任务四  注射用无菌粉末工艺与制备

一、概述

  注射用无菌粉末系用无菌操作法将经过无菌精制的药物分(灌)装于无菌容器中,临用前再用灭菌的注射用溶剂溶解或混悬而制成的剂型,简称粉针。凡遇水、热不稳定的药物如青霉素G、辅酶A、胰蛋白酶、酶制剂等均需制成粉针。

  根据制备方法不同,粉针剂分为注射无菌分装制品和注射用冻干制品(冻干粉针)两类。

  注射用无菌粉末为非最终灭菌产品,其生产过程必须采用高洁净度控制工艺,以保证无菌水平。注射用无菌粉末的质量要求与溶液型注射液基本一致,质量检查应符合《中国药典》注射用无菌粉末的各项规定。

  制备注射用冻干制品时,由于单独的药物溶液往往不易冻干,或蛋白质药物易变性等，故在冻干处方中常需加入冻干保护剂。冻干保护剂可改善冻干产品的溶解性和稳定性,或使冻干产品有美观的外形。优良的保护剂应在整个冻干过程中以及成品贮藏期间保护药物的稳定性。

  常用的保护剂有如下几类。①糖类、多元醇,如蔗糖、海藻糖、乳糖葡萄糖、麦芽糖、甘露醇等。②无水溶剂,如乙烯乙二醇、甘油、二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)等。③聚合物,如聚维酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、右旋糖酐等。④表面活性剂,如聚山梨酯-80等。⑤盐和胺,如磷酸盐、醋酸盐、枸橼酸盐等。⑥氨基酸,如脯氨酸、L-色氨酸、谷氨酸钠、丙氨酸、甘氨酸、肌氨酸等。

二、注射用无菌分装制品

  注射用无菌分装制品是将符合要求的药物及辅料,采用无菌操作直接分装于洁净的西林瓶中,密封制成的粉针剂。若药物能耐受一定的温度,应进行补充灭菌。

(一)原辅料的质量

  注射用无菌分装制品在分装之前应对原料进行严格的质量检查,以保证灌装后产品的质量。无菌原料可采用无菌结晶法、喷雾干燥法精制或发酵法制备而成,必要时应先进行粉碎、过筛等操作,以满足分装的需要。对无菌分装的原辅料除应符合终端灭菌产品的质量要求外,还应符合以下规定。①无菌、无热原。②粉末的细度或结晶应适宜,便于分装。③用合适溶剂配制成溶液或混悬液,可见异物应符合规定。

(二)注射用无菌分装制品的制备过程

  1.原辅料的准备  原辅料准备主要包括以下内容

  (1)西林瓶的清洗灭菌  我国注射用无菌粉末的容器主要采用中性硬质玻璃制成的玻璃瓶俗称西林瓶。西林瓶及胶塞均应按规定进行处理,均需灭菌。西林瓶处理普遍采用立式转鼓式超声波洗瓶机清洗,将清洗合格的西林瓶送人隧道烘箱,300-350℃温度下灭菌0.5-1小时。

  (2)胶塞的处理  常选用卤化丁基胶塞,为了保证胶塞在灭菌干燥后具有较好的上机性能,必要时可在胶塞清洗过程中进行硅化。硅化就是指在胶塞表面涂抹一薄层硅油。常用的硅化工序是在精洗合格后进行,根据硅化膜厚度的要求,将核定用量的硅油加入清洗箱内,清洗箱内的注射水温度宜在80-90℃之间,在稍高的清洗桶转速下进行硅化。硅化程度不够,加塞时走机不顺畅,压塞困难;化过度,容易造成压塞反弹,跳塞,走机落塞,同时真空干燥时易落塞,且会增加不溶性微粒。应控制胶塞每平方厘米比表面积硅油含量,一般控制在0.01-0.03mg/c㎡,以实现胶塞硅化度与上机性能、不溶性微粒之间的最优化。

  胶塞处理过程中还应严格监控灭菌、干燥的时间、温度、压力等,并监测胶塞细菌内毒素,应符合要求,一般采用125℃F热灭菌2.5小时,

  灭菌胶塞和西林瓶的存放柜应有净化空气保护,其使用时限应进行验证,应在验证的时间内使用,一般不得超过24小时。

  目前多数企业选用胶塞清洗灭菌机,胶塞的清洗,硅化、灭菌、干燥等步骤可一并完成,能较好满足生产的需要。近年来,已有免洗胶塞(RFS)和即用胶塞(RFU)。免洗胶塞(RFS)以采用蒸汽灭菌、环氧乙烷灭菌和Y射线灭菌,但不适于干热灭菌。有的企业选择的灭菌条件为121℃、20分钟湿热灭菌，随即在80℃条件下干燥1小时。即用胶塞(RFU)已经过提前的灭菌过程,并保持无菌状态。不少企业也开始选用即用型或免洗型胶塞。

  (3)胶塞的质量要求①有良好的弹性及柔软性。②具有适宜的硬度、尺寸以及形状,需具有光滑的表面和干净光滑的边缘,能满足不同的需求。③头刺入,拔出后应立即闭合,能耐受多次穿刺而无碎屑脱落。④有高度的化学稳定性,不吸附主药,同时,胶塞中的附加剂也不向粉针迁移,具有良好的相容性。⑤无毒,无溶血作用。

  2.分装  无菌分装制品的生产工艺常采用直接分装法,必须在规定的洁净环境中按照无菌生产工艺操作进行。目前常用的分装设备有螺杆式分装机、气流式分装机等。进瓶分装,压塞或封口应在A级层流装置下进行,分装后应立即加塞、轧盖密封。为确保无菌工艺的无菌性,应进行培养基模拟灌装试验。培养基模拟灌装试验的首次验证,每班次应

当连续进行3次合格试验。空气净化系统、设备、生产工艺及人员重大变更后,应当重复进行培养基模拟灌装试验。培养基模拟灌装试验通常当按照生产工艺每班次半年进行次，每次至少一批。

  3.灭菌和异物检查  对于能耐热的品种如青霉素,可进行补充灭菌,以保证无菌水平，确保安全。对于不耐热的品种必须严格无菌操作。异物检查一般在传送带上,逐瓶目视检查,剔除不合格者

  4.印字、贴签与包装 目前产品的印字、贴签与包装已实现机械化和自动化。

(三)无菌分装工艺中目前可能存在的问题

1.不溶性微粒 《中国药典》(2015年版)规定,注射用无菌粉末应进行不溶性微粒检查。分装的无菌药物粉末经过粉碎、过筛、混合等工艺,污染机会增加,易使药物粉末溶解后出现小点、纤毛,以致可见异物和不溶性微粒检查不合格。为确保质量,应从原辅料的处理开始,严格控制环境洁净度,防止污染。

2.装量差异  装量差异的主要影响因素是药物粉末的流动性。药物的晶型、粒度、吸湿性、分装室内的相对湿度、粉末松密度等均会影响其流动性,从而影响装量差异。此外,选用设备的机械性能也会影响装量差异,应根据具体情况分析处理。

3.吸潮变质  瓶装无菌粉末有时会发生吸潮变质的现象。主要原因是由于铝盖轧封不严、胶塞的透气性、铝盖松动。因此,应对所用胶塞进行密封防潮性能测定,选择性能好的胶塞,同时采用铝盖轧紧后瓶口烫蜡等方法,防止水汽渗入。

4.无菌  产品生产过程采用无菌工艺,稍有不慎就可能造成局部染菌,而微生物在固体粉末中繁殖较慢,肉眼不易发现,危险性很大。因此,为了确保用药安全,层流净化装置应定期进行验证。

三、注射用冻干制品

(一)概述

  注射用冷冻干燥制品即冻干型粉针,是将药物制成无菌水溶液,进行无菌灌装,再经冷冻干燥,在无菌生产工艺条件下封口制成的固体状制剂。

  冻干制品具有以下优点。①可避免药品氧化或高热分解。②所得产品质地疏松,加水后能迅速溶解恢复药液原有特性。③含水量低,在1%~3%内,干燥在真空下进行,不易氧化,有利于产品长期贮藏。④产品微粒物质较少,污染机会少。⑤剂量准确,外观优良,避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。不足之处在于溶剂不能随意选择,需特殊设备,冻干过程时间长,成本较高。

  冻干制品的制备特殊之处在于采用冷冻干燥方法除去水。冷冻干燥是将药物溶液先在冻结成固体,然后再在一定得低温与真空条件下,将水分从冻结状态直接升华除去的一种干燥方法。

  冷冻干燥原理和设备详见项目四

(二)冻干粉针的分类

  根据冷冻干燥最终产品的不同成型方式,可将冻干粉针制剂按工艺流程分为:玻璃小瓶冻干制剂、托盘冻干制品以及注射器预灌装冻干制剂。

  1.玻璃小瓶冻干制剂  是先将药液灌装进西林瓶或安瓿后冻干制得。

  2.托盘冻干制品  是将药物经溶解、无菌过滤后注入广口托盘内冷冻干燥,将干燥品按无菌分装粉针剂的生产工艺制备,一般用于原料药的生产。

  3.预灌装注射器冻干制剂  是将冻干制剂和助溶剂,由密封材料隔断并组合在一起的制剂。使用时,推注射器使助溶剂进入冻干粉针剂的空间,并迅速溶解成为注射液的制剂。

  本节主要起玻璃小瓶冻干制剂工艺微粒进行介绍。

(三)冻干制品的工艺过程与操作要点

  冷冻干燥的工艺条件对保证产品质量非常重要,对于新产品采用冷冻干燥技术干燥时测定产品的低共熔点,将预冻温度控制在共晶点以下,以保证产品完全冻结。冷冻干

燥的工艺过程可以分为预冻、升华燥、解析干燥三个阶段。

  1.冻干前的操作  冻干前操作包括西林瓶的处理、胶塞的处理以及药液的配制、灌装等过程。考虑到无菌生产工艺的特殊性,药液灌装操作必须在A/B级区内进行。冻干粉针剂的灌装过程和小容量注射剂的要求一致,惟一不同在于灌装后进行半压塞,半压塞的产品在A级保护下或密封容器内转运至冻干机内。

  冻干制品所用胶塞与无菌分装制品所用胶塞形状不同,顶部为塞盖,中间为直径与瓶径配合很紧密的圆柱部,下部为带槽(或缺口)的支撑部。按其形态可以分为单叉型、双叉型、三叉型和四叉型。配液按注射剂的一般要求进行,需进行无菌过滤,然后分装进西林瓶,半压塞(即胶塞一半插入瓶口,胶塞上的孔道使内外相通,既可防止异物落入

又可使冷冻干燥时的水分升华出来),最后将玻瓶放入冻干机中。其制备应在A/B级洁净条件下进行。

  当药物剂量较小,自身体积不够大时,需添加适宜的填充剂增加容积,常用的填充剂有甘露醇、乳糖、右旋糖酐、山梨醇、明胶、牛白蛋白等。

  分装时溶液不宜过厚,一般厚度为1~50px,最多不超过容器的1/2,以利于冷冻干燥过程中水分的逸出,保证整个过程的顺利进行。

  2.冷冻干燥  冷冻干燥的过程详见项目四任务七。

  冻干终点可以采用温度法或压力测量法。温度法是制品温度与板温重合即达干燥终点。压力测量法是将干燥箱与冷凝器之间的阀门关闭一段时间,如果箱内压力没有变化,即表示干燥已到终点。冷冻干燥完毕,制品需在真空条件下进行箱内压塞,样品出箱后进行压盖。冻干周期一般在25~30小时之间。

(四)注射用冻干制品易出现的问题

  1.含水量偏高  装液量过多、干燥时热量供应不足、真空度不够、冷凝器温度偏高等,均可造成含水量偏高。可采用旋转冻干提高冻干效率或用其他相应措施解决。

  2.喷瓶  预冻温度偏低,产品冻结不实;升华时供热过快,局部过热,造成少量液体存在,在高真空时少量液体喷出而形成“喷瓶”。可采取降低预冻温度、同时降低加热温度和提高冻干箱真空度,控制产品温度低于共熔点。

  3.产品外形不饱满或萎缩  药液浓度太高,已干外壳结构致密内部水蒸气阻力过大,已升华的水蒸气未能及时抽走与表面已干层接触时间较长使其逐渐潮解,从而体积萎缩致外形不饱满。可在处方中加入填充剂如氯化钠、甘露醇或反复预冻升华,改善结晶状态与制品的通气性,使水蒸气顺利逸出,改善产品外观。

  4.可能是冻干前处理过程存在问题  应加强物流与工艺、人员流向和密集度控制,严格控制环境污染。

四、注射用无菌粉末的质量评价

  1.装量差异 注射用无菌粉末应检查装量差异,取供试品5瓶(支),除去标签、铝盖,容器外壁用乙醇擦净,干燥。开启时避免玻璃屑等异物落入容器内,分别迅速精密成定。倾出内容物,容器用水或乙醇洗净,在适宜条件下干燥后,再分别精密称定每一容器重量,求出每瓶装量与平均装量。

  2.不溶性微粒检查采用光阻法检查时,除另有规定外,每个供试品容器(份)中含10μm及10μm以上的微粒不得超过6000粒,含25μm及25μm以上的微粒不得超过600粒。采用显微计数法时,除另有规定外,每个供试品容器(份)中含10μm及10μm以上的微粒不得超过3000粒,含25μm及25μm以上的微粒不得超过300粒。具体参见《中国药典》不溶性微粒检查法(通则0903)。

           表6-4  注射用无菌粉末装量差异

平均重量或标示装量	装量差异限度
0.05g及0.05g以下	±15%
0.05g以上至0.15g	±10%
0.15g以上至0.05g	±7%
0.50g以上	±5%

    3.其他  其他检查项目用同小容量注射剂。

五、注射用无菌粉末实例

 例6-6 注射用盐酸阿糖胞苷

 【处方】盐酸阿糖胞苷500g,5%氢氧化钠溶液适量,注射用水加至1000ml。

  【制法】在无菌操作室内称取盐酸阿糖胞苷500g,置于适当无菌容器内,加无菌用水至950ml,搅拌使溶,加入5%氢氧化钠溶液调节pH6.3~6.7,补加灭菌注射用水至足量,然后加配制量的0.02%活性炭,搅拌5-10分钟,用无菌布氏漏斗铺二层灭菌滤纸过滤,再用经灭菌的G6号垂熔漏斗精滤,滤液检查合格后,分装于2ml安瓿中,低温为冷冻干燥约26小时后,无菌熔封即得。

  例6-7 注射用辅酶A

 【处方】注射用辅酶A56.1U,水解明胶5mg,甘露醇10mg,葡萄糖酸钙lmg,半胱胺酸0.5mg,注射用水适量。

 【制法】将上述各成分用适量注射用水溶解,无菌滤过,分装安瓿中,每瓶0.5ml,冷冻干燥,熔封,半成品质检、包装。

 【注解】(1)注射用辅酶A为主药,半胱氨酸为稳定剂,水解明胶、甘露醇、葡萄糖酸钙为填充剂。

 (2)辅酶A效价在冻干工艺中易损失,投料量应酌情增加。

 (3)复合辅酶A可以从生产细胞色素C的废液中提取,也可以制成冻干制品。

 (4)辅酶A为微黄色或白色粉末,具有典型的硫醇味,有引湿性、易溶于水、不溶于乙醚、乙醇和丙酮。易被氧化成无活性的二硫化物,故应在制剂中加稳定剂和赋形剂。