清洁验证相关知识.docx
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清洁验证相关知识
清洁验证相关知识
1.清洗操作规程的要点
1.1. 拆卸
应在设备的清洁规程中规定一台设备需要拆卸的程度，大多数设备，如大容量注射剂的灌装机、固体制剂一步制粒机等在清洁前需要预先拆卸到一定程度，小针的灌装机则几乎可以说是完全拆卸。
应有书面的、内容清晰完整的拆卸指导，最好附有示意图，以使操作人员容易理解。
1.2. 预洗/检查
预洗的目的是除去大量的（可见的）残留产品或原料，为此后的清洁创造一个基本一致的起始条件。
由于清洁规程往往不是专用的，它需要适用于生产多种产品和浓度或剂量规格的通用设备，以简化管理及操作，因此需要进行预洗。
预洗的作用是确立一个相对一致的起始点，以提高随后各步操作的重现性。
预洗所用水质不必苛求，通常饮用水或经一定程序净化（如过滤）的饮用水已经足够，使用水管或手持高压喷枪以新鲜的流水冲洗设备以除去残留物。
对于残留物物理性质差异较大的情况，有的企业希望制定一份产品与预洗参数如水温、压力、时间等一一对应的对照表，由操作人员按实际产品选择参数。
这种方法在实施时并不十分理想。
由于操作人员的素质及习惯，从一大堆方案中去选择应当采用的方案反而容易造成差错，比较简单而切合实际的方法是让操作者检查是否还有可见的残留物，让他们持续喷洗设备直至可见残留物消失，以此作为预洗的终点。
因此操作者判断预洗完成与否的标准必须尽可能的明确，特别是应检查的部位。
例如可在规程中作出这样的规定，用热的饮用水持续喷淋机器的所有表面，使所有可见的残留颗粒消失，特别注意检查不易清洁的部位。
1.2清洗参数
清洗程序的操作参数（如清洁剂种类、浓度、接触时间、残留物的特性、污染条件），还包括清洗设备的特性，自动化的清洗路径，清洁环境的顺序，每步的流速，在投入使用前都需要确认。
清洁程序每一步均包含4个参数，分别是时间、动作、浓度及温度。
这四个参数是互相联系的，且会对清洁周期中的每一阶段的成功存在直接关系，比如通过对清洁剂的加热以提高去污能力。
作为清洁参数的变量需要确定，清洁参数的可接受范围作为清洁程序开发工作的一部分进行建立。
1.2.1. 时间
被定义为清洗步骤的时间的长短，在一个清洗步骤中，可以采用两种方式来进行定义和测量：
直接法与间接法，直接法时可使用作为控制系统中的计时器测量时间。
也可以通过间接法测量时间，例如在淋洗时，有时通过测量体积来代替测量时间，因为通过体积和流速可以确定时间。
对于最终淋洗水，普遍会增加测试要求，如电导率。
1.2.2. 动作
被定义为清洁剂的流体动作。
如浸泡，洗涤，冲击，湍流。
搅动能够提高清洁剂的有效性和清洁工艺的效果。
典型的手工清洗包括浸泡和擦洗，以达到清洁效果。
自动清洁程序通常采用冲击流或湍流作为清洁动作。
清洁程序需明确清洁动作。
流速是清洁剂和清洗水在流经设备时的重要参数，应该在清洁工艺的每个步骤中规定流速并进行确认。
喷淋装备要具有最大和最小流量的要求，管道的淋洗流速要确保形成湍流。
1.2.3. 清洁剂的浓度
直接影响清洁程序是否能够成功，化学清洗剂可以是浓缩型的稀释后使用。
清洁效果与清洁剂的浓度有关系，清洁剂使用太少可能达不到清洁效果，使用太多来自清洁剂的残留可能难以去除，并需要使用大量的淋洗。
通常，对于碱性清洁剂达到最佳清洁效果的方法可以是在搅拌状态下提高温度或延长湍流淋洗周期的时间。
化学清洗剂在采购和处置方面，均会产生不小的资金投入，因此确定正确的浓度以保证清洁效果是极为重要的。
清洁剂添加的自动系统，必须具有可重现性。
不管采用何种添加方式，确认清洁剂浓度有助于证实该方式的一致性。
对于自动清洁程序，电导率测试是最容易测试强碱或强酸清洁剂浓度的方式。
应能够通过清洁剂的化学组成在线测试出清洁剂浓度的异常变化，例如一些清洁剂添加系统以体积进行控制并采用电导率测试作为确认方法。
当电导率超出预设值时，就会报警，允许的范围需来自清洁程序开发的数据。
1.2.4. 温度
清洁程序中不同步骤的最佳温度范围会有所不同，初始清洁剂典型的温度为室温，目的是最大程度的去除变性或降解产物和最大程度的稀释产物。
清洁剂经过加热以提高效果，最终清洗水可通过高温以加快干燥速率和提高任何工艺及清洁剂残留的溶解性。
1
清洁验证主计划
所有验证活动应有计划，清洁验证计划的要求应在主计划或类似文件中规定和记录，药品生产清洁验证主计划的内容原则上可能是相同。
计划应描述职责、清洁验证计划和清洁验证的实施情况。
最好有一个详细的清洁验证主计划，该计划在整个厂区验证主计划中有所描述，清洁验证主计划可能包含所有内容。
还有一种方法是准备一个概述版的清洁验证主计划，再准备一个清洁验证执行或项目计划，详细说明清洁验证的要求。
应当定期审核和更新这些实际存在的文件，定期编写计划报告，总结计划执行过程中的重要活动。
计划应说明清洁验证程序的每个重要方面，主计划的构成及所需提供的适当细节取决于特定设施的实际操作，主计划的构成包括但不限于以下主题。
1.1 目的
清洁验证主计划有助于公司管理层了解验证活动所涉及时间、人员的安排，以及进行相关确认与验证活动的必要性，有助于验证团队成员了解各自的职责，此外让参与这个项目的人员以及检查人员能够从全局了解该工厂所使用的验证方法和所有的验证活动。
1.2 范围
清洁验证主计划包括验证的一般原则，可接受标准计算，分组（矩阵）和最差条件产品评估等方面的规定。
1.3 职责规定
对验证过程中各部门的职责进行详细规定与描述。
1.4产品与设备分组（矩阵）
和最差条件产品评估
通常情况下一条生产线会同时生产多个品种，每个品种由活性成分和辅料组成，在清洁验证中不必为所有残留物制定限度标准并一一检测，因为这是不切实际且没有必要的。
在一定意义上，清洁的过程是个溶解的过程，因此通常的做法是从各组分中确定最难清洁的物质，作为目标化合物即验证对象，目标化合物一般要考虑其特性，如：
o溶解性风险
o毒性、药理
o难于清洗，如对设备表面材质有一定附着力
o配方中包含难以清洗的油脂、色料或矫味剂的产品（颜色、香味与味道）
o生产量高的品种（生产频率高的产品相应的清洗频率高）
o清洗过程如果使用清洗剂，则其残留物也应视为标记物
o同一工序使用到的设备可能会有很多种，对于同一类型的设备，可以考虑对其分组并同时进行验证。
对于设备分组，以形式和功能为标准定义分组原则，对设计和功能相似，大小不同的设备可以分为一组。
1.5 残留限度的计算和可接受标准
o化学残留可接受限度
o清洁剂残留的确定
o微生物水平的确定
如何确定残留物限度是一个相当复杂的问题，企业应当根据其生产设备和产品的实际情况，制定科学合理的，能实现并能通过适当的方法检验的限度标准。
目前企业普遍接受的限度标准基于以下原则：
以目检为依据的限度；化学残留可接受限度；微生物残留可接受限度。
1.5.1. 以目检为依据的限度
目检要求不得有可见残留物，在每次清洗完后都要求进行检查并对检查结果进行记录，此项检查应该作为清洁验证接受限度的第一个接受标准。
1.5.2. 化学残留可接受限度
计算化学残留可接受限度有两种方法，生物活性限度（最低日剂量的1/1000）和浓度限度（10ppm）。
在考虑可接受残留限度时，综合考虑两种方法，选择最严格的标准作为清洁验证最终标准。
① 采用健康基础数据的可接受标准
在可以获得可接受日暴露水平（ADE）或允许日暴露量（PDE）值时，最大允许残留（MACO）应基于ADE计算。
MACO计算的原则是基于ADE/PDE值，计算允许从上一个产品带入下一个产品中的残留量。
根据以下公司计算ADE值或PDE值，将结果用于MACO值的计算：
ADE=NOAEL×BW/（UFc×MF×PK）
根据以下公式从ADE值计算MACO值：
MACO=ADEprevious×MBSnext/TDDnext
ADE----可接受日暴露水平
MACO----允许最大残留：
从上一产品带入下一产品的最大可接受量
BW----平均成人体重
UFc----组分不确定因子：
反映单个变量之间、不同品种差异、亚急性折算为急性外推、最低可见损害作用水平到无可见损害作用水平的推断，数据完整性等补偿因素的综合系数
MF----修正因子：
用于表达未被其它因子覆盖的不确定因素
MBSnext----下一产品的最小批量
TDDnext----下一产品的标准治疗日服用剂量
② 生物活性的可接受限度：
最低日治疗剂量的1/1000
根据药物的生物学活性数据---最低日治疗剂量（MTDD）确定残留物的限度是制药企业普遍采用的的方法。
一般取最低日治疗剂量1/1000为残留物限度，可以认为即使存在很大个体差异，该残留量也不会对人体产生药理反应。
因此高活性、敏感性的药物宜使用本法确定残留物限度。
一般表面计算公式如下：
L1/1000=MTDa/1000×Nb/MDDb×Sb
MTDa----清洗前产品最小日给药剂量中的活性成分含量
Nb----清洗后产品的批量
MDDb----清洗后产品的最大日给药剂量的活性成分含量
Sb----清洗后产品活性成分含量的百分比（%，W/W）
③ 浓度限度：
十万分之一（10ppm）
在下一个产品中的残留物数量级别应不超过十万分之一（10ppm），该限度依据分析方法客观能达到的能力而制定的，从控制微生物污染及热原污染角度上看，也比较安全。
一般除非是高活性、高敏感性的药品，该限度的安全性是足够的。
从残留物浓度限度可以推导出设备内表面的单位面积残留物浓度（表面残留物限度），假设残留物均匀分布在设备内表面上，在下批生产时全部溶解在产品中。
设备下批产品的生产批量为B（kg），因残留物浓度最高为10×10-6即10mg/kg，则残留物总量最大为10B（mg）；单位面积残留物的限度为残留物总量除以测量的与产品接触的内表面积，设设备总内表面积为SA（cm2），则表面残留物限度L=10B/SA（mg/cm2）。
为确保安全，一般应除以安全因子F，则L=10B/（SA×F）（mg/cm2）
计算接受残留限度需考虑的要素如下表
表2-9-1计算接受残留限度考虑因素
影响因素
最小日治疗剂量/毒性
溶解度
批量
最大日治疗剂量
接触产品的面积
难清洗位置
取样面积
清洗前产品
√
√
清洗后产品
√
√
设备
√
√
取样方法
√
清洗剂
√
√
1.5.3. 微生物限度
清洗的微生物验证可以和清洗的化学验证同步进行，微生物的特点是在一定环境条件下会迅速繁殖，数量急剧增加。
而且空气中存在的微生物能通过各种途径污染已清洁的设备。
设备清洗后存放的时间越长，被微生物污染的几率越大。
因此，企业应综合考虑其生产实际情况和需求，自行制定微生物污染水平控制的限度及清洗后到下次生产的最长贮存期限。
1.5.4. 残留溶剂的限度标准
药品生产和清洁中可能用到除水外的有机溶剂，ICH在《残留溶剂指南》中将溶剂分为3个级别。
⑴ 一类溶剂
因其具有不可接受的毒性或对环境造成公害，第一类溶剂在制药生产中不应该使用，如必须使用时按下表对残留进行控制，其名称如下表：
2-9-2第一类溶剂浓度限度
溶剂
浓度限度
（ppm）
备注
溶剂
浓度限度
（ppm）
备注
苯
1，2-二氯乙烷
1，1-二氯乙烯
2
5
8
致癌物
毒性
毒性
四氯化碳
1，1，1-三氯乙烷
4
1500
毒性及危害环境
危害环境
⑵ 二类溶剂
由于其毒性在制剂中应予限制，并严格限制允许的每日摄入量，其名称如下表：
2-9-3第二类溶剂浓度限度
溶剂
最大允许摄入量
mg/d
浓度限度
（ppm）
溶剂
最大允许摄入量
mg/d
浓度限度
（ppm）
乙腈
氯苯
氯仿
异丙基苯
环己烷
1,2-二氯乙烯
二氯甲烷
1,2-二甲氧基乙烷
N,N-二甲基乙酰胺
N,N-二甲基甲酰胺
1,4-二噁烷
2-乙氧基乙醇
乙二醇
甲酰胺
己烷
4.1
3.6
0.6
0.7
38.8
18.7
6.0
1.0
10.9
8.8
3.8
1.6
6.2
2.2
2.9
410
360
60
70
3880
1870
600
100
1090
880
380
160
620
220
290
甲醇
2-甲氧基乙醇
甲基丁基酮
甲基环己烷
甲基异丁基酮
N-甲基-吡咯烷酮
硝基甲烷
吡啶
环丁砜
四氢呋喃
四氢萘
甲苯
1,1,2-三氯乙烯
二甲苯
30.0
0.5
0.5
11.8
45
5.3
0.5
2.0
1.6
7.2
1.0
8.9
0.8
21.7
3000
50
50
1180
4500
530
50
200
160
720
100
890
80
2170
⑶ 第三类溶剂
第三类溶剂属于低毒，对人体危害很小，其名称如下表：
表2-9-4第三类溶剂浓度限度
乙酸
丙酮
苯甲醚
1-丁醇
2-丁醇
乙酸丁酯
叔丁基甲基醚
二甲基亚砜
乙醇
乙酸乙酯
乙醚
甲酸甲酯
甲酸
庚烷
乙酸异丁酯
乙酸异丙酯
乙酸甲酯
3-甲基-1-丁醇
甲基乙基酮
2-甲基-1-丙醇
戊烷
1-戊醇
1-丙醇
2-丙醇
乙酸丙酯
三乙胺
ICH《残留溶剂指南》规定，一类、二类溶剂仅在不可替代的情况下用于药品生产，但不能用作清洁剂。
在无法避免时，三类溶剂可作为清洁剂，其在下批生产中允许的溶剂残留浓度不应超过初始溶剂浓度的0.5%。
1.6 最难清洁部位和取样点
设备最难清洁部位一般是根据生产经验及风险评估进行确定，考虑到在线清洗无法覆盖的区域及手工清洗中无法拆卸的部件表面，另外对于设备中不同组成部分，使用到的不同材质，需要对其进行综合考虑，确认设备最难清洁部位。
确定最难清洁部位首先可以作为设备设计时的参考，其次能进一步确认清洁验证中取样点，但这个过程仅适用于淋洗法取样的方式。
1.7 清洁验证取样方法确认
清洁难清证取样方法确认可以参见2.9.5.2节取样方法验证。
1.8 清洁验证主计划其他内容还
包括不局限于以下内容包括不局限于如下内容
o清洁验证时间计划表
o清洁验证日常监测/维护要求
o参考文件
o附录
风险评估
风险评估贯穿于产品整个生命周期，同样适用于清洁验证过程，合理运用风险评估在清洁验证中能达到如下目的：
1.选出清洁验证目标产品，有效的减少清洁验证工作量，提高清洁验证的适用性；
2.选出合适的清洁剂，更加高效且节省成本的达到清洗目的；
3.选出合适的检测方法，如专属性与非专属性的方法分别适用于不同的工艺与设备；
4.选出取样点位置并选择合理的取样方法，从而更高效的开展清洁验证。
清洁和清洁验证可以从相关的工艺系统知识，污染物和设备清洁辅助系统中进行风险评估、确认。
这些系统要进行设计审核，然后根据相关的可接受标准确认，证明已经达到系统的相关要求。
在清洁验证执行的过程中，有很多影响清洁验证不成功的因素，每个因素都存在着不同的潜在的风险，必须对每个因素进行充分的分析、评估，确保清洁验证顺利地进行，下图用鱼骨图分析确认所有的影响因素。
图2-9-3风险评估鱼骨图
1 环境
环境因素对清洁验证的影响至关重要，一个良好的环境能够保证清洁验证顺利的进行。
环境因素严重影响着清洁验证过程中的微生物残留项目，不同级别的环境有不同的微生物和尘埃粒子要求，在进行清洁验证之前，必须确保HVAC的性能确认已完成，环境的温湿度已经符合要求。
特别是对清洁后的设备的储存条件，清洁后的设备必须储存在干燥的环境中，需要进行干净设备保留时间和脏设备保留时间的验证，而这两个时间验证主要是针对微生物残留限度，因为环境因素如不能被有效控制，必定导致清洁验证失败。
2 方法
清洁验证执行之前，必须完成与清洁验证相关的分析方法和取样方法验证以及所有相关设备的清洁SOP。
在设备清洁SOP中必须清楚的描述T.A.C.T（Temperature,Action,Concentration,Time）参数，确保清洁规程的可操作性。
3 人员
对于参与的清洁验证的相关人员，特别是与清洁验证相关设备清洁的操作人员，必须对相关的清洗规程进行严格的培训，保证设备清洗的一致性，必要时在清洁验证过程中可以采用不同的班组人员对设备进行清洗，从而证明清洁SOP的耐用性。
执行清洁验证的人员必须全部通过清洁验证方案的培训，在执行过程中，尽量选用有经验的人员，尤其是取样操作人员，必须通过回收率实验的培训，否则不能进行取样操作。
4 材料
为了使设备的清洗达到一定的洁净度，设备的清洗必须严格选用清洁剂和清洁工具，清洁剂必须采用成分单一和制药行业允许的清洁剂，而且在清洁验证执行的过程中要测定清洁剂残留，清洁工具一定要选择没有任何脱落物质的清洁工具，重要的清洁工具的变更可能导致清洁程序重新验证。
设备清洗所采用水的质量对于最终可接受标准的制定有着很大的影响，不同的水质清洁代表着不同的洁净要求，比如注射用水一般都是无菌制药厂房中进行，而纯化水对设备的清洁一般都在非无菌制药厂房中进行，所以最终清洁用水的质量好坏决定着清洁验证微生物限度制订原则。
药品生产过程中，每个公司的每个车间都会有很多品种和剂型药品，由于在清洁验证过程中，要耗费大量的人力和物力，我们不可能针对每个品种都要单独的进行清洁验证，为了降低成本和将复杂的清洁验证简单化，我们需要对车间所有的品种和剂型进行分组分类，从中选择最差条件的产品进行清洁验证。
5 测量
清洁验证过程中涉及的所有的设备的仪器仪表必须进行校准，确保获得数据的准确性。
考虑不同人员操作的差异性，取样操作应经过严格培训并能严格遵守规程的人员进行，同时为保证样品具有较好的重现性，取样操作应由完成回收率实验的人员进行操作。
棉签使用前用取样溶剂预先清洗，以防止纤维残留在取样位置表面。
不同材质的回收率实验在此方案进行前必须完成，应由同一人至少进行3次操作，应大于或等于50%，三次结果的RSD应不大于20%，为确保产品的安全性，在计算残留量时应以最低的回收值代入，即算得最大可能残留量。
对于不同材质的回收率结果进行对比，为最大程度地降低污染的风险，采取回收率最低的材质作为最终回收率。
6 设备
制药生产中每个公司有不同的剂型，每个剂型使用的设备也各不相同，又存在着不同的产品，在清洁验证的执行过程中，不可能对每个产品的设备链进行验证，如果一个公司某剂型的产品非常多，那么清洁验证周期会很长，浪费大量的人力和物力资源。
所以我们会根据产品使用的设备链和产品的相似性对设备链进行分组验证，对于同一类别的设备链，只需要选择最差条件设备链验证，只要最差条件设备链通过验证，那么其余的设备链也就不需要进行验证了，大大减轻了清洁验证的负担。
制药生产过程中，由于设备的种类非常多，每个设备都有不同的几何形状，所以设备取样点的选择是非常重要的，所选择的取样点必须有很强的代表性，最终取样点结果的合格证明该设备的清洗程序是适用的。
因为在清洁验证过程中主要的目的是证明上批产品的活性成分对下批产品没有造成污染，所以对于有些没有接触到活性成分的设备，我们可以适当地制定其测试项目，并不是所有的测试项目都是一成不变的。
清洁验证相关的分析方法
清洁验证相关的分析方法一般包括分析方法验证与取样方法验证，清洁验证中选择一个合适的分析方法是非常必要的，适当的分析方法应能够充分检测相关残留物。
可以从分析结果中得出什么结论也很重要（例如检测的是产品还是清洁剂，结果是否合格），检测结果决定了清洁方法是否可行或需要进一步改进。
本章讨论的内容是怎样选择一个合适的测试方法，包括适用性和化学与微生物测试方法的信息，以及测试方法的验证。
分析方法验证
1. 专属性
专属性是指其他物质存在干扰的情况下，被分析物能准确可靠检测的能力。
对于清洁验证来说，干扰物包括降解物、辅料、取样溶剂、取样棉签、清洁剂等干扰。
2. 准确度
准确度也称为真实度，指真实值或认可的参考值与测量值之间的相近程度，一般用回收率表示，综合回收率要求不低于75%，回收率的RSD要求不大于10%，将测定的回收率中最低值作为校正因子f，样品的测定结果除以校正因子表示样品的实际量。
3. 精密度
指在规定条件下对均质样品多次取样进行一系列检测结果的接近程度，精密度可从三个层次考查：
重复性、中间精密度、重现性，精密度考察应使用均质的、可信的样品，如果得不到，可人为配制样品溶液进行研究。
4. 线性
分析方法的线性是指在给定的范围内，检测结果与样品中被分析物的浓度（量）成比例关系的能力。
范围指能达到一定的准确度、精密度和线性，测试方法适用的试样中被测物的高、低限浓度或量。
5. 范围
分析方法的范围是指样品中被分析物的较高浓度和较低浓度的一个区间，并已证实在此区间内，该方法具有合适的准确性、精密度和线性。
浓度范围应达到残留物限度的50%~150%。
6. 检测限与定量限
检测限是指样品中的被分析物能被检测到的最低量，定量限是指能定量检测样品中被分析物的最低量。
检测限和定量限可采用直观评价和信噪比的方法，或者采用响应值的标准差和斜率的方法进行验证。
7. 耐用性
耐用性是指试验参数适当的发生细小改变时，测量保持不受影响的能力，可用于说明正常使用时的可靠性。
耐用性测试是在改变其分析参数的条件下，分析方法的适用性，以HPLC方法为例典型变化的参数如下：
流动相PH值变化
流动相组分变化
柱温和流速变化
8. 溶液稳定性
样品在分析前放置于一定的储存条件下，可能会发生降解和变化，在这些情况下，需要考察被分析物的稳定性。
使用同一份溶液，测定其预先选定的时间间隔里结果的差异，以此分析样品的稳定性。
9. 系统适用性
定量检测时应制备2份对照品，对照品一致性检查不大于5%，对照品的RSD不超过10%。
表1 检验方法中限度检查和定量检查需验证的参数
检查方法
参数
限度检查法
定量检查法
专属性
√
√
精密度
×
√
线性/范围
×
√
准确度
√
√
检测限和定量限
检测限验证
定量限验证
样品溶液的稳定性
√
√
系统适用性
√（一份标准品）
√（两份标准品作平行样）
取样回收率研究
取样回收率研究通常需要证明采用适当的分析方法和取样程序，可充分测量或量化设备表面的残留物。
这些研究为残留物测量的取样以及分析方法建立提供了科学依据。
它的目的是建立一个可重现的设备表面回收率。
以下探讨三种类型的取样回收率：
擦拭取样回收率，淋洗取样回收率以及“目检”回收率。
对于擦拭以及淋洗取样而言，回收率研究可以作为分析方法验证的一部分，或者一旦确定分析方法能够检测溶液中残留物，可单独进行研究。
取样回收率研究是实验室研究，需要不同被取样设备材质（如不锈钢、玻璃、PTFE以及EPDM）试样，并在上面涂布待检测残留物。
1. 擦拭法回收率
擦拭回收率研究中，将已知浓度的残留物溶液均匀涂布在材质试样上，自然晾干，采用一定的擦拭方法进行取样，选用合适的溶剂提取棉签上的残留，然后检测提取液中残留物的数量。
回收量与材质试样上的加入量之比就是取样百分回收率。
由于擦拭属于人工操作，通常每人需要重复三次回收率研究。
每个残留物和表面类型的组合至少需要两个人进行擦拭回收率研究。
研究建立的回收率可以
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