无菌检测无菌/隔离/无菌传递隔离器是一种可用于进行药品无菌检查的设备,它为无菌检查提供受控环境。上世纪80 年代中叶隔离器开始投入实际使用。隔离器可以是全封闭的,也可以通过能截留微生物的过滤器向隔离器内部提供经过滤的空气,同时隔离器能反复灭菌。当隔离器舱门关闭时,只能由已灭菌的传递接口或特殊设计的快速传递门(RTP)来实现隔离器内外物品的传递。隔离器舱门打开时,物品通过指定的进料门放入隔离器内。隔离器可由柔性塑料(如 PVC)、硬质塑料、玻璃或不锈钢制成。
隔离器避免了操作人员与检品的直接接触,从而为检品及实验用品提供了更好的保护。物品通过无菌传递进入隔离器,整个传递过程中可保持隔离器内部空间和外部环境完全隔离。操作人员通过半身服或手套对舱内物品、仪器进行操作。半身服或手套-袖套组件均是隔离器舱体的一部分,它们由柔性材料制作。用隔离器进行无菌检查时,操作员无需穿着专用的洁净服。隔离器内壁经过可杀灭孢子的灭菌剂处理,能够去除所有的生物负载。
1 隔离器的设计和结构
1.1 空气处理系统
隔离器安装有可截留微生物的 HEPA 过滤器。静态时,隔离器内部环境的粒子数要求应达到百级区域标准;动态时,则无此要求。对风速、换气次数,隔离器也没有特殊要求。隔离系统是密闭的,但并不是与外部环境完全没有气体交换。当隔离器与外部环境有直接相通的接口时,应有持续的正压来维持隔离器内部的无菌条件。无菌检查用隔离器的气流可以是乱流,也可以是层流。
1.2 传递接口及传递门
灭菌后的培养基、稀释液和实验用品可以通过带传递功能的灭菌器直接无菌传递到隔离器内。此外,两台隔离器也可以通过专门设计的快速传递门(RTP)连接,这样实验用品可在两个隔离器之间进行无菌传递。使用 RTP 可以在非受控环境中实现两个隔离器之间或隔离器和另一个容器之间的无菌连接及物品的无菌传递。RTP 上未经灭菌的表面通过互锁环或法兰互相叠合,并通过密封圈封闭,从而防止微生物进入隔离器内。
当两个 RTP 法兰连接形成一个密封的传递通道时,密封圈上仍可能存在微生物污染。在 RTP 连接后外露出来的密封圈应在 RTP 连接后,物品通过传递前及时用杀孢子剂处理。传递物品时仍需遵循无菌操作要求,传递的物品及操作手套均不能触碰到 RTP 的密封圈。
1.3 隔离器安装位置的选择
无菌检查用隔离器对安装环境无洁净度要求,但安装隔离器的房间应限制无关人员出入。应保证隔离器安装地点周围有足够的空间,以便于隔离器的移动、物品的输送和正常维护。安装环境不需进行环境监测。
为保证操作人员的安全性与舒适性,安装隔离器的房间内应能控制温湿度。对于某些灭菌技术,温湿度的控制是至关重要的。隔离器应避免安装在房间通风口直吹的地方,否则可能导致隔离器舱体部分区域被冷却,从而造成灭菌过程中灭菌剂蒸汽在隔离器内壁局部冷凝。当采用对温度敏感的灭菌方式时,室内的温度分布应尽量均匀。
2、隔离系统验证
在应用于无菌检测之前,隔离系统必需完成验证。验证记录与结论应作为批放行的依据之一。无菌检查用隔离系统及其附带设备的验证工作可分为三个阶段执行:安装验证(IQ)、运行验证(OQ)和性能验证(PQ)。某一具体测试项目应归入验证方案中的哪个阶段(IQ、OP 还是 PQ)并不重要,重要的是隔离器在用于无菌检查前通过测试证实各项功能均正常。
2.1 安装验证(IQ)
安装验证阶段包括对隔离系统物理性能核对(如:尺寸、内部布局、组成材料等)。制造商应提供隔离系统外形示意图,并明确标识各种接口、传递系统位置与尺寸。检查公共介质(如气源、真空系统、排风系统及室内温湿度控制)是否符合设计要求。其它需要与隔离系统配套使用的设备也应有详细描述。如有与设计要求不符的改动应进行详细记录。设备手册及其副本应妥善保存于方便取阅之处。所有图纸、流程图及示意图均应分类并妥善保存。 需核对随机文件资料,取保这些资料准确地反映了所安装隔离系统的关键性能。这将作为检查隔离系统是否符合设计要求和安装要求的标准。
IQ 的结果应进行汇总形成报告,报告应包括以下内容:
设备:应列出相应的设计要求。确认所收到的设备是否与设计要求相符,并已按照制造商的要求进行安装。
结构材料:检查关键部件材料是否符合设计要求;证实结构材料与所用灭菌方式的兼容性。
计量部件:列出系统所带的各种计量部件及其校验状态。
公用介质:检查现场是否提供操作手册、流程图、示意图中涉及的所有公用介质是否符合设计要求。察看隔离器与公用介质系统的接口并确认这些接口是否符合设计要求。
过滤器:HEPA 过滤器及其它能截留微生物的过滤器都应经过检测。检测结果应记录在IQ 报告中。
计算机软件:列出隔离系统专用计算机软件的名称、大小、版本号。安装光盘应正确标识并妥善存放。
2.2 操作验证(OQ)
操作验证阶段将验证隔离系统的运行是否符合功能要求。
操作性能检查:验证所有报警功能均能按照设定要求正常工作;验证隔离系统可按设定
参数值运行。
隔离器完整性测试:隔离器能在正常运行条件下保证良好的完整性。通过泄漏测试来验证设备完整性是否达到制造商的要求;或用于灭菌前舱体检漏,以保证安全性。为避免外来污染,正常操作时隔离器维持在正压下,压差范围大致为 20-50Pa。如果需要维持一定的正压差,则应验证隔离器在动态下可维持这个设定的正压差。
灭菌循环验证:运行一个灭菌循环,以确认灭菌循环各阶段实际运行值与其设定值相符。
隔离系统可以采用不同的灭菌方式来去除隔离系统和实验用品的生物负载。隔离器灭菌常用的化学灭菌剂有过氧乙酸、二氧化氯、臭氧和过氧化氢。不同灭菌剂对暴露条件与工艺控制有不同的要求。必须按照制造商针对特定灭菌方式的运行要求进行操作,并在功能要求中详细描述相关设置及操作。采用过氧化氢蒸汽灭菌时,室内及舱内温湿度控制非常关键。有些灭菌剂(如:二氧化氯、臭氧)需要在灭菌前对隔离器进行加湿。
化学灭菌剂的浓度和分布验证也很重要。当使用气态或汽化的化学灭菌剂时,灭菌剂浓度可用化学指示剂、分光光谱法或电化学传感器测量;分布可用化学指示剂检测。[注:化学指示剂只能定性检测。]
采用气态或蒸汽灭菌剂时,需要在隔离器内安装风扇以便灭菌剂均匀分布到隔离器内部空间,并调整风扇的位置和方向,以优化灭菌剂分布。由于灭菌支架、隔离器内部设备、手套-袖套组件以及半身服都会影响气体分布模式,因此灭菌剂分布验证应在负载下进行,负载模式应事先确定并作好记录。
许多隔离系统采用体积较小的传递舱,供试品和实验用品传递舱中经过表面灭菌后通过RTP 传入实验舱。操作验证时应确定传递舱的负载方式,核对负载布置图。[注:化学灭菌剂只对物体表面灭菌。因此,未充分暴露的表面不能有效灭菌。]
灭菌结束后,需除去隔离器内的灭菌剂。这可通过隔离器通风来实现,通风可采用开环方式(即通过排气口直接向大气排气),或闭环方式(即灭菌剂通过灭菌设备去除或分解)。
灭菌循环开发:操作验证最后应进行灭菌循环开发,以此确立日常灭菌时过程控制所需的参数值。灭菌循环开发可参考工业生产中使用的各种灭菌工艺验证方法,如过度杀灭法。灭菌工艺需要用生物指示剂(BI)进行挑战性试验。
2.3 性能验证(PQ)
PQ 阶段将验证隔离系统性能是否符合使用方要求。PQ 阶段应对灭菌循环的有效性进行验证。应对所有 PQ 数据进行汇总、检查并存档。
清洁验证:总的来说,清洁对于无菌检查而言并非关键点。但是,如果进行多种产品无菌检查时,应注意各产品残留的影响,尤其是抗生素类产品的残留,因为这些物质会干扰后续无菌检查时对产品中低微生物污染的检出能力。如果检品是抗生素粉剂,则更应关注检品是否受残留抗生素粉末污染,因为粉末更易分散。对于无菌检查用隔离器,清洁到无肉眼可见的污染物存在就足够了。清洁方法、频度、设备及清洁用材料应书面记录。
灭菌验证:隔离器内表面、隔离器内的设备和放入隔离器内的物品均应经过灭菌。隔离器表面、无菌检查用品/用具及供试品的灭菌不同于产品生产过程中对产品接触部件或药品组分的灭菌。用于隔离器灭菌的方法能达到与产品过度杀灭工艺相同的对数杀灭力。隔离器内并不能长时间保证这样高的无菌保证水平。灭菌结束后,隔离器内的无菌环境主要通过空气过滤系统、合理的物品传递操作以及进行无菌操作的手套的完整性来维持。其中最重要的是手套的完整性。隔离器、供试品及无菌检查用品的灭菌方法对相应的 BI 应能稳定地达到6 个对数级的杀灭力。应通过三次连续的验证实验来确认灭菌工艺可以达到 6 个对数级的杀灭率。
3、包装完整性验证
灭菌剂会对某些物品产生不良影响,可能造成对微生物生长的抑制。需要关注的是灭菌剂是否会穿透到产品包装里面,实验用品中的配件(如:过滤器装置、管路)以及任何可能接触到无菌检查中用到的检品、培养基或稀释液的物品是否受灭菌剂影响。操作人员应负责验证包装容器、培养基及实验用品不会受灭菌过程的影响。螺口带盖试管/瓶子以及带胶塞的西林瓶被证实不会被对常用灭菌剂穿透。用金属箔包裹或将物品放置在密封的容器内以防止与灭菌剂接触的做法可能会导致某些表面未被灭菌。我们建议使用对灭菌剂敏感的化学指示剂或生物指示剂来验证灭菌剂是否能够穿透包装。
验证应确认无菌检查用培养基及环境监控培养基均符合无菌检查中培养基灵敏度的要求。
4、隔离器内部环境的无菌维持
隔离系统在整个操作时间段内能否维持内部环境的无菌应经过验证。可以使用接触碟、沉降菌等微生物监控手段来监测隔离系统是否失效及隔离器内的是否有意外污染。有些测试会造成培养基残留在隔离器表面,这样的测试最好在无菌检查结束后进行。如需与无菌检查同时进行,则应及时去除隔离器表面的培养基残留。
6、培训与安全
与传统无菌室中的无菌检查相比,操作人员应接受在所用隔离器中进行无菌检查特定操作流程的培训。培训内容及培训考核应记录在每个操作员的个人培训记录中。所有相关人员必须接受隔离系统操作、维护相关的安全作业培训。在隔离系统安装地点,必须在显著位置张贴灭菌剂的物质安全数据表(MSDS)或其它相关资料。必须遵守贮存及安全注意事项。在隔离系统正式投入使用前,需进行运行前隔离器及相关设备安全性检查并作好记录。
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隔离器避免了操作人员与检品的直接接触,从而为检品及实验用品提供了更好的保护。物品通过无菌传递进入隔离器,整个传递过程中可保持隔离器内部空间和外部环境完全隔离。操作人员通过半身服或手套对舱内物品、仪器进行操作。半身服或手套-袖套组件均是隔离器舱体的一部分,它们由柔性材料制作。用隔离器进行无菌检查时,操作员无需穿着专用的洁净服。隔离器内壁经过可杀灭孢子的灭菌剂处理,能够去除所有的生物负载。
1 隔离器的设计和结构
1.1 空气处理系统
隔离器安装有可截留微生物的 HEPA 过滤器。静态时,隔离器内部环境的粒子数要求应达到百级区域标准;动态时,则无此要求。对风速、换气次数,隔离器也没有特殊要求。隔离系统是密闭的,但并不是与外部环境完全没有气体交换。当隔离器与外部环境有直接相通的接口时,应有持续的正压来维持隔离器内部的无菌条件。无菌检查用隔离器的气流可以是乱流,也可以是层流。
1.2 传递接口及传递门
灭菌后的培养基、稀释液和实验用品可以通过带传递功能的灭菌器直接无菌传递到隔离器内。此外,两台隔离器也可以通过专门设计的快速传递门(RTP)连接,这样实验用品可在两个隔离器之间进行无菌传递。使用 RTP 可以在非受控环境中实现两个隔离器之间或隔离器和另一个容器之间的无菌连接及物品的无菌传递。RTP 上未经灭菌的表面通过互锁环或法兰互相叠合,并通过密封圈封闭,从而防止微生物进入隔离器内。
当两个 RTP 法兰连接形成一个密封的传递通道时,密封圈上仍可能存在微生物污染。在 RTP 连接后外露出来的密封圈应在 RTP 连接后,物品通过传递前及时用杀孢子剂处理。传递物品时仍需遵循无菌操作要求,传递的物品及操作手套均不能触碰到 RTP 的密封圈。
1.3 隔离器安装位置的选择
无菌检查用隔离器对安装环境无洁净度要求,但安装隔离器的房间应限制无关人员出入。应保证隔离器安装地点周围有足够的空间,以便于隔离器的移动、物品的输送和正常维护。安装环境不需进行环境监测。
为保证操作人员的安全性与舒适性,安装隔离器的房间内应能控制温湿度。对于某些灭菌技术,温湿度的控制是至关重要的。隔离器应避免安装在房间通风口直吹的地方,否则可能导致隔离器舱体部分区域被冷却,从而造成灭菌过程中灭菌剂蒸汽在隔离器内壁局部冷凝。当采用对温度敏感的灭菌方式时,室内的温度分布应尽量均匀。
2、隔离系统验证
在应用于无菌检测之前,隔离系统必需完成验证。验证记录与结论应作为批放行的依据之一。无菌检查用隔离系统及其附带设备的验证工作可分为三个阶段执行:安装验证(IQ)、运行验证(OQ)和性能验证(PQ)。某一具体测试项目应归入验证方案中的哪个阶段(IQ、OP 还是 PQ)并不重要,重要的是隔离器在用于无菌检查前通过测试证实各项功能均正常。
2.1 安装验证(IQ)
安装验证阶段包括对隔离系统物理性能核对(如:尺寸、内部布局、组成材料等)。制造商应提供隔离系统外形示意图,并明确标识各种接口、传递系统位置与尺寸。检查公共介质(如气源、真空系统、排风系统及室内温湿度控制)是否符合设计要求。其它需要与隔离系统配套使用的设备也应有详细描述。如有与设计要求不符的改动应进行详细记录。设备手册及其副本应妥善保存于方便取阅之处。所有图纸、流程图及示意图均应分类并妥善保存。 需核对随机文件资料,取保这些资料准确地反映了所安装隔离系统的关键性能。这将作为检查隔离系统是否符合设计要求和安装要求的标准。
IQ 的结果应进行汇总形成报告,报告应包括以下内容:
设备:应列出相应的设计要求。确认所收到的设备是否与设计要求相符,并已按照制造商的要求进行安装。
结构材料:检查关键部件材料是否符合设计要求;证实结构材料与所用灭菌方式的兼容性。
计量部件:列出系统所带的各种计量部件及其校验状态。
公用介质:检查现场是否提供操作手册、流程图、示意图中涉及的所有公用介质是否符合设计要求。察看隔离器与公用介质系统的接口并确认这些接口是否符合设计要求。
过滤器:HEPA 过滤器及其它能截留微生物的过滤器都应经过检测。检测结果应记录在IQ 报告中。
计算机软件:列出隔离系统专用计算机软件的名称、大小、版本号。安装光盘应正确标识并妥善存放。
2.2 操作验证(OQ)
操作验证阶段将验证隔离系统的运行是否符合功能要求。
操作性能检查:验证所有报警功能均能按照设定要求正常工作;验证隔离系统可按设定
参数值运行。
隔离器完整性测试:隔离器能在正常运行条件下保证良好的完整性。通过泄漏测试来验证设备完整性是否达到制造商的要求;或用于灭菌前舱体检漏,以保证安全性。为避免外来污染,正常操作时隔离器维持在正压下,压差范围大致为 20-50Pa。如果需要维持一定的正压差,则应验证隔离器在动态下可维持这个设定的正压差。
灭菌循环验证:运行一个灭菌循环,以确认灭菌循环各阶段实际运行值与其设定值相符。
隔离系统可以采用不同的灭菌方式来去除隔离系统和实验用品的生物负载。隔离器灭菌常用的化学灭菌剂有过氧乙酸、二氧化氯、臭氧和过氧化氢。不同灭菌剂对暴露条件与工艺控制有不同的要求。必须按照制造商针对特定灭菌方式的运行要求进行操作,并在功能要求中详细描述相关设置及操作。采用过氧化氢蒸汽灭菌时,室内及舱内温湿度控制非常关键。有些灭菌剂(如:二氧化氯、臭氧)需要在灭菌前对隔离器进行加湿。
化学灭菌剂的浓度和分布验证也很重要。当使用气态或汽化的化学灭菌剂时,灭菌剂浓度可用化学指示剂、分光光谱法或电化学传感器测量;分布可用化学指示剂检测。[注:化学指示剂只能定性检测。]
采用气态或蒸汽灭菌剂时,需要在隔离器内安装风扇以便灭菌剂均匀分布到隔离器内部空间,并调整风扇的位置和方向,以优化灭菌剂分布。由于灭菌支架、隔离器内部设备、手套-袖套组件以及半身服都会影响气体分布模式,因此灭菌剂分布验证应在负载下进行,负载模式应事先确定并作好记录。
许多隔离系统采用体积较小的传递舱,供试品和实验用品传递舱中经过表面灭菌后通过RTP 传入实验舱。操作验证时应确定传递舱的负载方式,核对负载布置图。[注:化学灭菌剂只对物体表面灭菌。因此,未充分暴露的表面不能有效灭菌。]
灭菌结束后,需除去隔离器内的灭菌剂。这可通过隔离器通风来实现,通风可采用开环方式(即通过排气口直接向大气排气),或闭环方式(即灭菌剂通过灭菌设备去除或分解)。
灭菌循环开发:操作验证最后应进行灭菌循环开发,以此确立日常灭菌时过程控制所需的参数值。灭菌循环开发可参考工业生产中使用的各种灭菌工艺验证方法,如过度杀灭法。灭菌工艺需要用生物指示剂(BI)进行挑战性试验。
2.3 性能验证(PQ)
PQ 阶段将验证隔离系统性能是否符合使用方要求。PQ 阶段应对灭菌循环的有效性进行验证。应对所有 PQ 数据进行汇总、检查并存档。
清洁验证:总的来说,清洁对于无菌检查而言并非关键点。但是,如果进行多种产品无菌检查时,应注意各产品残留的影响,尤其是抗生素类产品的残留,因为这些物质会干扰后续无菌检查时对产品中低微生物污染的检出能力。如果检品是抗生素粉剂,则更应关注检品是否受残留抗生素粉末污染,因为粉末更易分散。对于无菌检查用隔离器,清洁到无肉眼可见的污染物存在就足够了。清洁方法、频度、设备及清洁用材料应书面记录。
灭菌验证:隔离器内表面、隔离器内的设备和放入隔离器内的物品均应经过灭菌。隔离器表面、无菌检查用品/用具及供试品的灭菌不同于产品生产过程中对产品接触部件或药品组分的灭菌。用于隔离器灭菌的方法能达到与产品过度杀灭工艺相同的对数杀灭力。隔离器内并不能长时间保证这样高的无菌保证水平。灭菌结束后,隔离器内的无菌环境主要通过空气过滤系统、合理的物品传递操作以及进行无菌操作的手套的完整性来维持。其中最重要的是手套的完整性。隔离器、供试品及无菌检查用品的灭菌方法对相应的 BI 应能稳定地达到6 个对数级的杀灭力。应通过三次连续的验证实验来确认灭菌工艺可以达到 6 个对数级的杀灭率。
3、包装完整性验证
灭菌剂会对某些物品产生不良影响,可能造成对微生物生长的抑制。需要关注的是灭菌剂是否会穿透到产品包装里面,实验用品中的配件(如:过滤器装置、管路)以及任何可能接触到无菌检查中用到的检品、培养基或稀释液的物品是否受灭菌剂影响。操作人员应负责验证包装容器、培养基及实验用品不会受灭菌过程的影响。螺口带盖试管/瓶子以及带胶塞的西林瓶被证实不会被对常用灭菌剂穿透。用金属箔包裹或将物品放置在密封的容器内以防止与灭菌剂接触的做法可能会导致某些表面未被灭菌。我们建议使用对灭菌剂敏感的化学指示剂或生物指示剂来验证灭菌剂是否能够穿透包装。
验证应确认无菌检查用培养基及环境监控培养基均符合无菌检查中培养基灵敏度的要求。
4、隔离器内部环境的无菌维持
隔离系统在整个操作时间段内能否维持内部环境的无菌应经过验证。可以使用接触碟、沉降菌等微生物监控手段来监测隔离系统是否失效及隔离器内的是否有意外污染。有些测试会造成培养基残留在隔离器表面,这样的测试最好在无菌检查结束后进行。如需与无菌检查同时进行,则应及时去除隔离器表面的培养基残留。
6、培训与安全
与传统无菌室中的无菌检查相比,操作人员应接受在所用隔离器中进行无菌检查特定操作流程的培训。培训内容及培训考核应记录在每个操作员的个人培训记录中。所有相关人员必须接受隔离系统操作、维护相关的安全作业培训。在隔离系统安装地点,必须在显著位置张贴灭菌剂的物质安全数据表(MSDS)或其它相关资料。必须遵守贮存及安全注意事项。在隔离系统正式投入使用前,需进行运行前隔离器及相关设备安全性检查并作好记录。
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