圖2 各種可由或不可由前進(jìn)流試驗或者泡點類完整性試驗檢測的重復(fù)使用過程中膜損壞。
 

重復(fù)使用的風(fēng)險
　　這里有一個案例研究強(qiáng)調(diào)了沒有進(jìn)行全重復(fù)使用工藝規(guī)模的驗證就重復(fù)使用除菌級過濾器的一個風(fēng)險事例。由于保密的原因，此處不涉及特定的工藝細(xì)節(jié)。某醫(yī)藥公司使用大面積的、打褶的除菌級膜式濾芯，用來過濾大批量無菌API抗生素及其溶劑，而所選擇的濾膜和此溶劑有限兼容。這個局限曾被認(rèn)為是可接受和無關(guān)緊要的。每次使用之后，過濾器先用水沖洗，然后堿液清洗。堿液再用水從過濾器上沖洗掉（去除程度未經(jīng)確認(rèn)或驗證）。過濾器接著進(jìn)行重復(fù)使用批次間的SIP。過濾器在每批次使用前后都進(jìn)行完整性試驗，而且在特定的最大重復(fù)使用次數(shù)內(nèi)一直通過了其推薦的檢測限值。每個過濾后批次的無菌檢測都是常規(guī)的，并且沒有產(chǎn)品的非無菌報告。為了增加過濾器完整性試驗和批式無菌試驗的信任度，藥物生產(chǎn)廠商對已達(dá)到規(guī)定最大重復(fù)使用壽命的過濾器進(jìn)行了細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗。在ASTM測定液體過濾膜式過濾器細(xì)菌截留率的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法的挑戰(zhàn)試驗條件下，證實了過濾器的細(xì)菌穿透。表明該使用過的過濾器已不再符合除菌級過濾器的定義（亦即當(dāng)挑戰(zhàn)水平>107cfμ/cm2有效過濾面積時，缺陷假單胞菌的截留率為100%）。
　　重復(fù)使用的過濾器細(xì)菌截留試驗失敗了，盡管事實上該過濾器通過了完整性測試，而該測試關(guān)聯(lián)于過濾器廠商在相似的挑戰(zhàn)試驗條件下對挑戰(zhàn)前未經(jīng)使用的過濾器進(jìn)行的100%的細(xì)菌截留。該研究得到了幾個重要的結(jié)果：首先，重復(fù)使用的過濾器仍然顯示出高度的細(xì)菌截留能力，但是不再能符合聲稱的100%缺陷假單胞菌截留率，也不再能符合法規(guī)的除菌級過濾器定義。第二，產(chǎn)品中受控的低生物負(fù)載，結(jié)合稍有降低但仍很明顯的過濾器截留特性，能夠有效阻止工藝過程中可檢測的細(xì)菌穿透，這一點已由成功的菌檢及不存在非無菌的產(chǎn)品所證明。第三，使用標(biāo)準(zhǔn)的過濾器完整性測試不能檢測出重復(fù)使用過程中的過濾器損壞。對那些相信過濾器完整性試驗可以檢測出任何大孔、滲漏、或影響除菌過濾性能的缺陷的人，這一結(jié)果看來是個反證。這些試驗如前進(jìn)流或泡點試驗的關(guān)聯(lián)性基于對新過濾器及那些有在過濾器生產(chǎn)、使用和安裝的過程中造成的實際損傷或缺陷的濾膜或濾芯進(jìn)行的細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗。過濾器廠商的細(xì)菌截留驗證和完整性試驗關(guān)聯(lián)性研究所用的過濾器不包括那些由于終端用戶重復(fù)使用工藝不兼容而損壞的過濾器。這些不兼容性可由未認(rèn)證、清洗、再次滅菌和重復(fù)使用而產(chǎn)生。
　　完整性試驗的局限
　　過濾膜一般被認(rèn)為是很多圓柱形毛細(xì)管，其中細(xì)菌截留僅由對大于膜上最大孔徑的細(xì)菌的尺寸攔截單獨控制。依照這個模型，泡點類試驗可以檢測膜上超標(biāo)大孔或者缺陷（亦即大孔，密封旁路）的存在，前進(jìn)流試驗可以提供流量的定量測量已證明沒有超標(biāo)大孔或者缺陷。然而，微孔濾膜對細(xì)菌的截留作用不單單是一種由小于細(xì)菌的毛細(xì)孔而產(chǎn)生的尺寸攔截功能。膜的其他性質(zhì)也對細(xì)菌的截留有貢獻(xiàn)，如多孔結(jié)構(gòu)的形狀和曲折性、膜的厚度（亦即從上游到下游穿過膜孔的流道長度）、可能發(fā)生在細(xì)菌和任何足夠容納細(xì)菌的大孔壁之間的吸附力等。前進(jìn)流和泡點試驗都不足以檢測出這些次要截留因素的改變。
　　這些條件的不良變化通常不會發(fā)生在經(jīng)適當(dāng)驗證的濾膜制造過程中，完整性試驗在檢測這些截留變化偏差上的局限沒有得到充分的重視。
　　通過對重復(fù)使用的打褶濾芯進(jìn)行故障分析，我們最終明確了過濾器細(xì)菌穿透的根本原因。多次重復(fù)使用中的損壞歸結(jié)于膜的化學(xué)降解，使得濾芯的褶型頂端變薄，如圖1所示。局部的化學(xué)損壞和褶型頂端變薄通常指示過濾器的局部干燥，在蒸汽流過褶型頂端的過程中，那些能夠在熱蒸汽條件下對濾膜造成化學(xué)腐蝕的流體組分會在這些部位富集。
　　此例中，膜厚度的局部降解歸因于在重復(fù)使用的SIP重復(fù)滅菌階段熱堿的作用。SIP之前殘留堿的存在是由于堿清洗劑的沖洗不充分，隨后滅菌前濾芯上水的蒸發(fā)引起在重復(fù)使用的SIP重復(fù)滅菌階段褶型頂端的堿濃度增加。褶型頂端殘留濃堿上的蒸汽使溫度的逐漸升高從而加速了上述部位膜表面的化學(xué)降解。局部區(qū)域膜厚度的降低足以能夠讓細(xì)菌穿透。然而，由于這種損壞并沒有穿過整個膜（沒有洞或者過大的孔），變薄的區(qū)域局限在褶型頂端很小的面積上，無論泡點試驗還是前進(jìn)流試驗沒有超過其各自的通過／失敗限值。
　　如圖2所示，泡點試驗只能檢測全厚度的大孔缺陷。前進(jìn)流擴(kuò)散流類試驗，原則上與膜厚度相關(guān)，但是不能檢測出此種情況下僅存在于褶型頂端有限的變薄區(qū)域。由于變薄區(qū)域并未提高前進(jìn)流量到超過試驗限值，所以不會被檢測到。
　　結(jié)論
　　法規(guī)并不鼓勵除菌過濾器的重復(fù)使用，特別是無菌的醫(yī)藥產(chǎn)品。經(jīng)過評估，除菌過濾器也許可以在某些情況下重復(fù)使用，但是重復(fù)使用必須得到驗證，即不會降低過濾器除菌性能或者濾出物質(zhì)量。除了基礎(chǔ)的滅菌驗證研究之外，依據(jù)PDA26號技術(shù)報告和FDA的無菌工藝指南的推薦內(nèi)容，多次重復(fù)使用除菌過濾器的驗證應(yīng)該包括對經(jīng)最大特定數(shù)目的清潔，重復(fù)滅菌，烘干和重復(fù)使用后過濾器的徹底檢驗。徹底檢驗的內(nèi)容包括細(xì)菌挑戰(zhàn)試驗和過濾器完整性試驗。這些試驗應(yīng)測試過濾器對工藝流體和重復(fù)使用條件的化學(xué)兼容性、在重復(fù)使用條件下完整性試驗的有效性及沖洗濾出液的化學(xué)分析，以確認(rèn)任何細(xì)菌析出物，產(chǎn)品或者清洗劑殘留物。
　　沒有適當(dāng)?shù)貙κ褂眠^的濾芯的細(xì)菌挑戰(zhàn)驗證試驗，不能僅靠完整性試驗來說明重復(fù)使用的過濾器的除菌性能。最后，在設(shè)計和確認(rèn)無菌過濾工藝時，使用者應(yīng)該認(rèn)真考慮風(fēng)險水平以及除菌過濾器的滿意使用中所含的驗證費用，并與過濾器重復(fù)使用得到的表面經(jīng)濟(jì)效益相比較。
　　清洗濾芯
　　清洗過程是比簡單地沖洗和重復(fù)使用更為復(fù)雜的問題。清洗過程指的是去除源自整個系統(tǒng)包括所有的管道、儲罐、閥門和過濾器的前批次殘留物。最終的沖洗步驟完成之后，注射用水（WFI）沖洗（或者純?nèi)軇_洗）須由驗證過的分析方法證明該系統(tǒng)達(dá)到一個預(yù)設(shè)的潔凈度。如果使用了在線清洗材料，也必須將其完全地沖洗掉。記住清洗過程可能會將上游儲罐和管路中的物質(zhì)過濾并留在過濾器中。這種截留物能析出到下一批次產(chǎn)品中。開發(fā)和驗證一個合適的清洗方法是每一位使用者的責(zé)任。使用者應(yīng)該就將用到的清洗方法的合適性向過濾器廠商咨詢。針對液體過濾器的CIP，還有幾點需要考慮：
　　某些過程流體可以為細(xì)菌提供養(yǎng)分，將導(dǎo)致作為截留細(xì)菌降解副產(chǎn)物的過濾器上熱原細(xì)菌內(nèi)毒素。內(nèi)毒素的含量必須保持在低水平。因此，可生長細(xì)菌流體從一個產(chǎn)品周期傳遞到下一個周期是有問題的。
　　過濾器一旦有任何可察覺的堵塞時（亦即,低流速或者高壓差），流體不易流過堵塞的濾孔，因此阻礙了清洗溶液到達(dá)該堵塞點。
　　清洗流體優(yōu)先流過較干凈的流道，而“較臟”的堵塞路段事實上沒有受到作用。
　　一些產(chǎn)品殘留和清洗劑組分總會或多或少存在于過濾器內(nèi)。對于殘留的可濾去物質(zhì)，任何清洗過程都需要有一個可以接受的殘留可析出物限度，而該物質(zhì)的檢測也需要一個既定的經(jīng)驗證的方法。
　　制藥領(lǐng)域過濾器的清洗和重復(fù)使用的困難大小將基于下述因素的大?。?br /> 　　進(jìn)料液細(xì)菌生物負(fù)載的水平；
　　產(chǎn)品支持細(xì)菌生長的活性；
　　過濾器堵塞狀況；
　　產(chǎn)品、產(chǎn)品組分或者副產(chǎn)物的生物活性；
　　產(chǎn)品、產(chǎn)品組分或者副產(chǎn)物的耐溶解性；
　　產(chǎn)品、產(chǎn)品組分或者副產(chǎn)物對過濾器材料的粘著性；
　　選擇一種產(chǎn)品適合的無菌或者抑菌的過濾器存儲方法的難度。
　　這些風(fēng)險正好闡述了人們使用一次性過濾器的原因。通常，考慮到這些風(fēng)險時，藥物產(chǎn)品和過程流體要明顯比過濾器更加貴重，產(chǎn)品質(zhì)量和患者安全的風(fēng)險太大以致過濾器的重復(fù)使用失去了吸引力。