一次性生物工艺系统辐照灭菌怎么做？鸿博辐照给您验证指南

　　一次性生物工艺系统辐照灭菌怎么做？鸿博辐照给您验证指南！基于安全、时间和成本降低的好处，生物制药行业越来越多地实施一次性生物工艺制造系统。这些一次性系统用于处理或容纳从培养基、添加剂和缓冲液到散装中间体和最终配方的各种流体。在许多情况下，需要微生物控制或无菌来确保产品纯度和安全性。辐射灭菌是应用于一次性系统的微生物控制和灭菌的常用方法。验证辐射灭菌的标准方法在制药行业中并未得到广泛理解，制药行业历来依靠湿热（蒸汽）对不锈钢生物工艺系统进行灭菌。

　　在塑料工业协会(SPI)的赞助下，BPSA技术委员会成立了一个小组委员会来制定本指南，用于一次性生物工艺组件和系统的辐照和灭菌。

　　一.范围、目的和背景

　　范围：本指南旨在为应用于生物制药制造的一次性一次性生物工艺系统的微生物控制和灭菌提供伽马辐照的基本信息和一般建议。尽管电子束辐照与伽马辐照相似并遵循相同的标准，但由于其穿透能力有限，因此通常不用于一次性系统的微生物控制或灭菌，因此在本文件中不予考虑。

　　目的：BPSA辐照和灭菌小组委员会的目的是，本指南将

　　向读者介绍伽马辐照的基础知识以及减少或消除一次性一次性生物工艺系统生物负载的两种方法：微生物控制和灭菌验证。

　　让读者了解微生物控制和经过验证的灭菌之间的差异，区分每种方法适用于一次性生物制药制造的哪些地方，并就不同的生物制药制造工艺应用中哪些可能足够或需要做出明智的决定。总结通过伽马辐射验证保健产品灭菌的标准方法，这些方法被认为适用于生物制药行业的一次性系统。提供有关用于验证生物过程组件和系统的辐射灭菌的生物负载和无菌测试方法的建议。

　　背景：美国国家标准协会(ANSI)、医疗器械促进协会(AAMI)、国际标准化组织(ISO)等组织已经制定了通过辐照对保健产品进行灭菌验证的行业标准和ASTM国际（前身为美国测试与材料协会）。生物制药和生物技术药物行业的进步导致需要可直接纳入关键制造过程的预灭菌或微生物控制产品。最初，这些一次性产品的目标是小规模应用，例如实验室规模的药物开发和临床前研究。

　　二.伽马辐照的基础知识

　　伽马辐照是应用从放射性核素如钴60(60Co)和铯137(137Cs)同位素发射的电磁辐射（伽马射线）。伽马射线不受大多数材料的阻碍，可以穿透大多数一次性生物工艺系统组件。微生物因这种电离辐射对其核酸的损伤而失活。伽马射线也不会被材料保留，也不会留下残留的放射性。

　　伽马辐射剂量以千克(kGy)为单位测量，它量化了辐射的吸收能量。一格雷是一公斤物质吸收一焦耳的辐射能量（一千戈瑞=一焦耳/克）。≥8kGy的剂量通常足以消除低生物负载水平（参考文献2中的表9）。在生物负载水平升高的情况下（每单位>1,000个菌落形成单位或cfu），这可能发生在非常大的一次性系统中，可能需要更高的剂量才能达到无菌状态。

　　一般来说，25kGy可以达到无菌，无菌保证水平（SAL）为10-6。即使在生物负载水平升高的情况下，也可以以较低的无菌概率（例如，10-5或10-4的SAL）实现生物负载的减少。辐照过此类SAL的产品仍然是无菌的，但具有更高的非无菌概率，并且可能不符合保健产品灭菌行业标准中规定的经过验证的无菌声明的标准。

　　伽马辐照过程使用明确定义的操作参数来确保准确的剂量。在精心设计的辐照设施中，对于任何给定的材料密度，决定产品和微生物接受的辐射量的唯一变量是材料在辐射场内花费的时间。产品不暴露于热、湿、压力或真空中。伽马辐照产生的废物副产品最少，并且不需要对除气（如环氧乙烷气体灭菌）或常规生物反应性测试进行隔离。作为一种恒定且可预测的灭菌方法，伽马辐照在安全、时间和成本方面具有优势。

　　除了微生物灭活，伽马射线辐照还会引起聚合物分子的电离和激发（7）。随着时间的推移并取决于剂量，吸附的剂量会导致聚合物的物理或化学性质发生变化。尽管一些聚合物比其他聚合物对辐照引起的变化表现出更高的抵抗力，但所有聚合物都会在一定程度上受到影响。尽管微生物控制或灭菌需要25kGy的最小剂量，但实际应用的剂量通常在25-50kGy范围内。需要注意的是，辐射的吸收是累积的，并且一些可能有资格用于γ辐照的一次性生物工艺系统的聚合物可能无法承受超过50kGy的强度，并且随着时间的推移仍能保持其完整性。因此，应避免重复照射一次性系统或组件（8）。

　　三.微生物控制和灭菌

　　通过伽马辐照对保健产品进行灭菌的一般概念和协议可以直接应用于一次性生物工艺系统。这些行业标准要求验证灭菌过程的有效性和可重复性，基于平均生物负载的确定以及在最小辐射剂量暴露后系统的后续无菌测试。验证为无菌的系统还需要接受涉及生物负载和无菌测试的常规审核。第6节和第7节分别总结了伽马灭菌验证和应用于一次性生物工艺系统的标准程序。

　　将这些标准应用于小批量定制生产的生物工艺系统，特别是临床前或临床药物工艺开发过程中使用的原型系统，可能成本高昂且繁琐，并且可能需要重新验证最终生产设计的灭菌。作为无菌标签声明的替代方案，许多生物工艺系统可以简单地通过基于剂量测定的通常在25kGy范围内的辐照来充分微生物控制，并且可能不需要用于灭菌验证的标准方法。

　　最低25kGy灭菌剂量声明源于CharlesArtandi和WaltonVanWinkle在1959年进行的一项研究。作者确定了150多种不同微生物的“最低杀灭剂量”。作为他们研究的结论，他们选择了25kGy作为灭菌剂量，并指出“这[25kGy]比杀死最耐药微生物的最低剂量高40%”（9）。因此，将25kGy确定为适合灭菌的最小辐照剂量。当不需要经过验证的无菌声明时，这种25kGy的历史灭菌剂量也足以消除可行的生物负载并提供高水平的微生物控制。

　　在非无菌过程中应用时需要零或低生物负载的组件或系统不需要经过验证的无菌声明，并且可能被认定为微生物控制。以下部分旨在帮助读者确定经过验证的灭菌或更简单地说微生物控制是否合适。