探讨除菌级过滤器的重复使用pall2016.09.21资料

1、探讨除菌级过滤器的重复使用（上）-除菌级过滤器能否重复使用 的决定 因素及案例研究 作者：Jerold M,颇尔生命科学生物制药部科学事务高级副总裁 一般认为除菌级过滤器的重复使用可以定义为用于产品或其他 工艺流体的多批次过滤。 专为液体和气体灭菌而设计的膜式过滤器在许多生产工艺中被 广泛使用。随着经济和市场因素的影响，医药、生物技术和疫苗产 业开始寻求降低操作成本、提高收益率的新方法，其中人们可能会 考虑除菌级过滤器的重复使用。虽然液体除菌级过滤器一般设计和 建议只在单一的批次或者周期生产中使用，但是在许多应用中可能 会涉及到多次使用（重复使用）。本文作者在上半篇中总结了可能 被定义为重复使

2、用的不同工艺过程，讨论了除菌级过滤器能否重复 使用的决定因素，并将在下半篇中提供一个综述重复使用过程中的 潜在风险和工艺验证的案例研究，对此作更加翔实的说明。 当孔径为0.2卩m和0.1卩m的除菌级膜式过滤器应用于非无菌 的流体输送过程时，例如：减少或控制生物负载和颗粒物时，过滤 器既可以进行完整性试验，也 可以不进行完整性试验，因为在此情 况下，并不一定期望细菌的去除率达到100%,亦即无菌，也不宣称 其滤出液无菌。此类过滤器可以被用作预过滤器，或用作终过滤器 来控制在进料液中可能已经很低的生物负荷。这些过滤器在标准状 态下完好时，虽然经过制造商细菌定量去除的验证，可还是存在边 际风险或者总

3、体失效的风险，但与在无菌药物生产或者生产过程需 要维持无菌状态时发生染菌所致风险相比， 所带来的后果要小得多。 尽管在这些应用中所要求的条件不太苛刻，但是在风 险评估中还是 要考虑使用无菌级过滤器所带来的众多风险。 疏水性0.2卩m精度聚四氟乙烯或者聚偏二氟乙烯膜材质的空 气、气体除菌过滤器及呼吸过滤器传统上在多批次生产或工艺过程 间结合高压灭菌或在线蒸汽灭菌已经重复使用。因为本文集中讨论 液体除菌过滤器的应用问题，故空气、气体及呼吸过滤器的重复使 用问题将不再进行阐述。 重复使用的定义 一般认为除菌级过滤器的重复使用可以定义为用于产品或其他 工艺流体的多批次过滤。这种情况与多批次空气、气体过

4、滤器除菌 及呼吸过滤器的重复使用是一致的。 然而，就液体除菌过滤器来说， 其重复使用有着很多种说法。每一种解释都对过滤膜性能有不同的 意义。在下述情形中，多批次使用的过滤器可被认为重复使用： 批次间无需移动、冲洗、清洗、消毒或者再次灭菌； 仅在批次间进行冲洗； 批次间冲洗和再次灭菌； 批次间冲洗、清洁和再次灭菌； 间歇使用并批次间烘干。 无需清洁或者再次灭菌 可重复使用的第一种情况，即“无需移动、冲洗、清洗、消毒或 者再次灭菌”，过滤器通过初始灭菌，在多批次地过滤流体时位置 不变，没有任何干扰。尽管来自重 复使用增加的风险压力是最小的， 但是一个显著的危险因素是来自第一批及后续批次的细菌在重复

5、使 用的过程中一直存活在膜上。这些细菌可能在分裂时产生较小的细 胞，并迁移通过过滤介质中的大孔，直到污染滤出液，影响到后期 批次的无菌性。这种基于时间的细菌穿透，有时被称之为“穿透生 长”，已有报告在完整性良好 的0.2卩m除菌级过滤器上发生，甚至 在单批处理时间过长（超过 8h）也有此现象发生。即使将单一批次 简单分为多批次，每个过程使用同一个过滤器，在较短的连续时段 内过滤，其结果将不会有什么不同。然而，在连续进行的批次间隙， 如果过滤器处于不工作状态加长，这种风险发生的可能性就更大。 因为过滤器上没有额外损伤，过滤器完整性试验无法评估基于时间 的细菌穿透风险。 批次间冲洗 第二种类似的除

6、菌级过滤器重复使用的情况，是在每次使用前为了 使上一种产品或上一批产品工艺流体组分过载最小化而用水或其它 溶剂冲洗过滤器。这种重复使用 类型的优点是减少了批次与批次之 间过程流体组分的交叉污染；通过去除一部分过程流体来源的营养 物，可能减慢了所截留细菌的繁殖，但是基于时间的细菌穿透风险 仍在。这是因为即使在无营养物的状态下，截留的活性生物负载仍 然可以继续分裂，进而由细胞和细胞产生的粘性分泌物形成生物胶 膜，这种生物胶膜是很难冲洗 掉的。如果前一批次生物负载量很明 显，或者在过滤膜上形成了生物膜，虽说使用流体冲洗可以减少细 菌的残留，但如内毒素等的细菌副产物依然会污染下游操作，这是 另一种风险

7、。 批次间冲洗和再次灭菌 第三类重复使用过滤器（批次间冲洗和再次灭菌）可以将基于 时间的细菌穿透风险限制在一个单批次操作时段之外，并且有效控 制生物膜的形成。每次重复使用后和 再次灭菌前，如果过滤器没有 得到充分冲洗的话，灭菌过程将降解被截留的细菌，留下可析出的 数量级增长的细菌内毒素和其他细胞副产物，从而污染随后批次 产品。这种重复使用在再次灭菌的过程中对过滤器也施加了额外的 物理压力。大多数除菌级过滤器都经过厂商在不破坏完整性或者细 菌截留能力的前提下耐受数次高压 灭菌或者原位蒸汽灭菌的测试确 认。然而，过滤器厂商确认的通常是水润湿的未使用的滤芯，经过 多次实验室蒸汽灭菌循环，然后进行检测

8、。尽管这些测试表明了过 滤 器的耐受性，但不需要模拟在进行蒸汽灭菌之前，残留产品或者清 洗剂没有充分洗脱时可能产生的额外的过滤器化学降解。这些测试 也没有考虑典型的终端用户过滤器灭菌过程，与过滤器厂商为支持 产品说明而进行的受控的实验室操作相比，其对过滤器可能产生更 多的影响。 批次间冲洗、清洁和再次灭菌 第四类重复使用过滤器（结合使用批次间冲洗、清洁和再次灭菌） 在冲洗和清洁的过程中进一步减少了交叉污染和截留的细菌副产物 析出的风险。尽管污染的风险减 少了，但是这类过滤器所面临的潜 在压力和定期完整性试验不能检测到的过滤器破损的风险更大了。 在这种重复使用中除了用合适的溶剂冲洗出工艺流体外，

9、为了溶解 或者降解所截留的污染物，还会使用强烈的清洗剂。此情况下除了 批工艺物料还必须考察滤膜和其他组件材质与清洗剂及方法、累计 接触时间等的相容性。由于冲 洗不充分而在清洁之后、再次灭菌之 前附着于过滤器上的残留产品或者清洗剂在再次灭菌过程更高温度 条件下更具破坏性。该文后续的案例研究中运用实例讨论了这种条 件下的潜在影响。 间歇使用 由于不同批次间烘干滤膜，故第五类重复使用情形下过滤器会面 临一种不同形式的压力。在反复的烘干中，一些滤膜可能会被破坏， 通常在使用热气炉烘干时。过滤 器中残留的污染物、清洁溶剂或者 残渣在烘干的过程中可能会浓缩，进而对滤膜产生更多的化学腐蚀， 使滤膜发生常规的

10、完整性 检测不能检测到的功能降低。在终端用 户考虑重复使用过滤器来降低过滤成本的各种情况下，必须就全部 工艺和重复使用条件对过滤器性能和析出物进行适当的验证。过滤 器截留细菌的能力和指示过滤 器完好之完整性试验的能力不受影响 是极其重要的。 重复使用的应用条件 对于每种应用，除工艺条件外，还需要对重复使用的风险，包括过 滤工艺危险程度进行说明。与其他工艺相比，有些工艺过程可能不 太关键，不需要最高级别的无菌 保证。在这些工艺中，除菌级过滤 器的使用只是为了控制微粒和/或生物负载，而滤出物并不一定要求 无菌。对于这类应用，用户可以多考虑过滤器的再次使用。而其他 过程可能需要适当级别的无菌保证，重

11、复使用过滤器的风险显著加 大。对于最严格的应用，需要能达到的最高级别的无菌保证，通常 会在生物负载控制过滤器后接除菌级过滤器，并且有时是双0.2卩 m, 0.2卩m和0.1卩m或者双0.1卩m的除菌级过滤器串联使用。对 于这样二级过滤器组合，在上游过滤器的重复 使用和最终过滤器的 一次性使用可以有一个平衡；或可以将前一批次的终滤器用作随后 批次的上游过滤器。在每种应用中，都要在重复使用得到的经济上 的好处和由过早堵塞、完整性缺陷、增加的析出物污染或细菌的穿 透带来的风险之间进行平衡。以下为除菌过滤器的应用。可用作非 无菌颗粒去除过滤器或生物负载控制过滤器、除菌过滤器或两者： 发酵罐或者其他用于

12、细胞培养的生物反应器培养基； 发酵罐或者生物反应器添加剂； 用于细胞培养基的血清； 工艺用水； 层析缓冲液； 超滤缓冲液； 溶剂； 消毒剂； 待检半成品； 非无菌的活性药物组分（APIs）; 最终大批量无菌API ; 用于无菌灌装验证的无菌培养基； 终端灭菌注射剂； 无菌灌装的除菌注射剂； 无菌灌装的无菌眼药和局部用药。 每一种应用对生物负载控制和/或除菌过滤过程都有自身的要求和 风险因素。除其条件（冲洗、清洁、再次灭菌和烘干）之外，每一 种应用还应根据无菌保证的严格性和任何对滤出物的影响来单独考 虑过滤器的重复使用。 小结 任何一次性设备的重复使用都会有风险和危害，必须加以控制 以确保设备的

13、安全和有效，确保其一直符合制造商的规格和使用要 求。其次要考虑的仅是界定和除菌级 过滤器重复使用相关的一些风 险。这些概念不应该被解释为可普遍适用于所有情形，也不能减轻 使用者对这些产品的多次重复使用的完全责任。除菌级过滤器的再 生系统应该包括冲洗、清洁和过滤器重新灭菌的所有设备。再生系 统的每个设备必须经过适当地设计、构建和验证。再生系统中使用 的水和其他流体的等级应该在主记 录中详细说明。所有再生系统用 到的化学品和所有的滤出液，包括药物产品残留物在内，都应该按 照国家、地区和当地关于操作者和环境安全的规定来处理和废弃。文 件中应该真实记录执行的全过程和过滤器性能和安全性的检测结 果。 再

14、次使用前，要进行对经验证的过滤器进行完整性、无热源、 前批流体残留物或副产物去除的测试。通过验证试验确立每个生产 过程中重复使用过滤器的性能和时间 限制。验证过程应该依照FDA 有关无菌工艺的规定进行，其中在确定过滤器重复使用限制时，还 应该考虑诸如pH、粘度、流速、压力、温度，化学兼容性和水压 冲 击的影响等因素。另外，必须设定控制方法，维护文件以确保含有 对滤出药品的质量、安全或功效有害的产品或清洁剂残留的过滤器 不用于接下来的批次中。不同 于过滤器厂商所提供的数据，重复使 用的过滤器其截留特性、热原和析出物残留等数据均特定于每一种 用户工艺和条件。尽管有这些警告和包含的风险，有些已经制定

15、了 产品和工艺特定之重复使用方案的制药公司目前在实际重复使用除 菌过滤器。 探讨除菌级过滤器的重复使用（下）-除菌级过滤器能否重复 使用的决定 因素及案例研究 作者：Jerold M,颇尔生命科学生物制药部科学事务高级副总裁 本文在上篇中总结了液体灭菌应用中重复使用的适宜性问题最 终取决于特定的应用、厂商过滤产品的核心验证研究和终端用户过 滤工艺的验证。这项评估包括重复使用的风险评估和对过滤器完全 除菌能力及工艺流体除菌效率的影响评估。在不兼容的重复使用条 件下，膜有可能发生降解并危及到 过滤器的细菌截留性质，但这种 情况往往被忽视。过滤器厂商的核心验证研究没有对这种膜老化的 情况进行模拟；使

16、用在通常模型状态下与截留相关联的普通的产 品完整性试验根本无法检测膜老化过程。本文以一个综述重复使用 过程中潜在风险和工艺验证的案例研究充分说明了这个观点。 一般认为，当一个除菌级过滤器的非破坏性物理完整性试验（例 如：前进流扩散试验或者泡点试验）与细菌截留数据相关联，且重 复试验仍然可以证明其完整性，那么此重复使用过滤器是可靠的并 能提供无菌的滤出液。前进流和泡点试验的方法都能够高效检测过 滤器生产中的缺点与不足，例如：膜的大孔或者由于安装不当而产 生的滤芯密封旁路。在不兼容的重复使用条件下，膜有可能发生降 解并危及到过滤器的细菌截留性质，但这种情况往往被忽视。过滤 器厂商的核心验证研究没

17、有对这种膜老化的情况进行模拟；使用在 通常模型状态下与截留相关联的普通的产品完整性试验根本无法检 测膜老化过程。 过滤器重复使用的法规指南 FDA和ICH （人用药物注册技术要求国际协调会议）标准 回顾美国食品和药物管理局（FDA）和欧洲药品局（EMEA ）有 关API和非无菌药物的药品生产管理规范表明， 对非无菌APIs或者 非无菌的最终药 物产品，无论除菌级过滤器的使用或重复使用都没 有特别涉及到。该指南也针对非无菌API和生物技术APIs从发酵到 下游分离纯化生产过程中除菌级过滤器的 使用，包括无菌过滤培养 基、添加剂、缓冲液。虽然在非无菌 API和非无菌药物生产过程使 用除菌级过滤器会

18、考虑现行药品生产管理规范，但是关于除菌级过 滤器的使用和重复使用的特殊指导仅由无菌药物指南提出。 图1没有进行全重复使用工艺规模的验证，就重复使用除菌级 过滤器具有一定的风险。 ICH Q7A药物活性成分生产管理规范指南中有这样说法：非无 菌API可以考虑除菌级过滤器的重复使用。“构建的设备其与原材 料、中间体或API接触的表面不得对中间 体或API品质有超过正式 或其它已公布的规格以外的影响。”根据该指南，除了除菌级过滤 器对API的潜在影响，包括过滤器厂商可能提供的溶出物数据以外， 当在API生产中重复使用过滤器时，终端用户也应该考虑其他对产 品的潜在影响，如：截留的细菌，未充分去除的产品

19、及过滤器上清 洗剂的残留。对于无菌药物生产过 程，cGMP的相关规定如下：“构 建的设备其与成分、工艺中材料或药物产品接触的表面不得有反应、 添加或吸附从而对药品的安全性、特性、强度、质量或纯度产生超 过正式或其他已公布的要求以外的影响。” FDA无菌过程生产无菌药物产品的工业规范对于重复使用的过 滤器表面的潜在影响有着同样的考虑。 现行GMP对除菌过滤器的使 用和重复使用过程提出了 两点看法。关于无菌药物产品规定：“单 一批次生产之后的除菌过滤器应该进行常规的报废处理。”虽然这 条规定看似不支持除菌过滤器的重复使用，但是接下来指南陈述 道：“然而，在重复使用能被评估的情形下，除菌过滤器的验证

20、应 当包括将处理的最大数量批次。”这一通融条款说明：重复使用除 菌级过滤器时，除菌过滤 器工艺验证必须评估终端用户工艺中清 洁、再灭菌过程的影响。规范还提到：“重要的是过滤后完整性检 测能够进行以发现可能在过滤过程中发生的任何过滤器泄漏或穿 孔。”这个法规同时适用于分隔的多批次和多批次组和。关键点在 于，规范指出过滤器可能危及除菌性能的泄露和穿孔将以完整性试 验来检测。 欧洲指南 欧委会关于人用和兽用药品生产管理规范中提到：“在没有经 过验证的情况下，同一个过滤器最多只能使用1个工作日。”这句 话似乎允许延长使用时间和可 能的重复使用，但是同时过程验证应 该考虑到重复使用对过滤器产生的任何影响

21、。如 API生产规范中所 提的一样，规范中还指出“过滤器不得影响产品，不论是去除组分 或释出物质。”这里再次提到过滤器重复使用前，必须考虑使用过 的过滤器上污染物或清洗剂的析出，任何类似的影响必须验证。 PDA的建议 关于除菌级过滤器重复使用的行业建议已经受到时间局限。 1988年注射用药物协会（PDA）第一版26号技术报告 “液体除菌 级过滤器”专注于最终药物灭菌，没有提到除菌级过滤器重复使用 的问题。2008年的版本考虑到了美国之外生物技术产品和医药产品 中除菌级过滤器 的应用，提到：“单一批次生产之后的除菌过滤器 应该进行常规的报废处理。”但这个版本也详细阐明了FDA对于重 复使用的无菌

22、工艺指南：“然而，在重复使用能被评估的情形下， 除菌过滤器的验证应当包括完整性试、细菌挑战实验和清洁过程并 结合将处理的最大数量批次。”作为两个版本PDA文件的合作者， 作者支持PDA的建议，对经过一定限度重复使用和清洁环节的过滤 器进行细菌挑战试验。 支劇 外I种 |1 I L I * 内核 过滤介广 I 5 图2图中显示的是折叠膜式过滤器的横截面，显示褶型顶端在 不当清洗和重复灭菌过程中膜厚度 局部降解的部位。 FDA的警告 FDA已经加强了在GMP下重复使用过滤器的指导。一封由FDA 发往无菌医药生产工厂的警告信如是说：“用于多种不同注射剂产 品剂型和批次的过滤器 未能对扩大的重复使用期

23、进行验证，冲洗验 证数据不够充分支持前批产品组分残留已被去除，你们的反应（对 483号文件）未能保证产品（节录）不包含源自前批使用同一过滤器的 不同产品的不可接受的残留。检查发现支持前批产品残留已被去除 的冲洗验证数据不够充分。我们担心交叉污染的可能性。”另一封 由FDA发往无菌眼药生产厂的警告信如下：“根据确认的检查报告 你们重复使用除菌过滤器，且只要过滤器达到制造商的完整性检验 标准（节录）或在你们内控规定的50次最大使用次数内就会长期重 复使用。我们关心的是重复使用和高压火菌 50次后你们过滤器的有 效性。我们知道每批次生产前后，你们使用（节录）方法对除菌过 滤器进行完整性试验。然而，为

24、了评估 50次的重复使用，我们见到 需要用产品对初次使用的和50次重复使用后的过滤器进行的细菌截 留验证研究。还有，我们并不清楚你们是否用产品对过滤器进行了 过滤器溶出物和析出物试验。如果你们有这个数据，请提供给我们； 若无，请告诉我们何时能够提供。” 一位FDA的评论家公开声明：除菌级过滤器的重复使用“不鼓 励用于无菌医药产品”，同时承认除菌级过滤器的重复使用 “对API 产品很普遍”。该评论家建议：“微生物的截留验证应该结合多次 过滤和灭菌过程”，还有“微生物截留验证、多批灭菌/过滤循环 后过滤器完整性检测、API/产品无菌性应相关联。”2008年10月 的483观察报告中指出：FDA现在

25、要求在批次记录中注明除菌过滤 器在之前什么时候重复使用过。 过滤器重复使用验证 根据PDA和FDA所推荐的内容，重复使用的过滤器之无菌过 滤验证需要一个多步细菌截留研究计划。PDA的26号技术报告和 FDA的无菌工艺指南现要求对产品或者工艺流体进行初步的生物负 载研究，来决定用产品过滤器膜片，使用标准细菌挑战生物一一缺 陷假单胞菌(ATCC 19146)或者一种生物负载种类在最恶劣的产品 和工艺条件下进行细菌截留研究的适合性。这些细菌挑战试验应该 用多批过滤膜片(一般三批)，“并且用于细菌截留验证研究的三 批膜片中，至少有一张其预研究或使用前物理完整性试验值在或者 接近过滤器厂商的试验参数限值

26、”。 此类研究将充分证明在一次性使用时滤膜无菌处理药品或者工 艺流体的能力。然而，该研究将不能预测经过多次清洁、重复灭菌 和重复使用循环后的过滤器性能。对生产用过滤器应进行细菌挑战 试验，在真实的、或首选，最恶劣的工艺条件下进行，并且结合多 次清洁、冲洗、重复灭菌和重复使用循环的整个过程。多批次重复 使用过程，不论无批次间冲洗还是批次间用溶剂冲洗，经常可以缩 小和模拟至实验室规模。然而，更复杂的重复使用过程比如那些需 要多次清洗和重复灭菌循环，或者周期烘干的，很难在实验室条件 下用膜片、囊式滤器或滤芯模拟的。这时，较好的办法就是在单批 次膜片挑战试验基础上，用经过了实际使用、清洗、重复灭菌和重

27、 复使用过程的滤芯进行一系列的细菌挑战试验。通常生产滤芯适合 于此第二阶段验证，因为“最坏的膜”已在最初的膜片研究时确认, 对用过的生产滤芯的实验可用以确认工艺相容性及衡量滤芯细菌截 留特性的保持。这种检测是惟一的方法来检测过滤器除菌性能是否 受到多次重复使用工艺循环条件的影响。接下来的案例会证明完整 性试验可能不够充分。 经FF或XBP険认的新般 总体变猜时.FF能鶴检洌而BP不能 有限的区域变H时.PF或者BP都不能检测 图3各种可由或不可由前进流试验或者泡点类完整性试验检测 的重复使用过程中膜损坏。 重复使用的风险 这里有一个案例研究强调了没有进行全重复使用工艺规模的验 证就重复使用除菌

28、级过滤器的一个风险事例。由于保密的原因，此 处不涉及特定的工艺细节。某医药公司使用大面积的、打褶的除菌 级膜式滤芯，用来过滤大批量无菌 API抗生素及其溶剂，而所选择 的滤膜和此溶剂有限兼容。这个局限曾被认为是可接受和无关紧要 的。每次使用之后，过滤器先用水冲洗，然后碱液清洗。碱液再用 水从过滤器上冲洗掉（去除程度未经确认或验证）。过滤器接着进 行重复使用批次间的SIP。过滤器在每批次使用前后都进行完整性 试验，而且在特定的最大重复使用次数内一直通过了其推荐的检测 限值。每个过滤后批次的无菌检测都是常规的，并且没有产品的非 无菌报告。为了增加过滤器完整性试验和批式无菌试验的信任度， 药物生产厂

29、商对已达到规定最大重复使用寿命的过滤器进行了细菌 挑战试验。在ASTM测定液体过滤膜式过滤器细菌截留率的标准检 测方法的挑战试验条件下，证实了过滤器的细菌穿透。表明该使用 过的过滤器已不再符合除菌级过滤器的定义（亦即当挑战水平107 cf卩/cm2有效过滤面积时，缺陷假单胞菌的截留率为 100%）。 重复使用的过滤器细菌截留试验失败了，尽管事实上该过滤器 通过了完整性测试，而该测试关联于过滤器厂商在相似的挑战试验 条件下对挑战前未经使用的过滤器进行的 100%的细菌截留。该研究 得到了几个重要的结果：首先，重复使用的过滤器仍然显示出高度 的细菌截留能力，但是不再能符合声称的 100%缺陷假单胞

30、菌截留 率，也不再能符合法规的除菌级过滤器定义。第二，产品中受控的 低生物负载，结合稍有降低但仍很明显的过滤器截留特性，能够有 效阻止工艺过程中可检测的细菌穿透，这一点已由成功的菌检及不 存在非无菌的产品所证明。第三，使用标准的过滤器完整性测试不 能检测出重复使用过程中的过滤器损坏。对那些相信过滤器完整性 试验可以检测出任何大孔、渗漏、或影响除菌过滤性能的缺陷的人, 这一结果看来是个反证。这些试验如前进流或泡点试验的关联性基 于对新过滤器及那些有在过滤器生产、使用和安装的过程中造成的 实际损伤或缺陷的滤膜或滤芯进行的细菌挑战试验。过滤器厂商的 细菌截留验证和完整性试验关联性研究所用的过滤器不包

31、括那些由 于终端用户重复使用工艺不兼容而损坏的过滤器。这些不兼容性可 由未认证、清洗、再次灭菌和重复使用而产生。 完整性试验的局限 过滤膜一般被认为是很多圆柱形毛细管，其中细菌截留仅由对 大于膜上最大孔径的细菌的尺寸拦截单独控制。依照这个模型，泡 点类试验可以检测膜上超标大孔或者缺陷（亦即大孔，密封旁路） 的存在，前进流试验可以提供流量的定量测量已证明没有超标大孔 或者缺陷。然而，微孔滤膜对细菌的截留作用不单单是一种由小于 细菌的毛细孔而产生的尺寸拦截功能。膜的其他性质也对细菌的截 留有贡献，如多孔结构的形状和曲折性、膜的厚度（亦即从上游到 下游穿过膜孔的流道长度）、可能发生在细菌和任何足够容

32、纳细菌 的大孔壁之间的吸附力等。前进流和泡点试验都不足以检测出这些 次要截留因素的改变。 这些条件的不良变化通常不会发生在经适当验证的滤膜制造过 程中，完整性试验在检测这些截留变化偏差上的局限没有得到充分 的重视。 通过对重复使用的打褶滤芯进行故障分析，我们最终明确了过 滤器细菌穿透的根本原因。多次重复使用中的损坏归结于膜的化学 降解，使得滤芯的褶型顶端变薄，如图 1所示。局部的化学损坏和 褶型顶端变薄通常指示过滤器的局部干燥，在蒸汽流过褶型顶端的 过程中，那些能够在热蒸汽条件下对滤膜造成化学腐蚀的流体组分 会在这些部位富集。 此例中，膜厚度的局部降解归因于在重复使用的SIP重复灭菌 阶段热碱

33、的作用。SIP之前残留碱的存在是由于碱清洗剂的冲洗不充 分，随后灭菌前滤芯上水的蒸发引起在重复使用的 SIP重复灭菌阶 段褶型顶端的碱浓度增加。褶型顶端残留浓碱上的蒸汽使温度的逐 渐升高从而加速了上述部位膜表面的化学降解。局部区域膜厚度的 降低足以能够让细菌穿透。然而，由于这种损坏并没有穿过整个膜 （没有洞或者过大的孔），变薄的区域局限在褶型顶端很小的面积 上，无论泡点试验 还是前进流试验没有超过其各自的通过/失败限 值。 如图2所示，泡点试验只能检测全厚度的大孔缺陷。前进流扩 散流类试验，原则上与膜厚度相关，但是不能检测出此种情况下仅 存在于褶型顶端有限的变薄区域。由于变薄区域并未提高前进流

34、量 到超过试验限值，所以不会被检测到。 结论 法规并不鼓励除菌过滤器的重复使用，特别是无菌的医药产品。经 过评估，除菌过滤器也许可以在某些情况下重复使用，但是重复使 用必须得到验证，即不会降低过滤器除菌性能或者滤出物质量。除 了基础的灭菌验证研究之外，依据 PDA 26号技术报告和FDA的无 菌工艺指南的推荐内容，多次重复使用除菌过滤器的验证应该包括 对经最大特定数目的清洁，重复灭菌，烘干和重复使用后过滤器的 彻底检验。彻底检验的内容包括细菌挑战试验和过滤器完整性试验。 这些试验应测试过滤器对工艺流体和重复使用条件的化学兼容性、 在重复使用条件下完整性试验的有效性及冲洗滤出液的化学分析， 以确认任何细菌析出物，产品或者清洗剂残留物。 没有