美国FDA冻干检查指南（部分章节，供参考）

美国FDA冻干检查指南

GUIDE TO INSPECTIONS OF LYOPHILIZATION

OF PARENTERALS

（部分章节，供参考）

翻译者：彭伟

Note: This document is reference material for investigators and other FDA personnel. The document does not bind FDA, and does no confer any rights, privileges, benefits, or immunities for or on any person(s). 

介绍

冻干是将产品置于冷冻和真空的状态下，除去水分的过程。在这个过程中冰有固态直接变为水蒸汽，而不经过液态。这个过程由三个独立的分开的又相互影响的过程组成。冷冻、主干燥（升华）和二次干燥（解吸附）。

冻干的优点：

1. 简单的液体过程，无菌处理简单。 

2. 提高干粉的稳定性。 
   

3. 不需要过多的加热产品就可以除去水分。
   

4. 在干燥的情况下提高产品的稳定性。 

5. 快速简单的产品复溶
   

冻干的缺点：

1. 增加操作和处理时间 

2. 还原时需要无菌液体
   

3. 复杂、昂贵的设备
   

冻干过程包括下列步骤：

1. 把产品和赋形剂溶解于适当的溶媒中，通常是注射用水。

2. 使用 0.22微米的除菌滤摸过滤原液，进行灭菌。
   

3. 在无菌条件下分倒装单个的无菌容器中，半加塞。
   

4. 在无菌条件下转移半加塞的容器到冻干机中，放置在前箱中。
   

5. 在冻干机的前箱板层或其他的预冷冻箱体内将半加塞容器内的液体冷冻。
   

6. 使用真空泵并加热板层，使水分由冷冻状态下升华。
   

7. 使用安装在冻干机内的液压装置或螺杆全加塞。
   

一些新的非肠道给药产品，包括抗感染药物、生物技术起源的药物、诊断药物采用冻干的方法生产。在检查中发现，无菌和稳定性问题与冻干产品的制造和控制密切联系。为了给检查者提供指导和信息，一些与冻干产品相关的工业流程和缺陷也在本检查指南中列出。

现在公认复杂的技术与冻干制剂的制造和控制相互关联。关键的步骤包括：溶液的处方、瓶子灌装和灌装操作的验证、冻干机的灭菌和动力因素、按比例扩大和冻干周期的验证、最终产品的测试。这个讨论是关于与冻干制剂制造和控制相关的问题。

产品类型和处方

使用冻干方法进行制造产品是由于它在溶液中不稳定。 一些抗生素如半合成的青霉素、一些含盐的红霉素、强力霉素、氯霉素使用冻干方法制造。因为它们是抗生素，所以在定量的时候处方里有较低的微生物污染水平。然而有些其他的剂型采用冻干方法，如一些激素类的产品和生物技术来源的产品，当它们是溶液时没有抗菌能力。

这些产品，微生物污染水平应被控制在最小的水平上，微生物的污染决定了，原液在进行灌装前必须经过灭菌。显然，为了避免在原液除菌过滤时，任何潜在的微生物污染水平的升高，所以在定量和混合这些原液时必须严格控制。这关系到 微生物污染水平可能引起内毒素的升高。好的方法是在混合冻干产品时，定量操作在一个受控的环境进行，在灭菌前的时间里溶液应在一个密闭的罐中。

在一些案例中，生产厂商，在原液进行预滤后，在进行最终过滤前取样进行微生物污染水平测试。这个测试表示着进行灭菌时的微生物污染水平。它不能提供任何信息关于潜在的形式和内毒素的存在。这时取样0.1ml原液样品，用LAL法测定内毒素是有价值的。如果在预滤前取样100ml，克级的生物阴性结果，对于评价这个过程更有价值。例如在原液中使用假单孢菌模拟一个最差条件。

灌装冻干产品的瓶子有些独特的问题。胶塞加载在瓶子的顶部，最终在冻干机内定位。瓶子在被完全密闭前都会被污染。灌装操作的验证必须包括培养基灌装和灌装过程中的表面微生物取样评价和空气取样评价（动态条件） 。

因为这些活动包括人员在灌装和无菌操作的活动， 所以当人员在无菌处理区域工作时环境监控程序必须包括微生物污染水平的评价。 评价在无菌处理车间中工作人员的培训，可以监控每日手套和工作服的表面微生物污染水平。在 USP XXII 中讨论了解释无菌测试结果，可以作为这类监控类型的参考。它在“解释质量控 制测试”项目下被描述，回顾必须基于环境控制数据，包括微生物监控、操作记录、工作服、手套和更衣活动。在这些情况下，生产商有一些失败的人员监控，或者是监控表明了一些不可接收受的污染水平，必须要调整这些情况。

有代表性的是，被冻干的瓶子由机器进行半加塞。然而一些灌装线表明使用操作工用手安装每个胶塞。这种状况，生产商证明用手操作是正当的是很困难的，即使是使用无菌镊子，除非是灌装临床批次或非常小的批产量。当生产商采用手工加塞时，导致了重大的调整状况。进而关系到污染物直接有操作人员产生。这是 一个很好的认识：人是无菌灌装操作过程中的主要污染物。人员在无菌操作工作的时间约长，就会有更多的污染物散发出来，加大污染的可能性。

一旦灌装和半加塞，瓶子将被摆放到冻干机。传递和操作（如摆放到冻干机）应处于主要的屏障保护下，例如灌装后的瓶子处于层流罩的保护下。使用培养基灌 装验证这种操作。

关于无菌培养基灌装，一些生产商进行部分冻干和冷冻培养基，这样看起来好像 更好的模拟了过程，冷冻培养基的过程可以减少微生物的污染水平。培养基灌装是评价和证明过程、人员、系统的无菌能力，这种通过冷冻培养基可能减少微生物污染水平的行为是不能被接收的。培养基灌装的目的不是确定冷冻的毁坏性， 它可能会影响本该表现出来的微生物污染水平。

为了努力确定灌装和无菌操作的单元操作可能带入的污染， 一些生产商采取增加培养基灌装量。他们在培养基灌装中大约灌装 9000 瓶，把灌装过程分割为3个阶段。第一部分是灌装 3000 瓶并且加塞，第二部分是灌装 3000 瓶，传递到冻干机中再全加塞，第三部分是灌装 3000 瓶，排放到冻干机内，暴露在氮气流下冻干机的灭菌和用于回填的无菌氮气系统分别进行验证，培养基灌装主要验证灌装、传递和摆放的无菌操作。

有个问题经常被问到，就是当生产能力小于 3000 瓶时的培养基灌装数量，特别 是在进行临床样品制备时。 培养基灌装的目的是保证在操作条件下的无菌过程不 被污染物污染。因此当最大的批产量小于 3000 瓶时，培养基灌装的数量应等同于最大的批产量。

灌装后药物通过金属托盘传递到冻干机里。通常当药物摆放到冻干机里后，托盘底部要被抽走。从而药物直接摆放在冻干机的板层上。有些情况是，生产商摆放药物时不抽走托盘底部。不幸的是托盘的不平会导致一批内的一些产品潮湿问题。

在传递瓶子到冻干机里时，由于瓶子不是密闭的，所以存在潜在的污染可能性。在 检查和回顾一些新的工厂时， 在传递和摆放到冻干机的区域缺乏一个层流罩或主要的屏障被认为是不可接收的。有的生产商的补救措施是使用层流车，在灌装线和冻干机之间传递瓶子。还有的生产商建造新的车间时，将灌装线和冻干机摆放的很近，并且在灌装机和冻干机之间安装主要的屏障。

为了解决这类问题，一些生产商在灌装线和冻干机之间安装层流罩。最初由于周转频率太快，导致了培养基灌装的污染问题。推测可能是气流由地板反弹造成的污染。幸运的是培养基灌装和烟笔试验提供了足够的有用信息，能够在生产产品前纠正问题。冻干过程包括在冻干机前箱内的全加塞。

另一个主要的问题是灌装过程中保证灌装量。 很明显低灌装量会造成药物效力的降低。不像粉末和液体灌装，冻干后的产品不能明显的发现低灌装量。特别是生物药品，它们的活性成分可能仅有几毫克。因为临床的重要性，潜在的药效降低将被严肃对待。

例如，检查一个冻干的灌装操作，显示了这个公司存在灌装操作问题。灌装线上的闸门没有按照灌装注射器进行调整，洒料，不平均的灌装是事故。观察到一些部分灌装的产品被装载到冻干机。这样的结果是拒绝这批产品。

观察灌装量只是通过检查操作人的灌装量监控记录， 灌装量是通过调整调节器决 定的。好的方法和好的质量管理程序是包括装量检查的频率，例如每15分钟检 查一次。好的方法是当发现低或高灌装量时应隔离。

一些非典型的灌装操作没有讨论，例如，有些冻干是在托盘上进行的而不是在瓶子里，基于现在的技术条件，把它看成无菌产品，是很难被证明是正当的。

双腔体瓶子对无菌操作提出了新的要求。培养基灌装必须包括灌装两个腔体。而且这些瓶子中的稀释剂应该含有防腐剂。（没有防腐剂，稀释剂的灌装将和溶媒的灌装是一样的。这种情况下，0%的污染是可以预计的）

冻干周期控制

冻干机灭菌和无菌摆放后的第一个步骤是冷冻溶液。 在一些冻干周期里板层已经冷冻到冷冻温度，在另外一些循环中，当产品摆放到冻干机板层后才开始进行冷冻到冷冻温度。在预先冷冻的循环过程中，在板层表面在产品摆放之前会结冰。在摆放产品前板层结冰，会导致冻干开始前瓶子被部分或完全封闭。最近的一些投诉，表明一些预先被封闭的瓶子没有经过冻干的步骤，造成了产品处于液体状态或没有冻干。不幸的是，这些公司 100%的瓶子检查没有将有缺陷的瓶子鉴别 出来。

产品的冷冻温度应低于它的共晶点。

放大的和变更的冻干循环，包括冷冻程序，表现出一些问题。研究表明冷冻的速度和方式影响冻干产品的质量。例如，缓慢冷冻造成较大的冰晶排列，造成冰晶升华时有较大的逃逸通道。另一方面缓慢冷冻会造成产品组分的浓度上升。冷冻的速度和方式会影响药物组分的物理形态（同质异构）。

冷冻以后，在主干燥阶段，控制产品的干燥温度低于共晶点 4-5℃。显然生产商需要知道产品的共晶点，而且需要使用仪器保证产品的温度是均一的。冻干机要有必须的仪器控制和记录关键的过程参数。包括：板层温度、产品温度、冷凝器 温度、前箱压力、冷凝器压力。生产说明中应注明冻干循环中的时间压力和温度限制。在一些非典型的操作程序中（例如断电或设备故障）监测产品的温度是十分重要的。

电子控制冻干循环一般使用多通道记录仪。一些新的设备配备了电脑，用于控制 冻干过程。对电脑控制过程的最基本的要求是流程图和逻辑控制。包括前箱的摆放、向产品瓶中插入温度探头，输入循环参数，例如：板层冷冻温度、产品冷冻 温度、追加冷冻时间、主干燥时的板层温度和前箱压力、开始抽真空时的产品温 度、第二次干燥时的板层温度、第二次干燥的时间。

在一些案例中，生产商在循环开始前不断的调整参数。在这种情况下，冻干过程被认为是没有被经过验证的。

冻干机的软件系统验证和其他过程的验证相同。包括软件的变革、修改和安全。《Guide to Inspection of Computerized Systems in Drug Processing》讨论了相关的问题。 《Guide to the Inspection of Software Development Activities》提供了逐条的软件需求。

冻干机的泄漏有不同的来源。像一些真空箱，泄漏使空气进入容器内部。其它来源是冻干过程使用的一些媒介。包括为产品加热和制冷的热传递液体；冷凝蒸发器内制冷剂；真空泵油的回流。

不论是哪种方式，都会造成气体或蒸汽进入系统。需要定期的监控泄漏率，以维护系统的完整性。确定对产品可能存在的潜在影响进行评价。仅仅对冻干后的产品进行检验来判定是否放行是不可接收的。例如板层油泄漏到板层中，会导致拒绝这批产品。

当设备故障或动力故障发生时，回顾预防性维护记录、QA 警告、偏差报告、调查报告是对鉴定问题批次有帮助的。推荐在进行检查前就回顾这些记录。

一些生产商把正常的冻干循环文件化，并且基于这种循环进行冻干过程的验证。 不幸的是这些数据对于突发的或不正常的循环没有价值。在一些案例里，生产商不知道产品的共晶点。不知道产品的共晶点，对于不正常的循环的评价是困难的。循环参数需要指导主干燥。 

放大生产冻干产品，需要知道更多的变量，这些变量会影响产品。这些变量包括冷冻速率和温度斜率。放大气体的药物产品，需要一个报告，用于讨论循环的过程和逻辑。与其他的产品相比，放大一个冻干循环是十分困难的。

一些生产商销售不同浓度、不同瓶子尺寸，不同批量大小的产品。可以想象它们大概有自己的循环参数。一个生产商使用一个循环为同一个产品的不同浓度，说明它们没有开发循环，而且没有充分的验证它们的过程。调查人应回顾报告和数 据去支持文件化的大概循环。 

冻干机的灭菌和设计 

在检查过程中，冻干机的灭菌是被提问到的最多的问题。一些老的冻干机不能忍受灭菌的压力。灭菌最多也是最低限度的。这些冻干机只能使用化学溶液利用抹 布对冻干机内表面进行处理，这些溶液可能是杀菌剂，但大部分是消毒剂。但是一些管路系统，例如进气管路（氮气），用于回填的无菌空气，或者是真空管路， 难以达到表面灭菌的状态。 生产商很难证明使用化学处理的方法进行灭菌的验证是令人满意的。

另一种灭菌方法是使用环氧乙烷。在使用环氧乙烷灭菌时需要控制湿度。很难找到无菌而且潮湿的方法。

一个生产商说冻干机的最终淋洗水是 WFI，所以箱体是湿的，可以进行环氧乙烷灭菌。这对箱体来说是可以的，但是相关的管路是不行的。

有关环氧乙烷灭菌的另一个问题是残留。 一个生产商环氧乙烷的进口公用氮气的进口。很明显管路中残留的环氧乙烷会在进行氮气回填的时候进入箱体，这时不可接受的。

一个可以接受的冻干机灭菌方法是使用湿润的蒸汽在一定的压力下进行灭菌。灭菌过程与蒸汽灭菌柜相同。典型的相同包括两个独立的温度探头。一个用于控制和记录灭菌过程的温度，另一个安放在箱体的冷点。与蒸汽灭菌柜一样，冻干机的下水应有液封，防止大气回流。

作为一个讨论，必须规定进入气体或空气和供应管路需要灭菌。一些生产商使用安放在箱体上的除菌滤器。Port是随箱体进行蒸汽灭菌的。除菌滤器是预先灭菌的。然后在无菌条件下进行连接。一些生产商选择在线对除菌滤器和下游管路进行灭菌。典型的过滤器SIP需要双向通蒸汽，以达到灭菌温度。在这种方式下需 要排除冷凝水。 失败的氮气和空气过滤器及下游管路的灭菌被许多检查员认为是个问题。

使用过滤器对氮气和空气进行灭菌，必须保证过滤器的完整性。一些检查发现， 没有对过滤器进行完整性测试。 “多长时间进行通风过滤器的完整性监测”经常 被问到。生产商必须判定是否存在一定的风险水平，关系到操作、过程和系统。 如果在使用几次或几批后发现过滤器通过完整性监测， 有人杂批开始前进行完整 性检查。然而，在生产结束后进行检查，如果发现完整性检查失败，就会置疑之前生产的批次。为了最小化风险，一些生产商安装多余的过滤器。

很多循环中全加塞在冻干机里完成，冻干机里有一些螺杆，在全加塞时使用。一旦使用这些螺杆，就会对箱体内造成潜在的污染。然而一旦全加塞完成，污染物就没有通道进入瓶子中。通常冻干机每个循环结束后都需要灭菌，因为板层的制成螺杆存在潜在的污染。另外移走瓶子和箱体清洁会增加污染水平。

灭菌过程中，板层应该流出一定的空间，让流通蒸汽通过。一些生产商在板层之间使用“spaces” 防止它们全部叠在一起。另外有人使用两阶段箱体灭菌。第一阶段是板层分离时灭菌，第二阶段是对箱体灭菌、活塞灭菌（板层叠在一起） 。

在冻干机蒸汽灭菌验证中会使用生物指示剂。应该生产商风险在经过 121℃45分钟灭菌后生物指示剂为阳性。在灭菌过程中，托盘被倒扣在板层上，蒸汽无法穿透托盘，造成生物指示剂为阳性。

冷凝器的灭菌是一直被讨论的。一些新的系统能够使冷凝器与前箱一同灭菌，即使冷凝器是在前箱以外的。这提供了更高的无菌保证，当设备故障时，前箱的真空度要比冷凝器高。 

当发生故障时，更证明冷凝器灭菌是有正当理由的。包括真空泵崩溃、冷冻系统失败、前箱与冷凝器之间的主阀存在的潜在的污染。一些系统上，前箱和冷凝器有分离的真空泵，当冻干机故障时，污染物会从冷凝器回流到前箱。在一些老的系统上冷凝器是无法灭菌的。在这些系统上的循环和操作是失败的。

在冻干过程中有可能发生泄漏，门上的密封圈或垫圈有可能是污染物的通道。有人检查时发现，冻干机灭菌时有蒸汽泄漏出来，蒸汽可以泄漏，也说明了在冻干的时候，空气有可能进入箱体。

一些新的冻干机有两个门，一个用于进料，一个用于出料。在单门的箱体上，门只在洁净区打开，装载过程中的污染最小。在洁净区生产是无菌过程。在这种情况下，活塞的上升和下降是污染源。对于双门箱体，出料门在非无菌区域。当出料时会存在污染物进入箱体内。 

冻干机在不同批之间灭菌是因为污染问题。 通过门密封圈的泄漏是一个重要的问 题。对于单门系统，在冻干过程中，产品全加塞前的泄漏， 不是一个主要的问题， 因为单门系统的开门方向是在无菌区。 然而如果从非无菌区域泄漏就是一个验证的微生物问题了。为了使潜在的污染最小化，建议冻干机出料口在洁净区。例如有的检查员发现，在一个新的工厂里，冻干机有两个门，而且都在洁净区，冷凝器安装在前箱的下方。

灭菌后经常有冷凝水在箱体的地板上。一些生产商利用灭菌后的箱体压力较高， 将冷凝水通过下水道排出。但是前箱一直打开直到压力达到一个大气压。非无菌的空气可能通过下水道污染前箱。一些生产商使用无菌的氮气吹干箱体，保持箱体的压力大于一个大气压。

在检查一个生物药厂时，在冷凝水中检查到了假单孢菌。在进行灭菌和处理后的板层上进行表面取样，发现了大量的假单孢菌。在灭菌和冷却后，打开箱体门，冷凝水由箱体流到地板上。在门下的地板上进行表面取样同样发现了假单孢菌。生产商认为是灭菌后冷凝水保留在箱体里，它们重新铺设了下水管路，增加了一个在线的水环泵。

彭伟，原上海复宏汉霖制剂工程师，熟悉各品牌（莱宝、BOC爱德华、北京天利、上海东富龙等）不同大小（0.2-40平方米）冻干机的性能，能够独立制定各类产品的冻干工艺，较熟悉抗体药物冻干注射剂的小试、中试、试生产工艺研究、放大优化、中试生产车间的技术转移，及进行质量研究。多次参加进口制剂流水线（主要灌装设备品牌：Inova、B S、Groninger）的安装调试和验证 (DQ.IQ.OQ.PQ)；参加SFDA新版GMP和EU的GMP认证，能起草制剂设备的SOP、SMP、URS、DQ.IQ.OQ.PQ文件；能熟练操作及保养进口冻干机和灌装生产线设备。参与开发项目：欣美格、益赛普、302（注射用重组抗HER2人源化单克隆抗体），等。

彭伟先生利用业余时间翻译了美国FDA冻干检查指南的部分章节，与朋友们分享。欢迎感兴趣的朋友们进一步切磋交流！奇文共欣赏，疑义相与析！衷心感谢！

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