的生產管理與國際接上了軌,在國際貿易中我國的“GMP 認證”還尚缺乏發達國家的認可,所以 cGMP 就成為我國藥品生產管理轉向全過程質量控制與更為有效的實施目標。2006 年國內出現的“欣弗”事件,是某藥企不嚴格貫徹滅菌規程的一個典型事例,因此迫切需要 GMP 朝著“治本”方向深化,國家也正在加大整治力度,2006 年國家藥品監督專項行動收回86張GMP證書,有些企業受利益驅使,取證中出現借用設備或儀器應付,過后又停用,其危及公眾用藥的安全。目前,國內中藥、獸藥、食品行業也都在采用 GMP的管理方法,據悉國家食品藥品監督管理局已有組織制定 cGMP 的考慮。因此,“十一五”期間制藥行業還將面臨質量管理的再次上臺階。

    2 符合 GMP 是制藥裝備發展的基本原則
    藥品的生產和生產質量與制藥設備的因素息息相關,GMP 的意義是把影響藥品生產質量的人為差錯減到最低,防止一切對藥物的污染、交叉污染和使藥品質量下降的發生,確保藥品安全和生產質量的萬無一失,因此決定了制藥裝備的發展也必須符合這個原則。

    制藥設備在作為藥品生產手段的同時,又是不可忽視的污染因素之一。美 FDA 曾針對污染輸液所至觸目驚心的藥難事件(即發生在 20 世紀 60 年代一度頻頻爆發的敗血癥案)展開調查,得出的結論出乎意料,并非是企業沒做無菌檢查或違反藥事法規,而是在于無菌檢查本身的局限性、設備或系統設計的缺陷以及生產過程的偏差,導致如:(1)設備上的壓力表及溫度顯示與實際部位的需要并不一致而未達到滅菌要求;(2)設備密封缺陷導致藥品再次受污染等。另外出現問題還涉及制造設備的材料、所使用的介質、設備的結構(防靜電、防爆、密封、潤滑、清洗結構)、操作方法以至設備排放(散塵、散熱、廢氣、廢水)等。由于制藥加工設備的設計、制造、使用等環節都可能存在引發污染和交叉污染的潛在危險,FDA 將其原因歸結為“過程失控”,故提出對藥品生產環節進行管理和對生產設備進行驗證的規定,誕生了GMP,使制藥用設備區別于一般用途機械而處在受監控的狀態,這是 GMP 對制藥生產設備的明確觀點。鑒于GMP 有對制藥設備的專門要求,以及制藥設備所涉及的各種藥物性狀(熱敏性、黏附性、吸濕性、揮發性、反應等)、劑型(膜劑、膏劑、栓劑、氣霧劑、輸液劑、片劑、膠囊微丸劑等)、制藥工藝方法或過程(反應、結晶、發酵、蒸餾、萃取、分離、濃縮、真空及微波干燥、篩分、濕熱及干熱滅菌、粉碎、切制、選別、洗烘、潤炒、藥用純水及純蒸汽制。┑,使得制藥裝備成為一個跨學科、融合多領域技術、多元化產品的特殊性行業。目前,在制藥企業中都設有 GMP 驗證的專門組織或機構,設備驗證已成為制藥企業在設備購置或投用前進行的例行工作,并正在成為對質量更具說服力的一種市場認可方式,無形中成了使用方選擇、評價制藥機械產品的一種手段。驗證驅使裝備制造企業間的產品競爭更加激烈,使制造方不得不關注自己產品的性能和水平,設備的驗證讓企業感受到了產品生產與市場的接軌和 ISO 所提出的社會責任標準的內涵。

    為引導制藥裝備行業內 GMP 的開展,行業相繼制定了《制藥裝備符合藥品生產質量管理規范的通則》、《制藥機械(設備)驗證導則》等指導性標準。隨著 GMP 的發生,產生了 URS(用戶需求標準)、CIP(在位清洗)、SIP(在位滅菌)、TTW(穿墻隔離技術)、無塵對接傳遞系統、不見陽光的結構等許多新的設計方法和新的行業術語
。
    GMP 對制藥設備的要求基本可歸納有以下方面:
    (1)凈化、清洗和滅菌方面:凈化,對設備來講包含兩層意思,即設備自身不對生產環境形成污染及不對藥物安全構成威脅;清洗和滅菌,設備的在位清洗和在位滅菌技術(指系統或機構在原安裝位置不作任何移動和改變條件下進行清洗或滅菌的功能)是有效控制交叉污染的方法,但需設備結構上與控制上的技術支持。

    (2)材質、外觀和安全設計方面:制造設備的材料不得對藥品性質、純度、質量產生影響,應無毒、耐腐蝕且不與所接觸物質發生化學反應,不產生吸附作用,不產生微粒;外觀的簡潔是達到完全清洗或清潔目的的前提條件;安全保護也包含了兩層意思,一是從藥物安全講,設備不得使藥物性質和質量發生改變;二是設備操作和運行的安全及保護性能。

    (3)結構設計方面:設備中機械動力構件與物料等接觸的情況很多,常常又是結構設計上很難處理的(如粉體混合、動軸密封等與藥物接觸部分的不良結構極易形成污染)。此外,還涉及到簡潔和光滑設計、潤滑結構和潤滑劑的選擇、局部百級空氣層流凈化、設備使用中自身因素對環境和藥物的影響與威脅等方面,都是結構設計須十分注意的。

    (4)在線檢測、控制和驗證方面:在線檢測、控制是滿足安全和連續化生產的條件,需要數顯、分析、記錄、程控、報警等先進技術的應用。驗證是對制藥設備質量進行系統確認的有文件證明的活動,其包括設計確認、安裝確認、運行確認和性能確認4個階段,使用方對設備要經過以上驗證,合格后方可投入使用,制藥裝備制造方在研發階段就必須注重產品設計要符合 GMP。

    (5)相關公用工程方面:設備不是獨立存在的,制藥設備所用介質(水、氣、汽等)和設備發散因素對藥品生產的安全也有著不可忽略的影響,同樣,也涉及到與制藥設備配套設施、設備的接口(工藝口、驗證口、取樣口、 檢修口等)。

    面對 GMP,希望制藥設備設計滿足藥品安全生產“零缺陷”的要求,有些要求對于機械結構設計來說近于苛刻。諸如:(1)容器內零部件結構應無滯留物料的死角; (2)動軸的密封不得向物料一側滲漏;(3)如何實現 CIP與 SIP;(4)減少工序暴露;(5)避免工藝上、傳遞上或設備操上所產生的交叉污染;(6)實現連續化、無菌化“不見陽光”的密閉生產系統;(7)防止人為差錯。

    從GMP對制藥設備的嚴格要求來講,給了制藥裝備結構與功能上很大的研發和改進的空間,形成了制藥裝備“十一五”期間以技術創新和現代技術應用為主的競爭發展時期。

    3 分離機械如何滿足 GMP 的討論
    分離機械是藥品生產領域中原料藥生產過程的主要工序設備,目前制藥生產上使用的最多分離機械為離心機,其設備有:三足式、螺旋式、管式、碟片式、旁濾式、 吊袋式等型式的離心機等。由于使用環境、料液性質和工藝條件的特殊性,作為藥用的離心機就需要在設計上有更多地考慮,如材料、結構、物料輸入輸出方式、安全性、勞動強度、控制、清洗或消毒滅菌等要適應和滿足藥品生產工藝的要求。在實施 GMP 過程中,制造企業為適應藥品生產,曾為減少人工污染和減輕勞動強度研發了提袋式離心機;為解決藥物的多種腐蝕性和黏附性研制了涂聚苯硫醚離心機;為適于細、粘性物料還研制出旁側過濾、無濾餅阻力過濾的旁濾式離心機等產品。

    藥用離心機有對生產中換批、換品種時有清洗、滅菌要求,而一般用途離心機卻不是主要的。目前,尚具備能夠真正意義上的 CIP、SIP 功能的離心機幾乎沒有,設計上缺少清洗、滅菌的裝置和工藝接口、驗證口等,轉鼓內部不易被完全清洗也是主要問題。較多的離心機多考 慮由人工清洗機器內部,當然不否認人工清洗的洗凈效果,但作為藥用設備應從防止各種污染源、避免再次受到污染的角度考慮,CIP、SIP 被證實是最有效的方案。在藥品生產中離心機的清洗通常要每班或每批進行,滅菌一般是每幾批確定為一個滅菌周期,每次滅菌要經清洗、吹凈、通蒸汽并持續數小時完成。按照 GMP 思路,我們對藥用離心機具有的清洗、滅菌功能和其實際清洗、滅菌的效果不能看作是一回事,其功能的效果必須要通過驗證加以證實,離心機的清洗滅菌需要建立一個由生物指示劑和熱電偶等組成的驗證系統。

    藥用離心機的使用功能需求是制造者最為關注的問題,就制藥行業使用的情況看,因藥物的物質種類繁多、性狀的差異很大,從藥物制備來說,物料粉碎得細對藥物有效成分析出有利,相應提取率會越好,但藥渣黏度相對會越大,造成固液分離難度增大,成為困擾分離效率與卸料的難題,使得一部分離心機不適用。相對而言,刮刀式卸料是一種較有效的方法,但刮刀式離心機在進料的自動控制、有效清除殘渣層和 CIP 功能上尚需優化。為防止污染可考慮對離心機傳動部分與工作部分隔離安裝不同潔凈室區的“穿墻”結構的設計,國外已有全密閉離心干燥機將離心、洗滌、干燥過程和裝料工藝集中設計在一個設備中,脈沖氣體 100%下料,消除藥物暴露的隱患,主要可用于無菌、高活性等產品,克服了離心機不能徹底干燥的問題,實現了密閉加高效的生產工藝。此外,在努力減輕勞動強度與減少周轉上,提袋式、翻袋式和旁濾式離心機是一種效率較高、可保證晶粒完整的機型。在連續化生產的思路啟發下,可考慮多工序或多工步合一的設計,固相沉淀和液相過濾功能合一的分離機械將有利于提高過濾分離效果,也規避了為提升離心機分離因數所受材料強度和轉速的限制。另外,發酵是制藥的重要工藝,全發酵液萃取在國外已進入工業化,我國仍是空白,實現全發酵液萃取高效破乳劑及三相分離機是關鍵。

    企業在經歷 GMP 實施過程后,開始設法解決離心機操作靠使用者經驗為主、物料轉移、清洗靠人工等問題,也著眼與相關系統接口上建立自動控制
功能的開發。

    4 結語
    本文從制藥行業實施 GMP 的概況入手,闡述了符合 GMP 是制藥裝備發展的基本原則,并以此討論了藥用離心機。對藥用離心機的發展,筆者認為應從這些方面努力:(1)了解制藥工藝需求是發展藥用離心機的前提;(2)應著力在程序自動控制、人機隔離操作、易清潔、可消毒滅菌結構、在線分析和不同性狀物料分離方式的研究與改進;(3)在向功能全、污染小、控制高水平、提高無菌化操作水平等方向還是大有“文章”可做的。

    作者簡介: 董春亮(1951-),男,陜西西安人,工程師,研究方向:制藥機械標準化。


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