正确认识纯化水系统的“死角

正确认识系统的“死角
死角检查是系统进行安装确认(IQ)时的一项重要内容。在制药流体工艺系统(如制药用水系统、制药工艺配液系统、CIP/SIP系统)中,任何死角的存在均可能导致整个系统的污染。

死角过大所带来的风险主要如下
为微生物繁殖提供了“温床”并导致“生物膜”的形成,引起微生物指标、TOC指标或内毒素指标超标,导致水质指标不符合药典要求;

系统消毒或灭菌不彻底导致的二次微生物污染;

系统清洗不彻底导致的二次颗粒物污染或产品交叉污染。

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因此,中国2010版GMP要求“管道的设计和安装应避免死角、盲管”

《美国机械工程师协会生物加工设备标准》2014版对于死角有准确的定义,《ASMEBPE》(2014)规定:“死角”是指当管路或容器使用时,能导致产品污染的区域(deadleg: an area of entrapment in a vessel or piping run that could lead tocontamination of the product.)。

1976年,美国FDA在CFR212法规上第一次采用量化方法进行死角的质量管理,工程上俗称“6D”规则,其含义为“当L/d<6时,证明此处无死角”,其中L指“流动侧主管网中心到支路盲板(或用点阀门中心)的距离”,d为支路的直径。随后的研究表明,“3D”规则更符合洁净流体工艺系统的微生物控制要求,其中L的含义变更为“流动侧主管网管壁到支路盲板(或用点阀门中心)的距离”(图1)。
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图1 死角的发展


更加准确的死角量化定义来自于《ASMEBPE》规范(图2),该定义明确规定:L是指“流动侧主管网内壁到支路盲板(或用点阀门中心)的距离”,D是指“非流动侧支路管道的内径”。

图2 死角的准确量化定义老婆饼机


死角的消毒验证不干胶标贴:小于3D死角的支路(图中为L/D等于0,0,1.5)处很快能达到预定的消毒温度,支路垂直向下或向上的大于3D死角(图中为L/D等于4.0,5.6,9.4)在流速为0.4m/s和1.2m/s时,支路处始终无法达到预定的消毒温度,提高流速到2.0m/s,除垂直向下的4D支路能达到消毒温度外(图3),其他支路处始终无法达到预定的消毒温度(图4)。上述实验说明,死角是影响支路清洗的关键因素,而流速是影响支路清洗的次关键因素。
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图3 支路垂直向下时,死角的消毒验证

图4 支路垂直向上时,死角的消毒验证


死角的清洗验证:图5a为采用“ASMEBPE定义”模拟的死角模型,该死角处L/D等于6,死角处预先放置105个可检测颗粒,清洗合格的标准为最终残留颗粒数<102个。从图中可以看出,当清洗流速为0.5m/s时,死角处的残留颗粒数在清洗初期会有明显下降,但当清洗时间超过10分钟后,残留颗粒数将维持在>104个的较高水平,且颗粒数不再降低;增加清洗流速至1.0m/s,在20分钟的清洗时间内,死角处的残留颗粒数可从105个降低至接近103个;当清洗流速增加2.0m/s和2.5m/s时,其清洗验证的数据曲线基本一致,即在很短的清洗时间内(约1~2分钟),死角处的残留颗粒数可从105个降低至接近102个,但无法达到可接受的清洗标准。70sec

图5b的死角L/D等于2.8,采用同样的工况和可接受清洗标准。从图中可以看出,当清洗流速为0.5m/s时,死角处的残留颗粒数在清洗初期会有明显下降,但当清洗时间超过1分钟后,残留颗粒数下降幅度不大,当清洗时间超过10分钟后,残留颗粒数将维持在接近102个且未达到可接受清洗标准的水平;增加清洗流速至1.0m/s,在很短的清洗时间内,死角处的残留颗粒数会有显著下降;当清洗流速增加2.0m/s时,在极短的清洗时间内(约10~2
0秒),死角处的残留颗粒数可从105个降低至可接受的清洗标准之下,之后的时间内也维持在此低水平。

上述模型进一步表明,死角是影响支路清洗的关键因素,而流速是影响支路清洗的次关键因素

图5 死角的清洗验证


事实上,从上述的消毒验证和清洗验证的角度能有效说明3D死角规则在制药用水系统设计及加工过程中的合理性。大多数GMP法规并未对死角标准做一个最大值的硬性规定(除了WHOGMP),部分GMP也仅仅是在其检查指南中给予了控制3D死角的建议,死角的“3D规则”还是得到了制药行业的普遍认同和推广。

本文发布于:2024-09-22 10:24:53,感谢您对本站的认可!

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