包装系统可分为直接接触药品的包装组件和次级包装组件,这两者共同确保产品的密封性。容器的密封性对产品的质量稳定具有关键作用,它能够预防内容物损失、微生物侵入以及受到氧气、水蒸气或其他物质的影响。根据药审中心发布的《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南(试行)》和《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》,对于无菌制剂,需要选择适当且经过验证的密封性检测方法对样品进行监测。密封性优选能够确定产品最大允许泄露限度的确定性方法。如果方法的灵敏度无法达到产品最大允许泄露限度水平,建议至少采用两种方法进行密封性验证,其中一种推荐使用微生物挑战法。常用的密封性检测方法见表1。
表1 常见的密封性检测方法
对于无菌制剂而言,在产品开发阶段,需结合药品自身特点及生产设备综合考虑,选择合适的密封性检测方法,并对两种方法进行验证,进而在日常商业化生产中,选择灵敏度最高的方法对产品进行抽样检测。然而,对于熔封产品(如玻璃或塑料安瓿),应进行100%的密封性检测。一般出于便利性和商业化成本的考虑,可以选择微生物挑战法和色水法对产品的密封性进行研究。通过比较色水的浓度、检漏压力和时间等参数,选择开发出灵敏度更高的色水检测方法,并将其作为日常商业化密封性检测的方法。
如某产品选择中硼硅管制注射剂瓶作为容器、胶塞进行加塞密闭,铝塑组合盖轧盖的包装形式进行密封,同时参考USP<1207>等相关技术要求,可选择微生物侵入法和真空衰减法进行包装系统密封性研究。
(1)微生物侵入法
微生物侵入试验是对容器密封系统完好性的挑战试验,通过对菌种、菌液浓度、侵入压力和侵入时间等筛选,选择合适的微生物侵入法条件。在验证过程中,取缺陷短波单胞菌新鲜培养物,接种至100ml胰酪大豆胨液体培养基中,置30℃-35℃培养48h,再用胰酪大豆胨液体培养基进行10倍浓度稀释3次,进行菌液浓度检测,保证菌液浓度不小于106cfu/ml的要求。
取100个中硼硅管制注射剂瓶(其中50个为阳性打孔样品,分别由外部厂家打孔3.75µm,5µm,10µm,15µm,20µm,各孔径10个,分为5组),剩余50个随机分成10个一组,灌装胰酪大豆胨培养基(灌装量需与产品注射液一致),压塞和轧盖将容器密封。将灌装后的容器经121℃ 15min灭菌。取出试样冷却,倒置使培养基与容器密封处充分接触,在30℃~35℃下倒置培养14天,检查是否有微生物侵入,以确定容器密封系统的完好性;所有试样培养14天均不长菌时,随机取10个试样(非阳性打孔试样),接种缺陷短波单胞菌菌悬液,在30℃~35℃培养7天,观察菌种生长情况,且鉴定菌种,确认培养基促生长能力。
将30个经121℃ 15min灭菌的试样(非阳性打孔试样),倒置浸没在菌悬液中4h,30℃~35℃培养7天,该组试样为试验组;取10个经121℃15min灭菌的试样,不浸入菌悬液中,该组试样为阴性对照组;5组阳性打孔试样(3.75μm,5μm,10μm,15μm,20μm),每组10个浸入菌悬液中4h,30℃~35℃培养7天,该组试样为阳性打孔对照组,进行微生物侵入法实验验证,结果显示:
①试验组、阴性对照组培养基澄清、无菌生长;
②阳性打孔对照组 3.75μm 3个长菌,泄露率30%;
阳性打孔对照组5μm 5个长菌,泄露率50%;
阳性打孔对照组10μm 9个长菌,泄露率90%;
阳性打孔对照组15μm 10个长菌,泄露率100%;
阳性打孔对照组20μm 10个长菌,泄露率100%;
且确认生长菌种为缺陷短波单胞菌。
由此确定微生物挑战实验灵敏度为15μm。
(2)真空衰减法
真空衰减法是一种无损的定量测试方法,可用于评估容器的密封性能。其原理是将样品放入测试腔体内,然后对测试腔体抽真空,通过容器内外的压差,容器内的气体会通过漏孔进入测试腔体。压力传感器会检测到压力的变化,将其与参考压力值进行比较,从而确定容器是否泄漏。
在进行密封性方法验证之前,可以先委托机构制备阴性样品(即实心体)、阳性样品(包括3.75μm、5μm、10μm)以及大漏样品(不带胶塞的注射剂瓶)。然后,使用仪器的经验参数对真空衰减法的密封性方法进行开发。如果分辨能力不强,可以调节参数以获得合理的结果。
在进行密封性方法验证时,可按照以下要求进行操作:
①灵敏度验证
用流量计进行模拟泄露孔径,气体泄露率与泄露孔径尺寸对应关系详见表1。打开流量计在0.00ccm、0.08ccm、0.12ccm、0.21ccm依次进行20次重复测试,本品0.12ccm时20次测试结果均为不通过,可知检出限为0.12ccm。
表2 气体泄漏率与泄漏孔径尺寸对应关系
②专属性验证
随机对阴性样品、阳性样品(3.75μm、5μm、10μm)及流量计模拟的泄漏0.12ccm(检测限级别)进行测试,结果显示:阴性样品检测结果均为通过;阳性样品(检测限及以上级别的3.75μm、5μm和10μm阳性瓶)检测结果均为不通过;流量计模拟的泄漏(检测限级别0.12ccm)检测结果均为不通过。说明方法的专属性较好。
③线性
分别测试阴性样品,0.03ccm、0.05ccm、0.12ccm、0.21ccm、0.86ccm,每个测试点测试6次,取压差平均值,以压差平均值与测试点做出线性曲线图,求其方程和r2,得到r2为0.9998,不低于0.995,线性通过。
④准确度
阴性样品重复测定10次,测试结果均为通过;流量计模拟的泄漏(检测限0.12ccm及以上一个级别0.21ccm)测试结果均为Fail,能够使不漏的样品和流量计模拟的泄漏结果得到区分,符合标准。说明方法的准确度较好。
⑤重复性、中间精密度
由一实验员测试3.75μm阳性样品6次,得出6次压差RSD为3.2%≤10%;再由另外实验员于不同时间测试的3.75μm阳性样品6次,得出6次压差RSD为4.2%≤10%,且12次压差RSD为3.1%≤10%,说明此方法重复性、中间精密度较好。
⑥耐用性
将测试方法中测试时间减少1s和增加1s,分别测试阴性样品、3.75μm阳性样品,每个测试6次,阴性样品结果均为合格,3.75μm阳性样品均为不合格。说明方法耐用性好。
由此验证可知该方法灵敏度为3.75μm。
(3)拟定生产阶段的密封性检查
由上可知,微生物侵入法灵敏度为15μm,真空衰减法灵敏度为3.75μm,真空衰减法灵敏度高于微生物侵入法,选择真空衰减法作为该产品日常密封性检测方法。
参考文献:
1.国家药品监督管理局药品审评中心.《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南(试行)》(2020年第33号).
2.国家药品监督管理局药品审评中心.《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》(2020年第2号).
3.USP <1207> Package integrity evaluation-sterile products.
4.USP <1207.1> Package integrity testing in the product life cycle-test method selection and validation.
5.USP <1207.2> Package Integrity Leak Test Technologies.
6.USP<1207.3> Package Seal Quality Test Technologies.
7.《药品GMP指南 无菌药品》中国医药科技出版社, 2011.