制药用水系统微生物学控制

1、制药用水系统的微生物学控制与监测制药用水系统的微生物学控制与监测2012年年9月月1本次培训的内容本次培训的内容制药用工艺用水制药用工艺用水 定义定义? 用途用途? GMP的要求的要求?水系统基本构造水系统基本构造水系统微生物污染的来源及控制水系统微生物污染的来源及控制水系统验证水系统验证2制药用水的分类与定义制药用水的分类与定义中国药典中国药典2010年版附录年版附录水是药物生产中用量大、使用广的一种辅料，用于生水是药物生产中用量大、使用广的一种辅料，用于生产过程及药物制剂的制备。产过程及药物制剂的制备。广义分类广义分类原料水与产品水原料水与产品水3制药用水的种类制药用水的种类饮用水饮用水为

2、天然水经净化处理所得的水，其质量必须符合现行中华为天然水经净化处理所得的水，其质量必须符合现行中华人民共和国国家标准标准人民共和国国家标准标准生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准。纯化水纯化水为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制备的制药用水。不含任何附加剂，其质量应符合二方法制备的制药用水。不含任何附加剂，其质量应符合二部纯化水项下的规定。部纯化水项下的规定。4制药用水的种类制药用水的种类注射用水注射用水为纯化水经蒸馏所得的水，应符合细菌内毒素试验要求。为纯化水经蒸馏所得的水，应符合细菌内毒素试验要求。注射用水必须在防止细菌

3、内毒素产生的设计条件下生产、注射用水必须在防止细菌内毒素产生的设计条件下生产、贮藏及分装。其质量应符合注射用水项下的规定。贮藏及分装。其质量应符合注射用水项下的规定。灭菌注射用水灭菌注射用水为注射用水按照注射剂生产工艺制备所得。不含任何添加为注射用水按照注射剂生产工艺制备所得。不含任何添加剂。其质量符合灭菌注射用水项下的规定。剂。其质量符合灭菌注射用水项下的规定。5制水系统的构成制水系统的构成按照前后工序，由两部分组成按照前后工序，由两部分组成制备系统，即水机储存和分配系统去除杂质，水质达标储存输送，维持水质预处理纯净化后处理贮罐输配系统6制药用水系统的组成制药用水系统的组成7典型纯化水系统示

4、例典型纯化水系统示例8典型注射用水系统示例典型注射用水系统示例9制药用水的质量构成制药用水的质量构成化学质量化学质量 纯化阶段决定纯化阶段决定微生物学质量微生物学质量 更注重从设计到运行和监测的整个过程更注重从设计到运行和监测的整个过程10制药用水的制药用水的CQA关键质量属性（制药用水的质量标准）关键质量属性（制药用水的质量标准） 电导率电导率 总有机碳总有机碳 微生物数量微生物数量 细菌内毒素浓度细菌内毒素浓度11水中的杂质水中的杂质影响水质的主要因素影响水质的主要因素 颗粒物，胶体，颗粒物，胶体，SDI-TSSS SS悬浮物、三价铁离子悬浮物、三价铁离子 COD/BOD 细菌，有机物（细

5、菌，有机物（TOC） 金属离子钙，镁，二价铁，钡，铜等等金属离子钙，镁，二价铁，钡，铜等等 Si硅硅 氯（游离氯，氯离子）氯（游离氯，氯离子） 其它其它12水系统微生物污染的来源水系统微生物污染的来源原料水原料水外源性污染外源性污染内源性污染内源性污染13外源性污染外源性污染外源性污染主要指来自于水系统外部的原因外源性污染主要指来自于水系统外部的原因对系统造成的污染，对系统造成的污染， 系统未与外界空气隔绝系统未与外界空气隔绝l 管道的连接泄漏管道的连接泄漏l 储罐上的呼吸口未使用过滤器储罐上的呼吸口未使用过滤器l 过滤器泄漏过滤器泄漏 倒流污染，如出水口污染后发生倒流倒流污染，如出水口污染后

6、发生倒流 维护和维修后，如更换活性炭和树脂的颗粒残留维护和维修后，如更换活性炭和树脂的颗粒残留14内源性污染内源性污染内源性污染是指水系统的各设备单元本身造内源性污染是指水系统的各设备单元本身造成的微生物污染成的微生物污染 设备对微生物的吸附并形成生物膜，如活性炭，设备对微生物的吸附并形成生物膜，如活性炭，离子交换树脂，过滤器膜等离子交换树脂，过滤器膜等 配水管道的内表面、阀门等附着微生物配水管道的内表面、阀门等附着微生物15生物膜的形成生物膜的形成1、水系统中的浮游生物、水系统中的浮游生物 自由游动自由游动 通常可以被检测到通常可以被检测到2、水系统深部的微生物、水系统深部的微生物 附着在管

7、壁或罐壁上附着在管壁或罐壁上 不易被检测到不易被检测到16生物膜的形成生物膜的形成水系统中的微生物一般浮游在水中或附着在水系统中的微生物一般浮游在水中或附着在管壁或罐壁上。附着在管壁或罐壁上时称其管壁或罐壁上。附着在管壁或罐壁上时称其为生物膜，它能持续脱落微生物为生物膜，它能持续脱落微生物自由游动的水生细菌利用粘聚糖在表面聚集自由游动的水生细菌利用粘聚糖在表面聚集繁殖繁殖17FDA：“高纯水系统检查指南高纯水系统检查指南”水系统中的微生物一般浮游在水中或附着在水系统中的微生物一般浮游在水中或附着在管壁或罐壁上。附着在管壁或罐壁上时称其管壁或罐壁上。附着在管壁或罐壁上时称其为生物膜，它能持续脱落

8、微生物。为生物膜，它能持续脱落微生物。因此，系统污染呈不均匀性，样品也就有可因此，系统污染呈不均匀性，样品也就有可能不能代表污染的类型或数量。能不能代表污染的类型或数量。一个样品中细菌数为一个样品中细菌数为10 CFU/mL ，而另一个，而另一个样品为样品为100甚至甚至 1000CFU/mL，这样的结果，这样的结果是没有实际意义的。是没有实际意义的。18细菌性热原污染细菌性热原污染热原是指可能致热的微生物的代谢产物热原是指可能致热的微生物的代谢产物外源性和内源性污染都可能导致热原污染外源性和内源性污染都可能导致热原污染革兰氏阴性杆菌存在于细胞壁外壁层上的内革兰氏阴性杆菌存在于细胞壁外壁层上的

9、内毒素磷脂多糖与蛋白质的复合物是热原毒素磷脂多糖与蛋白质的复合物是热原反应的主要因素反应的主要因素19水系统微生物控制的手段水系统微生物控制的手段 杀灭杀灭 物理消毒法物理消毒法 热消毒法（巴氏消毒，蒸汽灭菌），紫外辐照热消毒法（巴氏消毒，蒸汽灭菌），紫外辐照 化学消毒法化学消毒法 一般采用氧化剂一般采用氧化剂 次氯酸钠，二氧化氯次氯酸钠，二氧化氯 臭氧，过氧化氢，高锰酸钾，过氧乙酸臭氧，过氧化氢，高锰酸钾，过氧乙酸 预防预防 设计建造设计建造 日常运行日常运行20利于微生物生长的条件利于微生物生长的条件存在停滞状态或低流速区域存在停滞状态或低流速区域利于微生物生长的温度（利于微生物生长的温度

10、（15-55）21水系统的微生物污染控制水系统的微生物污染控制 水系统的微生物污染控制水系统的微生物污染控制 设计要素设计要素循环方式循环方式循环流速和压力循环流速和压力运行温度运行温度灭菌灭菌/消毒方式消毒方式材料材质和抛光材料材质和抛光组件卫生型设计组件卫生型设计避免死角避免死角通气过滤器通气过滤器焊接工艺焊接工艺管道坡度管道坡度清洗和钝化清洗和钝化自控系统自控系统22巴氏消毒巴氏消毒80处理处理1小时小时适用于活性炭过滤器、软化器和储存循环管路适用于活性炭过滤器、软化器和储存循环管路23蒸汽灭菌蒸汽灭菌杀灭所有存活的微生物体杀灭所有存活的微生物体高温、高压（如高温、高压（如121 ，0.

11、2 MPa）适用于耐压容器和管道，如适用于耐压容器和管道，如WFI储存分配系统储存分配系统24紫外线消毒紫外线消毒200nm300nm的紫外线有较强的杀菌能力的紫外线有较强的杀菌能力可与热消毒法或化学消毒法配合使用可与热消毒法或化学消毒法配合使用有利于过氧化氢和臭氧的降解有利于过氧化氢和臭氧的降解25臭氧消毒臭氧消毒臭氧（臭氧（O3）是强氧化剂）是强氧化剂不产生副产品和残留物不产生副产品和残留物适用于纯化水管道的消毒适用于纯化水管道的消毒26储存分配系统的微生物控制储存分配系统的微生物控制以预防为主，消毒、灭菌为辅以预防为主，消毒、灭菌为辅强调设计、材质、建造和日常监控强调设计、材质、建造和日

12、常监控微生物控制是储存分配的核心问题微生物控制是储存分配的核心问题27贮罐贮罐 基本设计原则基本设计原则 能完全排空，高且窄能完全排空，高且窄 通气口可灭菌通气口可灭菌 所有表面都能由流水冲洗所有表面都能由流水冲洗28分配管路分配管路 水泵水泵 热交换器热交换器 阀门阀门 管道连接设计管道连接设计 管道内表面流速管道内表面流速 能完全放空能完全放空 无过滤器无过滤器29其它关注点其它关注点零死水段零死水段滞流点长度滞流点长度30其它关注点其它关注点隔膜阀的原理及应用隔膜阀的原理及应用31水系统微生物控制要点水系统微生物控制要点回顾回顾 材质材质 流速流速 温度温度 死角死角 卫生管道和连接卫生

13、管道和连接 表面光滑度表面光滑度 消毒消毒/灭菌措施灭菌措施32水系统微生物控制要点水系统微生物控制要点注意注意 在系统设计时，尽可能应用这些原则在系统设计时，尽可能应用这些原则 现有设备缺少一个或几个要素时，仍有可能较好现有设备缺少一个或几个要素时，仍有可能较好地控制系统的微生物地控制系统的微生物 日常运行也是关键因素日常运行也是关键因素33水系统验证水系统验证 原则上与其它设备原则上与其它设备/系统的验证相同系统的验证相同 (URS,DQ,IQ,OQ,PQ,etc) 需要将水系统看作是一整体需要将水系统看作是一整体 进水进水,预处理预处理,纯化纯化,贮存贮存,分配分配,使用等使用等 验证程

14、序分成几个阶段验证程序分成几个阶段 应包括季节变动应包括季节变动(最少最少12个月个月) 建立行动或警戒限度建立行动或警戒限度,消毒频率消毒频率,日常取样点日常取样点 建立日常监控规程建立日常监控规程,随后进行维护随后进行维护,变更控制变更控制34安装确认的测试项目安装确认的测试项目 制备系统制备系统- 组件检查组件检查- 信号回路测试信号回路测试- 压力测试压力测试- 转向测试转向测试- 管道标示管道标示- 文件检查，校验，材质证明文件检查，校验，材质证明35运行确认的测试项目运行确认的测试项目 制备系统制备系统- 组件测试组件测试- 报警功能，过程测试报警功能，过程测试- 操作面板操作面板

15、- 删除和装载软件删除和装载软件- 校验校验36运行确认的测试项目运行确认的测试项目 分配系统分配系统- 组件测试组件测试- 报警功能，过程测试报警功能，过程测试- 操作面板操作面板- 删除和装载软件删除和装载软件- 校验校验37水系统的性能确认水系统的性能确认三阶段法三阶段法 第一阶段（密集取样测试）第一阶段（密集取样测试）持续持续2 - 4周，按固定计划进行化学和微生物检测周，按固定计划进行化学和微生物检测每日检验：原水、各纯化步骤后的水、各个使用点以每日检验：原水、各纯化步骤后的水、各个使用点以及其他必要的取样点水样及其他必要的取样点水样确定合适的操作范围确定合适的操作范围确定操作、清洁

16、、消毒和维护规程确定操作、清洁、消毒和维护规程证明产水、供水质量和数量符合要求证明产水、供水质量和数量符合要求使用并完善运行、维护、消毒以及故障检修的使用并完善运行、维护、消毒以及故障检修的SOP确认暂定的警戒水平和纠偏水平适用性确认暂定的警戒水平和纠偏水平适用性制订并完善产水质量不合格处理程序制订并完善产水质量不合格处理程序38水系统的性能确认水系统的性能确认三阶段法三阶段法 第二阶段（进一步密集取样测试）第二阶段（进一步密集取样测试）取样方案与第一阶段一致取样方案与第一阶段一致证明在确定的范围内系统持续稳定的运行证明在确定的范围内系统持续稳定的运行证明系统按照证明系统按照SOP运行，其产水

17、、供水质量和数量能运行，其产水、供水质量和数量能够持续稳定地符合要求。够持续稳定地符合要求。39水系统的性能确认水系统的性能确认三阶段法三阶段法 第三阶段第三阶段持续持续50周周证明系统长期可靠性，评估季节性变化证明系统长期可靠性，评估季节性变化根据通过第一、第二阶段所建立的根据通过第一、第二阶段所建立的SOP，可将取样，可将取样点、取样频率和检验项目调整降低至日常监控模式点、取样频率和检验项目调整降低至日常监控模式40已有水系统的验证已有水系统的验证 回顾性验证回顾性验证 回顾性验证不允许有严重的缺陷或失控回顾性验证不允许有严重的缺陷或失控 回顾的主要内容：回顾的主要内容： 整个系统的设计和

18、构造整个系统的设计和构造 运行规程（运行、清洁、消毒、维护）运行规程（运行、清洁、消毒、维护） 偏差处理偏差处理 取样计划取样计划 培训培训 文件的完整性文件的完整性41水系统的日常监控水系统的日常监控取样环节取样环节 基本要点基本要点 应该制订取样规程应该制订取样规程 应确保样品的完整性应确保样品的完整性 取样培训取样培训 取样点取样点 取样量取样量42水系统的日常监控水系统的日常监控取样取样频率频率 频率设计（来自频率设计（来自PDA第第13号技术报告）号技术报告）纯化水纯化水注射用水注射用水生产时，每天监测分配系统生产时，每天监测分配系统每周所有使用点轮流监测微每周所有使用点轮流监测微生

19、物数量生物数量每日监测回路内毒素每日监测回路内毒素对蒸馏水供水点每日监测对蒸馏水供水点每日监测43水系统的日常监控水系统的日常监控检测环节检测环节 USP34的水质微生物限度检测通用要求的水质微生物限度检测通用要求类型检测方法 检测量培养基培养时间培养温度饮用水平皿法或膜过滤法最低1ml平皿计数琼脂最少4872小时3035纯化水平皿法或膜过滤法最低1ml平皿计数琼脂最少4872小时3035注射用水 膜过滤法 最低100ml 平皿计数琼脂最少4872小时303544水系统的日常监控水系统的日常监控检测环节检测环节 EP7的水质微生物限度检测通用要求的水质微生物限度检测通用要求类型类型检测方法检测方法 检测量检测量培养基培养基培养时间培养时间培养温度培养温度纯化水纯化水膜过滤法膜过滤法 未规定未规定R2A不少于不少于5天天 3035注射用水注射用水 膜过滤法膜过滤法 最低最低200ml R2A不少于不少于5天天 303545水系统的日常监控评价水系统的日常监控评价环节环节 USP 34建议的限度标准建议的限度标准类型类型 限度值限度值饮用水饮用水总菌落数：总菌落数：500 CFU/ml纯化水纯化水总菌落数：总菌落数：100 CFU/ml注射用水注射用水总菌落数：总菌落数：10 CFU