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美国FDA非肠道用冻干制剂检查指南
引言
冻干是指药品冷冻后在真空状态下不经液态，直接从固态升华至气态，由此去除水分的作业过程。该过程包括三个彼此独立又相互依赖的步骤：冷冻、一级干燥(升华)以及二级干燥 (解吸附)。
冻干工艺的优点在于：液体加工方便，简化了无菌作业过程；提高了干粉的稳定性；无需过热处理就能去除产品中的水分；增强了冻干产品的稳定性及复水(溶解)性。
冻干工艺的缺点在于：加工处理过程所需时间长；复水时需用无菌稀释液；设备复杂且生产成本高。
冻干工艺一般包括以下步骤：
(1)将药品和赋形剂溶解于适当的溶剂中，通常使用注射用水。 (2)将药液通过一个0.22μm的微孔除菌过滤器，以此灭菌。 (3)灌装到各个已灭菌的容器中，并在无菌条件下半压塞。 (4)在无菌条件下将半压塞的容器转移至冻干腔室内。 (5)冷冻该溶液：把半压塞的容器置于冻干腔室的冷冻搁板上或在另一腔室内作预冷冻。 (6)将腔室抽真空并将冷冻搁板升温，以便在冷冻状态下通过蒸发除去水分。 (7)全压塞密封：通常由安装在冻干机内的液压式或螺杆式压塞装置来完成。
现在有许多新的非肠道药品，如抗感染药物、生物制剂、体外诊断用药等等都采用冻干工艺来加工。调查及研究业已发现与冻干工艺及其控制相关的冻干剂在疗效、无菌性和稳定性方面存在问题。为此，本检查指南对冻干产品有关的生产工艺和缺陷进行了讨论，以便为调研人员提供这方面的信息和指导。
人们已认识到冻干药品的生产和控制是一项很复杂的工艺技术。冻干作业的重要内容包括药液的制备；西林瓶灌装及其验证；冻干机的灭菌和设计；冻干工艺的放大生产(批量放大)及其验证；最终产品的检验等等。冻干剂成品生产和控制相关的问题是本文的重点内容。
药品种类和配方
药品需经冻干是因为其溶液状态下的不稳定性。有许多抗生素，如某些半合成的青霉素、头孢菌素和红霉素、强力霉素、氯霉素的盐类都是由冻干工艺制造的。可以预计在生产过程中这类产品的带菌量很低，因为它们是抗生素。然而，其他一类冻干剂，如氢化可的松琥珀酸钠盐、甲基泼尼松龙琥珀酸钠盐及许多生物制品在溶液状态下却毫无抗菌作用。应尽量降低这类药品的带菌量，并在除菌过滤前(灌装前)对药液的带菌量进行测定。显然，配料或药液的配制应严加控制，以防止药液在除菌过滤前可能出现的微生物污染程度的增加。因药液内毒素的增加与微生物污染的严重程度有关。
冻干剂生产与质量控制规范要求“在严格控制的环境和密封系统中生产”，对于除菌过滤前需保持一段时间的药液来说，这点尤为重要。 有时候，药厂在预过滤后最终过滤前对药液进行了带菌量的测试。这种测定对于确定该溶液在除菌过滤时的带菌量也许是有用的，但是它无法提供内毒素形成及其污染水平的信息。取0.1ml样品用鲎试剂法测定其内毒素量是极为有益的，在预过滤前至少取100m1的样
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品进行检验(尤其是在有革兰氏阴性菌存在时)对于工艺评价是至关重要的。例如：在药液中检出假单孢菌属一直被认为是将产品作报废处理的一个理由。
灌封
从某种程度上讲冻干产品的西林瓶灌封有一些颇为特殊的问题。将胶塞加到西林瓶顶部，并最终在冻干机内压塞封口，西林瓶的药液或冻干品在最终密封以前始终存在被污染的风险。
灌封的验证应包括：培养基灌封、关键表面取样及在灌封过程中取空气样(动态条件下)。 由于人员积极地参与了灌封和无菌作业，因此环境监测计划中应包括对无菌作业区操作人员微生物污染水平的评价。其方法之一是根据日常生产中手套及工作服表面的微生物监测数据来评价无菌区操作人员接受培训的程度。现在许多药厂对无菌区的操作人员取表面样进行监控持积极态度。美国药典ⅩⅫ 中“无菌检查结果解释”的讨论可以作为这类监控的一个参考材料。在“质量检测试验结果解释”项下提到，对数据进行检查回顾时，应注意环境监控结果，如微生物监测、操作人员的记录、工作服、手套及着装的实践等等。如果药厂不对人员进行此类监控或监控的结果超标，则必然会产生各种不合规章要求的状况。 待冻干的西林瓶通常由机器进行半压塞。然而，我们已经注意到有些灌封线是人工加塞的。除了灌封临床试验用的产品或灌封的瓶数极少这二种情况外，如今药厂很难为其在任何作业中采用人工加塞法的合理性进行辩护，那怕他们使用无菌的镊子。一些采用人工加塞法的药厂造成了明显不合规章要求的状况。这里，问题的焦点仍是由操作人员所致的直接污染。人们都已充分认识到无菌灌封作业过程中，人员是最主要的污染源。—个操作人员在无菌作业区工作的时间越长，脱落的微生物就越多，污染的概率也就越大。 西林瓶灌装和半压塞一经完成，产品便被送入冻干机腔室内。转移和装入腔室等这类作业应在一级隔离的条件下进行，例如西林瓶的灌装应在层流(单向流)罩下进行。此类操作的验证也须采用培养基灌封试验。
就无菌培养基灌装而言，有些药厂将灌装的培养基作“部分冷冻干燥处理”。这样做似乎更能模拟生产的工艺过程，但冷冻会降低培养基的微生物污染水平。因为培养基灌装试验的目的是证明及评价工艺、人员和系统造就“无菌”的能力，冷冻有可能使无菌作业后的微生物污染水平下降，因而是没有道理的。培养基灌装试验的目的不是为了确定冷冻的灭菌率或其对任何可能存在的污染菌的影响。
为了尽可能弄清灌装和无菌作业到底在哪些环节可能会引入污染，有些药厂采用扩大培养基灌装试验的办法。他们将灌装约9000瓶培养基的过程分为三个阶段。第一阶段灌装3000瓶，在灌装线上压塞；第二阶段灌装3000瓶，运至冻干机后压塞；第三阶段灌装3000瓶，放入冻干机，经氮气流“风淋一阵子”后压塞。因为冻干机的灭菌和用于回灌充氮(消除真空)的氮气系统的灭菌需分别进行验证，因此，培养基灌封试验应当主要是验证灌封、转运和装载等无菌作业。
当工艺设计能力小于3000瓶(尤其是临床试验用药)时，经常会碰到这样一个问题，即培养基灌装试验需要灌装多少瓶?让我们再回到培养基灌装试验的目的上来回答，该试验的目的是确保药品在正常运行的条件下的无菌作业过程中不受污染，所以当最大批量小于3000瓶时，培养基灌装的数量可取其批量。
灌装后的半成品通常是放在金属托盘上转移到冻干机的腔室中去的。此后，将托盘抽掉，半成品便直接置于冻干机的搁板上。检查上也碰到过这样的情况，有的药厂把半成品放人冻干机后并不抽去托盘。遗憾的是，曾经有一个厂发生了因托盘变形引起某—批号部分产品水分超标的问题。
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在西林瓶转入冻干机的过程中，因为尚没密封，所以还存在受污染的风险。在检查和验收新设施时，在冻干机的转运和装载区如发现没有适当的层流保护或没有—级(直接)隔离设施，可作条件不合格论。有一药厂设计了—种层流车作为补救措施，用来把西林瓶从灌装线运至冻干机。另有些建新设施的药厂把灌装线靠近冻干机安装，并且从灌装线到冻干机安装了隔离设施。
为了解决这类问题，有一药厂在灌装线和冻干机之间安装了一个垂直的层流罩。开始时因送风的流速高而回风不足，使培养基灌装发生污染问题。经分析系气流冲击地面反弹而引起的污染。幸好，从培养基灌装试验和烟尘试验获得了足够的数据，以致这个偏差在投产前得以纠正。典型的冻干工艺往往包括西林瓶在腔室内的全压塞。
另一个与灌装作业有关的问题是能否保证装量的准确性。很显然，装量不足时，瓶中药效也低。和粉针或液体制剂不同，对活性成分以毫克计的生物制剂而言，灌装量偏低在冻干之后并不是显而易见的，但装量不足从临床上来看，可能是一个非常严重的偏差。我们在检查一家制药企业的冻干灌装作业时，发现其装量有问题，灌装机的口与灌装器错位，因而出现药液溅出和装量不足的偏差。检查时还发现，有些装量不足的西林瓶被转入了冻干机内，据此将该批产品作报废处理。
有时，我们也看到这样的情况，即监测装量的生产工人只记录调整装量后的数据。所以，作为一个好的规范化的质量保证计划不仅应规定装量检查的频率，如每15分钟测一次，而且应包括出现装量过多或不足时，如何分别将它们分离开来的条款。
还有一些不常用的灌装作业尚没作过讨论。例如托盘冻干，而不是灌装入西林瓶后进行冻干。就现有的技术而言，很难判断这种工艺适用于无菌产品。
双腔式西林瓶的无菌作业有更多的要求。培养基灌装试验时两个腔室均需灌装。另外，西林瓶中的稀释剂中应含有防腐剂(如无防腐剂，稀释剂的灌装就类似于培养基灌装了。在这种情况下，污染率应当为0)。
冻干程序及其控制
将冻干机灭菌并在无菌条件下装载后，第一步作业是将药液冷冻。在某些程序中，搁板已经预冷到了冷冻药液所需的低温；但在另一些程序中，将药瓶放到搁板上后再降温至所需温度。在前一种预冷程序中，装载前搁板上是否结冰至关重要。搁板上的冰块能使瓶口的胶塞部分或全部封口，从而使产品无法冻干。近期发生过一例投诉，说药品是液状而没冻干，究其原因即是冻干程序开始前部分药瓶已经封口。遗憾的是，这家公司所作100％的目检并没有检出有些偏差的产品。
一般而言，药品的冻干温度比其共熔点温度要低得多。冻干程序(包括冷冻过程)的变更或其冻干批量的放大已出现过一些问题。研究表明冷冻的速率和方式会影响冻干制品的质量。例如缓慢冷冻可导致大冰晶的形成，使空隙相对增大，有利于水蒸汽在升华时逸出；另一方面，缓慢冷冻易引起组分浓度的变化。同时冷冻的速率和方式还会影响药品的物理性质(多晶型)。
冷冻后在一级干燥时将品温至少控制在共熔点以下4至5℃较为理想。显然，药厂应该事先知道药品的共熔点，并有合适的仪器以保证产品温度分布的均匀性。冻干机也应有必要的仪表来控制并记录关键的工艺参数，如搁板温度、产品温度、冷凝器温度，腔室真空度和冷凝器的真空度。生产的规程应提供—个产品冻干程序相关的时间、温度和真空度的控制范围。监测产品温度对于偏离正常程序的作业(如停电或设备故障)尤为重要。
冻干程序的机电控制采用凸轮式记录控制器，但新一代的机组采用微机控制。微机控制程序的一个基本要求是流程图或逻辑图。冻干程序的微机控制通常只是在开始时需要操作
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