符合 2010 版 GMP 要求的过滤工艺溶出物/析出物验证

guolvfenlitech5 · 发表于 2023-11-3 05:27:55

本帖最后由 guolvfenlitech5 于 2023-11-3 05:33 编辑

2023-11-03 环球过滤分离技术网 guolvfenlitech6

符合 2010 版 GMP 要求的过滤工艺溶出物/析出物验证

The Requirement of 2010 GMP on Validationof Sterilizing Grade Filters Regarding Extractables/Leachables

蒋震，董巍*，洪海燕

(颇尔中国生命科学部，上海201203)

JIANG Zhen, DONG Wei*, HONG Haiyan

(Pall China Life Science, Shanghai 201203)

摘要：结合新版 GMP 要求、中外法规比较和西方制药实践，阐述溶出物/析出物验证是过滤工艺验证的组成部分，并对溶出物/析出物验证的定义、区别、验证常用方法和后续安全性评估方式进行介绍。

关键词：过滤；溶出物；析出物；验证

中图分类号： R95 文献标志码： C文章编号：

1001-8255(2012)06-513-04

我国 2010 版 GMP 已于 2011 年 3 月 1 日正式颁布执行，与 1998 版GMP 相比， 2010 版 GMP 更多地参照了欧盟和 WHO 的现行 GMP，对制药生产过程中的硬件设置、软件管理和人员培训，尤其是无菌药品的生产，提出了更高的要求。根据 SFDA 的要求，所有无菌药品生产企业须在 2013年底前，完成 2010 版GMP 的认证；其余品种的完成认证时间为 2015 年底。届时未达到要求的企业(车间)将不得继续生产药品[关于贯彻实施《药品生产质量管理规范(2010 年修订)》的通知，国食药监安[2011]101 号， 2011

年 2 月 25 日发布]。对验证相关工作的强调是 2010 版GMP 一个比较突出的特点，在这个方面， 2010 年GMP 与国际接轨，提出了更严格的要求。但对中国制药企业来说，在不算宽裕的期限内进行完全符合法规要求的调整，在完善验证方面必然面临不小的挑战。

在所有的验证工作中，中国制药企业之前普遍不够重视对过滤工艺的验证。液体除菌过滤的工艺

收稿日期： 2012-02-23

作者简介：蒋震（1976-），男，溶出验证经理，从事过滤器化学溶出验证和溶出物安全性评估。

通信联系人：董巍（1968-），女，法规事务高级经理，从事化学和生物制药法规、工业趋势的研究及培训推广。 Tel： 13911153061

E-mail：Vivien_wei_dong@ap.pall.com

验证，通常包括细菌挑战试验、过滤器兼容性、产品润湿完整性、吸附和过滤器溶出物/析出物试验；针对在药品生产工艺线路更上游阶段所使用的预过滤器，验证通常需要考虑兼容性和溶出物/析出物试验[SterilizingFiltrationof Liquids, Technical Report No.26 (2008), Parenteral DrugAssociation]。

本文将重点阐述过滤器溶出物/析出物验证的必要性、定义、

区别、常用方法和后续安全性评估等。 1 法规要求在制药过程中，过滤器将直接与原料、中间体或者药液接触，属于直接接触产品的生产设备。对于这类设备，出于对药品质量的考虑，各国 GMP都提出了相关要求。 2010 版 GMP 正文第五章设备中第七十四条规定：“生产设备不得对药品质量产生任何不利影响。与药品直接接触的生产设备表面应当平整、光洁、易清洗或消毒、耐腐蚀，不得与药品发生化学反应、吸附药品或向药品中释放物质。”美国 cGMP211.65(a) 和欧盟 GMP 第一部分第三章 3.39 条，都提出了相似的规定。

结合除菌滤器的构成材质及工艺位点，考虑其对药品质量产生影响的潜在风险，各国药监机构更直接对过滤器进行了规定。 2010 版 GMP 附录1 第四十一条规定“过滤器应当尽可能不脱落纤维。严禁使用含石棉的过滤器。过滤器不得因与产品发生反应、释放物质或吸附作用而对产品质量造成不利影响。”欧盟 GMP 附录 1 第115 条， WHO 无菌药品 GMP 第 7.9条，在过滤器不得因释放和添加物质对药品产生不利影响方面，有与 2010

版 GMP 一致的规定。基于上述法规要求，须证明所使用的过滤器和过滤工艺对产品安全性、特性、浓度、质量或纯度没有带来不利影响，即需要进行溶出物/析出物验

证，以确认可能从过滤器迁移至药液中的化学物质。上述法规要求涵盖了制药过程中使用的所有过滤器，包括除菌过滤器、微生物污染控制过滤器和预过滤器等。但由于除菌过滤器往往设置于整个工艺过程的末端，紧临灌装或无菌灌装之前，后续没有进一步的纯化步骤，因而针对这类过滤器进行溶出物/析出物验证的必要性和迫切性就更高。在美国，通常在生产 III 期临床研究用药的阶段，须提供除菌过滤器的溶出物验证数据，且应包括在申请药品生产许可的 CMC(chemistry, manufacturingand control，化学、生产和控制)文件中[TheSubmission of Documentation for Sterilization Process Validation inApplications for Human and Veterinary Drug Products, Guidance for Industry(Nov., 1994), FDA]，也可

作为工艺研发阶段发生的“质量源于设计” (QbD)活动的一部分，或作为设备确认及物料风险评估文件的一部分。

2 过滤器溶出物和析出物验证的定义

溶出物是指在合适的溶剂中，于超过最差工艺条件的夸大的时间和温度条件下，从任一产品接触材料包括弹性体、塑料、玻璃、不锈钢或涂层组分中迁移的化合物。溶出物代表了迁移至产品中物质的最大可能。析出物是指在实际的工艺条件下，从任一产品接触材料迁移至药物制剂中的化学物质，析出物存在于最终药品中，通常为溶出物的子集[1]，见图 1所示。

A：过滤器组件中所有可能迁移的化合物， B：通过溶出物分析法得到的过滤器组件可能迁移到药物中的最终化合物， C：利用析出物方法得到的过滤器组件可能迁移到药物中的最终化合物， D：药物中实际出现的过滤器迁移组分(最终药物中也可能存在过滤器构成材质和药物反应而产生的新物质，这种情况非常罕见)

图 1 过滤器溶出物和析出物关系示意

3 溶出物/析出物种类

过滤器的溶出物/析出物不无例外地均来自过滤器的构造材料，包括膜材、支撑层、硬件、 O-型圈、边封材料等。常见的亲水过滤器的膜材包括聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride,

PVDF)、聚砜(polysulfone, PS)、聚醚砜(polyethersulfone，PES)、尼龙(nylon,PA6&PA66)、超高分子量聚乙烯（Ultrahigh molecular weight polyethylene, UPE）,ECTFE,PI,MCE ,纤维素酯(cellulose ester)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene, PTFE)、聚酯(polyester, PET &PBT)和聚丙烯(polypropylene， PP)等。

疏水性过滤器(可作为过滤有机溶剂的液体过滤器使用)膜材包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(polyethylene， PE)。这些多孔膜材通常可采用溶剂浇铸成膜法、溶剂-非溶剂界面成膜法、膜拉伸法或径迹刻蚀法这四种方式制造[2]。膜材的不同制造工艺、工艺条件均与其溶出物水平相关。过滤器的硬件材料通常使用强度较高的一些聚合物材料包括聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酯(PET&PBT)、聚碳酸酯(PC)等。

另一类含量相对较小，但在过滤器中不可或缺的是膜材和硬件材料中的添加剂。例如：增塑剂、抗氧化剂、填料、热稳定剂、亲水改性剂等。另外过滤器硬件间连接使用的粘结剂也有可能溶出到产品中。

可能的溶出物/析出物通常为一些小分子量的物质，包括以上聚合物膜材或硬件材料的降解齐聚物；另外膜材的加工助剂、改性剂、过滤器装配中使用的粘结剂等也是常见的可能溶出物。而这些可能的溶出物/析出物的量是与过滤器整个生产中的选材、加工方法及加工工艺条件密切相关。如果在过滤器装配中采用热熔端封技术，避免使用粘结剂，就大大减少了可能的析出物种类和水平。

4 过滤器溶出物/析出物验证和区别

与药品生产者直接相关的数据为过滤器在产品中的析出物，析出物直接反映了过滤器对药品的影响。但通常在大量药品背景中只有极少量析出物，受技术限制，很难对析出物的进行定量或定性；同时，也很难确认这些分离和检测方法的专属性、准确度、精密度和耐用性等。以 5%葡萄糖注射剂为例，如果采用溶出物法进行验证，利用模拟产品的溶剂和过滤器充分接触后，最终可获得待分析非挥发性残留通常在每升几毫克的量级，

现有分析技术完全可以进行定量和定性；但如果要采用析出物法，则需要在过滤器直接与产品接触后，检测迁移到产品中源于过滤器的物质，这就产生了一个后续的难题，即需要在 50 g/L 葡萄糖的背景下检测总量为几毫克的析出物。由于背景浓度为所测目标化合物的上万倍，对于选择检测方法及其验证都将是巨大的挑战。同时由于析出物本身是混合物，可能需要结合多种方法进行检测。与溶出物相比，不仅耗时费用高，且还可能“不能检出”，对于后续评估也不能提供更多的信息。业内的共识为：即使进行析出物分析，也需要首先考虑采用溶出物试验，确定目标物后，才可验证正确的分离和分析方法，再开展析出物研究[3]。因此虽然理论上过滤器的溶出物和析出物对于药物的安全评估都是

可行的，但是实际操作过程中，由于溶出物研究有效避免了产品组分的干

扰，成为公认的较为科学的首选做法，并应用于药品的安全性评估。

5 过滤器溶出物验证方法

溶出物试验是所有过滤器验证试验中唯一可采用模拟溶剂而非产品，对于过滤器在生产过程中可能释放到药物中的成分进行定性定量的评估的项目。模拟溶剂通常是依据科学的原理，将工艺流体的各个组分按照化合物结构进行划分，用相应的挥发性成分替代。对工艺流体的 pH，在模拟溶剂中通常会用挥发性的酸碱(如醋酸、盐酸、氨水)进行调节。最后的模拟溶剂为较实际流体溶出特性更恶劣的一种具有完全挥发性的液体。

在溶出物试验中，首先根据药物产品的组成和成分，确定实验萃取溶液的组成。再针对与实际生产相同的过滤器进行萃取试验。然后根据工艺条件选择模拟试验条件，包括萃取温度、萃取时间、萃取溶液的 pH，对于过滤器接触产品前的预处理(包括灭菌和冲洗等)也需要在试验时模拟通过静态或循环等方法获得萃取液后，检测其中溶出物成分和含量的

方法很多。通常是将萃取液浓缩至恒重得到非挥发性残留物(NVR)。 NVR的重量提供给制药企业一个定量分析的结果。对 NVR，也可采用傅立叶红外法分析残留物属于哪一类物质，与过滤器材料的红外吸收特征比较后，即可知残留物源自过滤器的哪些组件，以便进一步的分析。萃取液分析还可采用紫外可见光谱法、液相色谱法、气相色谱法、总

有机碳分析，以及金属含量相关的电感耦合等离子体发射光谱检测[1,4,5]。

6 如何应用溶出物结果进行安全性评估

通常溶出物验证完成后，制药企业获得的是某过滤器在实际生产过程中每批产品中可能含有溶出物的最大量，及溶出物种类的定性分析。需结合各自生产特点，对溶出物的安全性进行进一步评估。

首先作为过滤器的生产商，会提供过滤器的材质安全性评估报告。如生产商在其产品的验证指南中注明其产品的所有组件符合美国药典第 88法(USP 88)“VI 级塑料-121℃(提取温度)” 的要求，即通过了相关动物体内安全性实验评估。在生产商的验证指南中通常还会包含过滤器在水或某种有机溶剂中的溶出物分析数据。其次当制药企业获得了更具产品特性的溶出物工艺验证报告后，应按照 NVR 的量、每批药液的过滤量和给药方式等计算给出每人每天摄入过滤器溶出物的量，即每人的日暴露剂量。据此，制药企业自己的毒理部门或委托的专业毒理评估机构/公司，可对溶出物的每个组分进行安全性的评估。这些溶出物可能存在于最终成品中，并可能影响药物的毒理学评估。在制药企业进行临床研究前，应充分考虑溶出物对最终药物毒性的影响。同时也需充分考虑用药人群的特殊性，如

性别、年龄群、怀孕与否、种族等。一些数据库(如 DEREK 数据库)通过化合物的结构得到安全性的评估结果。目前，业界对溶出物的量没有一个统一的安全限值。美国产品质量研究协会(PQRI)析出物与溶出物研究工作组对经口和鼻腔吸入药物(OINDP)的

限值建议，是目前对溶出物/析出物限制方面的权威数据。他们建议的安全限值(safety concern threshold)为 0.15 μ g/d，质控限值(qualification hreshold)为 5 μg/d[6]。若溶出物/析出物经评估后发现无潜在的遗传毒性或致癌性，则可使用质控限值 5 μ g/d。若溶出物/析出物经评估存在潜在的遗传毒性和/或致癌性，或不能获得相关毒性数据时，采用安全限值 0.15μ g/d，即每人每日摄入量小于安全限值的物质可认为是安全的。为了减少对溶出物/析出物重复评估的费用，共享业内最新的相关知识，增强此类信息的透明度， 2007 年全球几家顶级制药企业联合成立“溶出物/析出物安全信息交换平台”(Extractables and Leachables SafetyInformation Exchange， ELSIE)[7]。目前我国制药企业在技术实力、创新能力和质量管理水平上，与发达国家的同类企业尚存在差距。但随着我国综合实力的提高，

科学技术的不断发展和监管法规的日益完善，中国制药企业也会参与到全球知识信息平台中去。在当前全球化的大背景下，我们只有不断跟踪最新的技术和质量管理理念，打破国内企业和全球市场之间的知识技术壁垒，才能从医药大国成为医药强国，并为全人类的健康事业做出贡献。

参考文献：

[1] Bio-Process System AllianceExtractables and Leachables

Subcommittee. Recommendations for extractablesand leachables testing

[J]. Bioprocess Int, 2007, 5(11): 36-49.[2]Levy RV, Jornitz MW. Types of

filtration [J]. Adv Biochem

Eng Biotechnol, 2006, 98: 1-26.

[3] Wakankar AA, Wang YJ, Canova-Davis E,et al. On

Developing a process for conductingextractable-leachable assessment of

components used for storage of biopharmaceuticals[J]. J Pharm Sci, 2010,

99(5): 2209-2218.

[4] Ding W, Martin J. Implementingsingle-use technology in