概述
藥學上的吹灌封工藝由塑膠容器的成型和無菌溶液灌裝系統組成，而塑膠容器的成型是採用吹模或真空成模將藥用級聚合物擠壓而成的。聚合物顆粒通過隔熱螺旋擠壓器連續地加人機器的料斗中。在擠壓器中聚合物經高溫（一般大於160°C) 高壓(350bar以上）被熔化。然後通過模圈和針形裝置擠出形成熔融聚合物兩端開口的軟管，稱為坯料。將它保存在無菌空氣中，無菌空氣由無油壓縮空氣通過無菌過濾器送人坯料的中心部位。坯料由坯料鉗固定在位置上，有些機器上坯料鉗也用來對其進行封底。模具裝置分成兩部分然後移動至坯料上方並靠近在其周圍。通過模型中的真空孔使其成模。成型的塑膠用熱刀片將連續擠出的坯料切斷，然後在模具和灌註上位來回移動。灌裝心軸由一套灌裝針尖組成，它們固定在保護性的層流中；在灌裝機器中這是很小的一個區域，通常在該區域送人無菌過濾空氣。當模具在層流下時，灌裝針放低進入部分成型容器的頸部，灌裝液注人容器完成灌裝。心軸隨後回到保護的層流中，容器由第二套模具裝置封口（頂封），使吹灌封系統中容器形成頸部並密封。整個周期只需幾秒鐘的時間，因此開口容器最小限度地暴露在周圍潔淨的房間或層流環境中。模具打開，從周圍多餘的聚合物中將灌裝好的容器取出來。然後去除多餘的聚合物（通常由特殊的剪下工具進行線上處理）。液體製品從儲料罐或容器送料進入吹灌封機器。在接納產品前要用適當的方法對產品流動的管路進行滅菌，產品用線上滅菌級過濾器進行過濾。通常產品流水線上無菌過濾不只一次。
灌裝環境
無菌吹灌封機器置於特定的潔淨區域中，粒徑0.5μm或更大（或相等）的顆粒等級在靜止狀態最低要求要達到
M5.5 (美國聯邦標準2 0 9 E )或更高。新一代的吹灌封機器可以在明顯降低的粒子水平環境中操作。局部灌裝環境或層流，要有更高的等級，粒徑0.5μm或更大的顆粒等級最低要達到M3.5 (美國聯邦標準209E)。
在機器靜止狀態下，總顆粒水平應該滿足所要求的規定並用雷射粒子計數器（或其他合適的裝置在規定的時間間隔內進行測量以表明一直能符合要求）。但是，操作中可存活的污染程度是重要的。對可存活的污染物進行微生物監測須與正常動態活動的常規生產一致。和傳統的無菌灌裝一樣，潔淨區域內的可存活的污染物應該用有效的常規清潔、消毒方案以及採用由經培訓人員的潔淨室操作來加以控制。吹灌封技術有其操作優越性，可以使潔淨區內的人員不必一直在場。但是，操作者需進入該區域啟動機器並在必要時做一些常規調整以維護機器。一些歐洲論壇要求，進人M5.5 (FS209E) 等級潔淨室穿著潔淨服的標準，同樣也適合較高等級潔淨室M3. 5 的要求。
基於以往的生產運算元據，應該建立和用檔案證明常規的微生物環境監測程式，以表明其能一直符合規定，同
時也對整個的趨勢進行監測。通常潔淨室的監測方法包括定量空氣監測和表面監測。對於提供與長時間操作（暴露時間長達4 h )有關的數據，用放置玻璃平板進行半定量空氣監測是有用的潔淨室內可存活污染物的推薦限度（非吹灌封方法所特有）。可以引用不同的指導原則，包括現行的美國藥典（U S P ) 和指導編號9 1 /356/EEC檔案（對藥品生產商和批發商的M A C 指導原則1997，附錄1 ) (表1)。應根據運算元據和技術指導原則規定警報和採取行動的級別。
表1 歐洲藥典和美國藥典對潔淨室微生物限度的指導原則
| 等級 | 氣流/（cfu/m³） | 放置平板/(cfu/4h) | 表面樣品/(cfu/55mm直徑平板) |
| 歐盟等級C | 100 | 50 | 25 |
| 美國藥典 | 20 | 沒有規定 | 10（地板） |
| 等級M5.5 | 5（其他表面） |
局部灌裝區層流也應該進行監測。雖然在操作時禁止進人這些區域（也是極其危險的），但仍然需要在靜態條件下（如在一批產品結束時）對可存活的和不可存活的污染物進行監測。在操作過程中安裝遠程控制手段來取樣也是可行的。
途徑
如上所述，對於無菌的吹灌封方法，容器的灌裝是在無菌過濾空氣的層流中進行的。但是，在容器製成和灌裝
之間有一段非常短的時間，此時，開口的容器以坯料的形式轉移到灌裝位置，恰好使容器暴露於潔淨室的環境中。因此，在這段移動的時間裡，就有可能使周圍環境中的污染物進人容器。在形成坯料過程中使用的空氣通常是無菌過濾空氣。如果不是這樣，非無菌空氣就可能在坯料形成時進人其中。在簡單的實際試驗中可以證明肉湯灌裝單元（總共超過44 0 0 0 )在高污染的環境中生產數日，其結果仍然是無菌的。為了達到在通常條件下產生的污染程度，可通過頻繁的人員活動來污染環境（儘管總體上增加了污染程度）。在用高濃度個體霧化的枯草桿菌孢子人工污染的環境中進行更多的控制研究，在研究中，環境達到一定污染程度，會導致肉湯灌裝單元的污染。所以在周圍環境污染程度為lcfu/m3 時，推斷結果是污染率應控制在4000000 中只有一個單位。
空氣污染物進人吹灌封容器屮的途徑可以用六氟化硫(sf6) 示蹤氣體進行研究[3]。在試驗中，將已知濃度的示蹤氣體釋放進人放有無菌吹灌封機器的潔淨室內。示蹤氣體的濃度在充滿吹灌封灌裝單元後進行測量。研究結論是局部層流空氣可有效地保護容器。雖然微生物污染物的沉降不是很有代表性，但也是吹灌封容器內一些房間空氣的決定性依據。因此，控制潔淨室環境污染是非常重要的。對於吹灌封大規模模擬（肉湯灌裝）的結果有效地證明了用經適當配置和驗證的機器，可以實現高度無菌。但是，為了保持高度無菌，在灌裝環境中控制微生物污染水平是重要的。
污染
正如用傳統的無菌灌裝一樣，為了符合製藥G M P 要求，在生產的所有環節減小污染是重要的。原料應該具有
髙質量並進行微生物污染檢測。產品生產過程中使用的水，應該是低生物負載和高純度的（雖然這種要求依賴於所生產的產品本身特性，但最好使用注射用水）。對於每批產品在不同的生產階段，應建立生物負載的測試方法和記錄。雖然這需視生產工藝而定，但至少應包括在任何滅菌過濾前對大量溶液的生物負載進行分析。應該限定非滅菌環境中大量溶液（通常在混合罐內）的最長使用時間，以防止生物負載增加而超過可接受的水平。此階段的生物負載檢測應該對持續階段最後的樣品進行取樣來獲得在最惡劣環境下的數據。
為了準備好生產機器，尤其是象現場清洗（CIP) 和線上蒸汽滅菌（S I P )等相關活動，吹灌封技術常常會導致相當長的機器停機時間。為了從完整性和外觀上可以讓人接受正確灌裝容量的藥物劑量，必須對機器進行初始調整以滿足連續生產。因此，一旦調試完成，就有利於進行大批量樣品的灌裝。在整個液體製備的所有階段，為了更容易保持低生物負載，常規方法是將大量產品用滅菌級過濾器過濾後放在已滅菌的容器中。這些已滅菌的溶液隨後就送料進人灌裝機，這樣不會使微生物水平升高。灌裝機上靠近灌裝點的部分需要更進一步的無菌過濾。可能會在進一步過濾前的灌裝階段裝一個取樣裝置。在長時間的批量生產中，這會在過濾最終階段前給出數據以確認產品的低(或零）生物負載。 吹灌封容器是用未加工過的高級聚合物粒子製成的，就容器的滅菌而言，已對擠壓工藝的破壞性進行了研究，在驗證部分對最近的研究結果進行了討論。聚合物粒子的生物負載試驗是為了建立生物負載的底線數據。如果加工存儲得當，未加工過的聚合物應該是低生物負載的。
設備維護與維持
為了在高度可信的無菌條件下生產無菌藥品，由有經驗的、經過培訓的、對技術和無菌操作完全了解的人員來操作設備是至關重要的。由於技術的特性，機器運行過程中操作者的干預是有限制的，但是，吹灌封機器很複雜，一些操作者在正常生產中必須時刻在場。為了弄清楚在批量生產中哪些活動是禁止的，哪些是允許的，必須用檔案清楚地規定出來。例如，如果發生像在滅菌產品通道或在與灌裝區域直接相鄰的區域內需立即修正的操作錯誤，通常都是被禁止的，因為它們會導致終止批量產品的生產，而像坯料和灌裝容量調整之類的操作屬於機器正常操作，是被允許的。雖然應該有為這些操作提供檔案證明的程式化方法，但它們可能是機械程式。根據對所生產產品可能產生的影響，應該對操作干預進行分類，只有那些對產品無菌性沒有危險的操作才能在操作中被允許。對於所有的機器，為了在最低限度的操作活動下使機器運行有效，吹灌封機器必須適當維護。應該有一套備有檔案證明的保護性維護程式，並應詳細說明與所有機器組成部分和相關係統以及服務進行維護相適的次數。維護應該保證所有活動部分充分潤滑（但不要過度），在常規間歇中將過量的潤滑劑除去以保持機器的清潔。活動部分之間的摩擦，尤其是軟管和固定管道部件，可能是吹灌封機器的一個問題，這樣會引起不希望有的粒子產生和裂縫，從而導致額外的維護和停機時間。在固定的時間間隔內應該對活動部件進行檢查以避免磨損，同時要檢查的還應包括更換常規的封條，新舊封條應一致。
冷卻系統是容器形成時不可缺少的部分，它用來冷卻模具。如果可以的話，也可以用來冷卻坯料。冷卻劑雖然不直接和產品通路接觸，但和容器靠得很近，機器維修需防止冷卻劑的泄漏。冷卻系統易受到微生物污染，通常應該將生物負載量保持可控範圍內。冷卻系統應該經常取樣
並測試生物負載量以始終滿足預先確定的標準。
吹灌封系統的驗證
無菌生產的吹灌封機器以及相關的設備應該用衛生的產品通路設計理念來建造，在生產線上用衛生閥以及最少
的管路連線以方便現場清洗和滅菌。
1 .現場清洗（CIP)
對於相關的所有無菌生產中的機器，所有與產品接觸的設備現場清洗是很必要的。這通常包括大容量的混合罐、輸送管和吹灌封機器本身，也可能會包括相關輸送管上固定的管道。進行現場清洗驗證以建立清洗生產設備的常規現場清洗方法，這樣可使隨後生產的產品污染物不超過預定的要求，這些污染物會改變產品的安全性、性質、質量和純度。通過在最差產品的生產後（由於其溶解度和活性很難將其清除到可接受水平內）進行清洗驗證來建立現場清洗工藝規程。現場清洗效果的判斷方法包括直接對與產品接觸的機器部件上的擦洗物的分析以及沖洗水的分析。當確定好擦洗部位後，需要考慮特定設備的設計需要，並且應該選擇那些最有可能存在問題的部位進行分析（如過濾器外罩或可能引起產品堵塞的部位）
2 .線上蒸汽滅菌（S1P)
在標準現場清洗後，無菌吹灌封機器需要進行線上蒸汽滅菌。線上蒸汽滅菌周期是通過設定在產品流路上固定
位置的熱電偶來進行常規測量的。進行線上蒸汽滅菌周期的驗證以證實在整個設備中達到了一致的滅菌溫度，保證系統能被有效地滅菌。對於常規使用位置驗證應該判別是否合適，或者證明固定探頭的位置是否正確。線上蒸汽滅菌的驗證一般需要額外的熱電偶和使用生物指示劑（適於濕熱滅菌）。測試位置應當包括易於接觸空氣以及冷凝截留的區域。系統精確的工程輪廓圖可有助於合適的測試部位的確定並為所選擇的測試部位提供檔案證明。
3. 無菌灌裝的合格條件
對無菌灌裝合格條件，標準的最合適的方法是用肉湯灌裝方法來確定（或培養基灌裝）。用這種方法，將液體微
生物培養基（通常是最大濃度的通用培養基，如色氨酸大豆肉湯）進行灌裝與培養。經過適當的培養後，可以檢查其是否受到污染。用這種方法，可以評價灌裝過程中的污染程度。對於吹灌封工藝的肉湯灌裝污染，沒有合適限定的、可以被直接轉換成可接收標準的無菌置信水平。儘管認為現代的無菌灌裝技術如吹灌封可以達到較高的無菌保證水平，而且用肉湯灌裝結果可以反映出來，並且應該是公認的、先進技術的可接受標準，但最普遍公認的、可接受標準是1/1000的無菌可信水平，雖然如此，但像吹灌封這樣的現代化無菌灌裝技術可以達到更高的無菌保證水平( S A L)。肉湯灌裝應該是證明新的吹灌封機器可使用的主要驗證項目，它在產品生產前進行，用來證明其能無菌加工(通常需要成功進行三次連續的肉湯灌裝），並且應該在之後規定的時間間隔內進行再驗證。
肉湯灌裝應該在能代表正常操作的條件下進行。如果與常規方法有差異，只能按挑戰更大的方法進行，而不是
更小的。由於吹灌封技術的自動化水平所限，肉湯灌裝時要通過外加手段來減少容器污染是極其困難的，因此，結果並不像其他自動化程度低的無菌生產工藝那樣可依賴操作人員進行操作調整。新設備應包括一些背景環境的監測數據。在肉湯批量灌裝過程中，獲得環境監測數據是很重要的，它可以以此來證明環境污染是否在正常水平。在始終具有比常規批量生產污染水平更低的環境中得到的肉湯灌裝結果的正確性才會受到懷疑。批量生產、存儲以及轉運應該根據常規工藝規程以及由相同操作員進行。機器應像往常那樣清洗和滅菌，儘管通常用過度滅菌周期來進行滅菌，但我們應該選擇部分滅菌（儘管仍然符合標準滅菌參數）來作為最差情況。吹灌封單元灌裝的肉湯一般要滿足所有產品可接受的標準，如灌裝體積、壁的厚度、容器完整度和外觀可接受度。在批量生產的開始階段必要的操作人員活動比在生產的其他階段有更多可爭論的操作。當機器安裝調試及一批產品正式開始生產時，常規生產的產品由於其灌裝體積、外觀以及其他缺陷常會被廢棄。但是，在肉湯灌裝時，為了證明開始階段的活動並沒有影響產品的無菌狀態，保留所有開始階段的樣品並進行培養是一種很好的習慣（除了泄漏的產品）。這些樣品應該與隨後符合可接受標準的樣品分開，並貼上相應的標籤，此外為了獲得更多信息，保留並培養那些肉湯灌裝過程中（排除泄漏產品）的不合格品可能是有用的。這些產品也應該與合格產品分開並各自貼簽。雖然這些樣品在正常生產中會被剔除，但這些樣品中發現的微生物污染可能預示著一個需要注意的問題。
像常規生產那樣，在肉湯灌裝過程中，操作人員的活動是必需的。但是，為了證明產品無菌不受影響，多餘的
一些活動可包括所有被允許的活動。這些干預措施應該是有計畫的並且要用檔案來證明。肉湯灌裝的頻率和數量必須明確規定。灌裝數量通常是根據檢測微生物污染可接受的低發生率的統計機率而定的。有關這方面已出版了表格[4]，但吹灌封操作者必須根據其特定設備、常規產品批量以及操作來決定肉湯灌裝的數量及頻率。對於高速吹灌封機器，灌裝常規產品批量超過100 000單位，與傳統無菌灌裝線相比，這樣的肉湯灌裝批量是相對較大的，也是既可行又合適的。肉湯灌裝單位的內表面應該完全潤濕，這樣可保證獲取肉湯中任何可能的污染。這通常在培養前或培養中，通過攪拌和倒置產品來達到完全潤濕。培養時間和溫度應使常規分離的大部分肉眼可見的微生物生長可以被檢測到。這可以用接種低濃度藥典規定的陽性對照來進行常規證明。我們期望通過另外的試驗來證
明，所選的培養時間和溫度會促進取自機器操作環境中的分離菌生長。製藥吹灌封操作者聯盟推薦培養條件為在
25〜32°C時培養14d。
1998年，製藥吹灌封操作者聯盟在調查時將不同吹灌封使用者的肉湯灌裝數據彙編成冊。這些結果以及較新的
數據可見表2。
表2 吹灌封系統肉湯灌裝數據
| 公司 | A | B | C | D | E | F |
| 灌裝總數/瓶 | 6462570 | 222900 | 2697496 | 1534626 | 1042254 | 31600 |
| 染菌總數/瓶 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 污染率/% | 0.0005 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
部分培養基的灌裝是整個生產批量，單個批量要灌成千上萬支樣品。除了表中的數字以外，1 500 0 0 0份樣品中只能有1瓶受到污染。很明顯，在通常情況下進行非常大量的肉湯灌裝是不切實際的，但是如果生產的是非防腐產品，在可行的條件下，批量產品後不對機器進行清洗和滅菌直接進行肉湯灌裝是一種好的方法。在培養基灌裝中假設其表現出高效性，那么可接受的標準就應該根據實際可達到的水平來定。在標準數量的肉湯灌裝中，灌裝產品發生任何污染都應該進行調查。在沒有找到原因的情況下，甚至是很低程度的污染，都應該考慮機器是否可重新開始使用。如果在灌裝機調整後（改變了滅菌產品的流路或改變了層流），可能對生產能力有所影響，那么也應該考慮機器是否可重新開始使用。
4. 吹灌封容器
吹灌封容器的形成是一個不可缺少的部分，它由藥用級未加工過的聚合物顆粒來製得。近期研究發現在用孢子
的高生物負載進行挑戰試驗時擠出過程有破壞性。測試孢子使用的是乾熱滅菌方法中的生物指示劑，枯草桿菌黑
色變種芽孢，它可以耐乾熱。用接種了不同水平（2X10〜2X 100000個孢子/g)的聚合物進行一系列肉湯灌裝，然
後將肉湯灌裝單位按常規進行培養（2 5 〜32°C，14d)。在接種高水平孢子的聚合物樣品中出現了污染。試驗證明了聚合物污染與產品污染的關係，產品污染不僅與聚合物的污染程度有關而且還與污染物對乾熱滅菌的耐受程度有關(以D 值來表示）。在與擠出過程相關的破壞性的充分證據下，研究也證明了顆粒中孢子的非活性。由於污染物與枯草桿菌孢子相比通常是不耐熱的，未加工過的藥用級聚合物顆粒常規生物負載試驗可以檢測到每克聚合物中只有較低的數量或沒有。使用吹灌封機器將擠出調整到擠出物操作溫度的下限進行詳細研究。因此，可以得出這樣的結論：由於擠出工藝中生物負載量明顯下降或失活，擠出工藝不易受到污染，這適於灌封容器的無菌成型。這一點可以通過常規肉湯灌裝數據得到進一步確認。
吹灌封容器的封口是自動進行的，灌裝後由頭模裝置封口，它可將坯料頂部封住。容器和封口的完整性通常在灌裝產品去除多餘塑膠（除邊）後，在灌裝環境之外通過手工或自動檢漏方法進行檢査。為了使產品泄漏最小，準確校正模具是很重要的。模子非常細小的錯位可能會造成生產樣品中極細小的裂縫，常規方法很難檢測到。因此，正確的定模是至關重要的，用仔細而有經驗的目檢常可容易地檢查出來。用細菌挑戰試驗可很有效地進行容器完整性試驗。用這種方法，無菌肉湯灌裝產品在含有高濃度細菌挑戰的緩衝液(沒有規定或指導原則對用哪種微生物有特殊規定，但使用廠家分離菌或像假單孢菌屬某些種相對小的微生物是合理的）中浸泡一段時（即24h)。然後將產品取出，培養，並檢査挑戰性微生物的生長。沒有生長說明藥瓶以及封口是完整的。雖然在常規條件下進行這種試驗不切實際，但這種方法很靈敏，可能是一種不經常使用的有效手段。
5. 過濾
對於產品和空氣的滅菌，在整個吹灌封過程中分別使用親水和親油滅菌級的過濾器。過濾器必須從經過認可的
供應商處購得，並且需要保證符合無菌級別過濾器的法規要求。通過認可就意味著對於過濾器表面在1x107 cfu/cm2最低濃度的缺陷短波單胞菌（A T C C 19146) 水溶液挑戰中，過濾器是完全具有細菌截留能力的。
脂溶性的過濾器不會直接與樣品接觸，進行單獨的標準細菌截留試驗就足夠了。但是，親水性過濾器與樣品直
接接觸時，對於每種樣品，都需要進行另外的驗證以證明所選擇的過濾器用於產品滅菌不會改變藥品的安全性、性質、劑量、質量和純度。為了證明特定的藥物類型進行細菌挑戰性試驗不會影響過濾器的有效性，親水性過濾器也要進行評價。通過細菌截留試驗驗證過濾器，這通常是由濾器生產廠家和吹灌封操作人員共同協商的，並且試驗需要特定的儀器。對於滅菌液體產品的生產，無菌的製藥吹灌封技術在正確操作和安裝下具有髙水平的無菌保證。
結論
隨著更多專業技術的發展，這項技術也在不斷地改進。然而，為了保持這項技術可達到的高標準，對可能的
容器污染途徑和減少這些污染途徑的系統操作的認識是很重要的。
參考資料：《製劑技術百科全書》第二版第二卷，科學出版社出版
