药企怎样保证包装密封性的可持续合规——关于顶空氧，残氧监测可能被发补的问题分析以及成功案例分析

背    景

全球的监管机构越来越重视药企是否改进操作，以确保无菌产品的容器密封完整性以及产品全生命周期的质量检测。像FDA的USP1207，新版EU Annex1都在法规中提出了很多新的CCIT的要求及建议，这种趋势也会逐步影响到全球的其他地区。

针对最近接到的几起对充氮药品要求进行顶空氧及残氧分析相关的被发补的内容，我们根据工艺流程做了梳理分析以及案例研究，做了此次分享。众寻（众林实验室）在包装密封性研究方面有很丰富的经验，如果有相关问题，欢迎大家共同探讨。

 

问题探讨

有些药品对氧敏感，因此需要在无氧或低氧环境下灌装。在灌装过程中经常监测顶空氧水平，作为净化系统的过程中控制(IPC)，用于使顶空氧水平低于所需的规格，同时对顶空氧的监测也是产品全生命周期需要做的事情。

风险点1：质量源于设计(QbD)是药品开发的指导方针。所以首先充氮工艺被建议纳入工艺描述。这就要求在包装工艺中加入充氮过程的SOP，并且要对整个包装工艺设计的合理性进行验证，确定包装过程中的各项参数设置的是否合理。这就需要结合对成品以及产品全生命周期进行顶空气体残氧量分析和包装密封性测试（CCIT）来验证。其中激光顶空气体分析法是利用激光光谱学直接量化密封无菌包装内的气体浓度，是USP1207推荐的确定性无损检测法。 

 
风险点2：请提供本品生产过程中溶氧量和残氧量的检测方法，并提供必要的方法学验证资料，在方法开发中有几点是很重要的考量的范围:
    •测试产品生命周期的哪个阶段?
    •哪种类型的缺陷发生风险最高？
    •泄漏检测灵敏度要求是多少?
   •产品配方是否会影响CCI的测试?
    •包装或产品是否受测试方法的影响?
首先选择测试溶氧和残氧的检测方法，参考《中国药典》9 1 0 1 分析方法验证指导原则、USP1207、《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》、《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（试行）》等相关指导原则，残氧检测方法有1）电化学；2）氧化锆；3）荧光法；4）激光法。溶氧测试方法有1）化学滴定法和电极探头法；2）荧光法；常规技术如电化学等方法，是有效但缓慢的，且具有破坏性。激光顶空测试方法是确定性和可分析性的检测方法，因而可以稳健地开发和验证。
  方法学验证需要说明的几点如下：
  1）线性与范围试验
  2）检测限试验
  3）定量限试验
  4）准确度试验
  5）重复性试验
  6）中间精密度试验
  7）专属性试验
  8）耐用性试验

 

风险点3：结合参比制剂实际情况（效期末的残氧量），参考USP1207及《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（试行）》等合理设计实验，结合包装材质（硬质容器）根据顶空气体（组成是否存在变化）对产品质量的影响情况以及本品在其生命周期中可能暴露的环境等确定最大允许泄露限度，特别注意阳性对照样品孔径设置的合理性及对检测方法灵敏度的考察。

最大允许泄露限度MALL（Maximum Allowable Leakage Limit）可参照USP1207：刚性包装上直径约0.1微米的孔径液体泄漏风险很小，直径0.3微米的孔径会有微生物侵入的风险。产品刚性包装可采用的MALL为6x10-6mabr·L/s，相当于直径介于0.1~0.3微米的孔。

参考 USP1207，多数情况下包装产品的MALL尚未明确（如柔性包装材料或具有复杂冗长的密封接口的包装），或方法的检测限显著高于MALL时，此时就需要采用2种方法（其中一种推荐微生物挑战法），进行比较研究。USP1207.2 的“检漏测试技术”中，对微生物挑战法的测试灵敏度描述为第 4 级（>5~10µm），确定性方法（如真空衰减和高压放电）的灵敏度描述为3级（＞1~5μm）。因此阳性对照样品孔径可设置多个孔径（如2、3、5、10微米）对检测方法灵敏度进行考察。

 

风险点4：商业化生产采用的密封性检查方法应经过规范验证，测试频次应基于对所用容器和密封系统的知识与经验，结合相关指导原则指定合理科学的取样计划和取样量。

商业化生产可参考药品《GMP指南：无菌药品》15无菌检查，一般注射剂批出厂产品最少检验数量2 % 或20个（取较少者），大容量注射剂2 %或10个（取较少者）。

另外稳定性试验可参考《中国药典》9 0 0 1 原料药物与制剂稳定性试验指导原则，和《中国药典》9 4 0 2 生物制品稳定性试验指导原则。

 

案例分析

顶空分析在产品稳定性研究中的应用

在12个月内监测三种不同填充水平(1级=低级、2级=中级，3级=高级)的注射器产品样品的顶空氧。产品样品中氧的初始水平较低。在灌装过程中,采用氮气覆盖层填充顶空,以保护制剂不被空气降解。
结果(下图表格)显示6个月后顶空氧含量增加。这可以通过空气渗透到产品注射器中来解释,导致氧气进入顶空。最初,氧气被产品消耗,但当配方被氧气饱和时,它开始降解,氧气消耗不再跟上注射器的渗透速率。顶空氧水平随后开始上升(注意,在较低的灌装水时会出现饱和值,而高灌装水平不会出现饱和)。

 

 

结    论

稳定性硏究表眀,灌装水平较低(产品较少)的注射器样品的顶空氧增加较快。如果注射器中的产品较少,氧饱和度会发生得更快,顶空氧水平会更快上升,最终导致产品变色。本研究表明,可以通过优化配方或者改进包裝来延长产品的保质期,从而在保质期内为气体渗透提供更好的阻隔。

 

    分    享       

众寻（众林实验室）在包装密封性（CCIT)研究方面有很丰富的经验，掌握了很多被法规推荐的先进的检测方法，并有独立的实验室，配备先进的检测设备以及专业的技术人员。做过很多CCIT的成功案例，帮助众多药企顺利通过审核，众林敬待您的垂询！

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