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参考资料
过滤器厂家验证指南
PDA TR 26 2008版
Standard Test Method ASTM F838-83 ，1993
什么是除菌级过滤器
定义-金标准
当用1.0 x 107/cm2有效过滤面积的缺陷型假单胞杆菌（Brevundimonas Diminuta,ATCC 19146）作挑战性试验，过滤液为无菌时被认为是除菌级过滤器。
除菌级过滤器是功能定义，与标称孔径无关，即标称孔径0.2μm的滤器不一定是除菌级过滤器
什么是完整性测试
完整性指的是过滤器（滤膜：除菌功能作用+滤壳：支撑、保护作用）能否达到除菌效果功能的情况，完整性合格意味着过滤器除菌效果可靠
完整性测试的是系统的完整性，不单单指滤芯，主要看管路的连接情况
为什么要做完整性测试
- 终极目的：获得可靠的无菌保障，而非获得一个通过测试的结果
- 避免使用有缺陷的滤器对产品造成损害
- 确保选择正确的过滤器孔径
- 验证过滤器使用前（开包装、SIP/高压灭菌）和使用后（产品放行要求）的完整性
- 检测是否存在系统泄露（钢壳、O形圈、管道等）
- 满足法规要求
什么时候做完整性测试
各国关于完整性测试的规定（指药液过滤的滤芯）
| 使用前完整性测试 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 灭菌前 | 灭菌后 | 使用后完整性测试 | ||
| 欧盟 | 法规 | 不需要 | 强制要求 | 强制要求 |
| WHO | 法规 | 不需要 | 强制要求 | 强制要求 |
| 日本 | 法规 | 不需要 | 强制要求 | 强制要求 |
| 美国 | 法规 | 可选（基于风险控制） | 可选（基于风险控制） | 强制要求 |
| 美国 | 指导原则 | 可选（基于风险控制） | 可选（基于风险控制） | 强制要求 |
| 中国 | 法规 | 未提及 | 未提及 | 强制要求 |
| 中国 | 指导原则 | 可选（基于风险控制） | 可选（基于风险控制） | 强制要求 |
| 韩国 | 法规 | 强制要求 | 强制要求 | 强制要求 |
| 印度 | 法规 | 强制要求 | 强制要求 | 强制要求 |
中国一般离线的是在灭菌前+使用后，在线的是灭菌后+使用后
完整性测试的方法
破环性完整性测试
细菌挑战试验（BCT，Bacteria Challenge Test）
一般由滤芯生产厂家进行
做完细菌挑战试验后，滤芯内部存在大量被拦截的细菌，难以清洁，不能继续使用，故称为破环性的方法
非破坏性完整性测试
BCT是能准确测出滤芯完整性，但也破环了滤芯，不能再次投入使用，故需要非破坏性的完整性测试方法
理论基础-与破环性方法的关联性
非破坏性完整性测试的结果是与过滤器细菌挑战试验数据相关联的
基于毛细管测试
起泡点法（Bubble Point）、挤水法（HydroCorr）、水压法（Corrtest）
基于扩散流测试
扩散流法（Diffusion）、前进流（Forward Flow）、压力保持（Pressure hold）
起泡点
起泡点与BCT有直接的关联
扩散流和其他测试
扩散流和其他测试有“通过，不通过”的关联？？？？
扩散流测试（DFT）
定义
气体每分钟通过膜孔液体的分子流，是膜下游气体扩散速度（ml/min）
原理
基于溶解-扩散模型，在润湿滤膜上游施加低于起泡点的恒定压力（一般为气泡点的80%或者2500mbar）的作用下，上游气体在润湿滤膜的液体上溶解、扩散到下游，气体流出。
计算公式
影响因素
温度：温度越高，分子扩散效应越强，扩散流变大
膜孔：膜孔越大，分子扩散速度越快，扩散流变大
膜面积：膜面积越大，气液接触面积越大，单位扩散速率不变的情况下，扩散流变大
压差：压差越大，气体扩散速率变快，扩散流变大
溶解度：溶解度越高，气体在液体中浓度约高，扩散到下游的速率边快，扩散流变大
滤膜厚度：滤膜厚度越小，气体扩散路径变短，扩散流变大
适用范围
一般适用于有效过滤面积较大（≥150cm2）的滤器，过滤面积小了，扩散流太小了很难测出来。
手动测试的方法
起泡点测试（BP）
定义
将润湿液体压出微孔滤膜上最大孔径时的应的压力值
原理
在润湿滤膜上游不断提高压力，当压力达到一定的值时，液体被压出滤膜，下游气体流量突然增大
计算公式
影响因素
温度：温度越高，分子扩散效应越强，泡点变小
膜孔：膜孔越大，分子扩散速度越快，泡点变小
膜材质和润湿液体：决定了表面张力和润湿角
泡点值的大小取决于滤膜最大孔的孔径大小
不同液体润湿条件下的起泡点值不一样，一般厂家提供的是水润湿的，如果需要药液润湿的数据，需要过滤器厂家进行验证，提供报告
适用范围
膜面积小（＜2000cm2）的，如膜片，小型一次性碟式过滤器
膜面积变大，扩散流变大，极端情况下当膜面积达到一定程度之后，有可能扩散流会大于起泡点了
手动测试的方法
起泡点和扩散流的比较
疏水滤芯完整性测试
疏水滤芯进行完整性测试一定要与滤芯厂家要方法和标准，还跟完整性测试仪厂家相关，如果滤芯与完整性测试仪厂家不一样，一定要注意！！！
起泡点测试（异丙醇/水）
传统测试方法采用醇类或者醇水混合物等有机溶剂（60%IPA）作为润湿液。然后进行泡点或者扩散流测试。
缺点
破坏滤膜的疏水性
安全性问题（防爆）
只能灭菌前检测
污染滤芯，测试后需要清洗
不能检测膜的疏水性
只能离线检测，不能确定滤器安装是否正确
水侵入测试（WIT，Water Intrusion Test）
定义
原理
测量水在特定压力下侵入到疏水滤膜的速度
计算公式
WIT （ml/10min）= Δp × Vnet ÷（Pabs×t）
- Δp：压力差，mbar
- Vnet：上游压缩气体净容积，ml
- Pabs：绝对测试压力，通常为3500mbar ？？？
- t：测试时间，10min
影响因素
- 孔越小，侵入越少
- 最大的侵入发生在最大的孔
- 如果孔太大，水就会穿透过去
特点
- 以水为介质
- 高安全性
- 无污染物
- 测试在低于水穿透点的压力下进行
适用范围
疏水滤芯
手动测试的方法
WFT（Water Flow Test）
WFT（ml/min） = Δp × Vnet ÷（Pref×t）
- Δp：压力差，mbar
- Vnet：压缩气体净容积，ml
- Pref：相对测试压力，1000mbar
- t：测试时间，min
WFT和WIT转换关系：WIT = WFT × Pabs/Pref = 3.5WFT
HydroCorr Test（密理博）
密理博开发的
原理：
膜被挤压
在最初的稳定后，对于完整膜来说，水流是非常小的
HydroCorr Test与WFT非常相似
压力衰减测试（保压）
原理
压力衰减是在恒定的温度和特定初始压力下，由于气体分子扩散出膜上游空腔造成的压力降低
计算公式
影响因素
- 扩散作用
- 上游体积
- 大气压
手动测试的方法
- 先测定上游体积
- 然后测定压力降
- 压力降低不得超过最大允许值
多芯过滤器完整性测试
实例
洗瓶机循环水滤芯（一般3芯）
问题
耗时长
拆下来一个一个滤芯测试？时间长，而且没有办法测多芯系统的完整性测试
假结果
使用扩散流相加？比如有一个5芯滤器，单个滤芯的最大扩散流为50ml/min，5芯最大扩散流则为250ml/ml，极端例子，如果1#~4#滤芯的扩散流为10ml/min，5#滤芯扩散流为60ml/min，总扩散流为100ml/min，小于250ml/min，显示合格，但实际上5#滤芯扩散流不合格
扩散流和泡点联合测试
与厂家联系，协助计算标准
完整性测试方法的选择
| 膜/系统类型 | 测试方法 | |||
|---|---|---|---|---|
| 亲水性膜 | 扩散流 | 起泡点 | 联合测试 | WIT/WFT |
| 单层膜 | +++ | +++ | see syst. config. |
N/A |
| 非对称性双层膜 | +++ | +++ | see syst. config. |
N/A |
| 对称性双层膜 | +++ | + | N/A | N/A |
| 疏水性膜 | ||||
| 单层膜 | ++ | ++ | see syst. config. |
+++ |
| 对称性双层膜 | ++ | + | see syst. config. |
++ |
| 系统结构 | ||||
| 小面积膜（＜150cm2） | N/A | +++ | N/A | N/A |
| 单芯系统 | +++ | +++ | ！ | +++ |
| 多芯系统 | + | ++ | +++ | ++ |
完整性测试失败后的处理
完整性测试失败并非意味着过滤器有缺陷/破损
过滤器完整性测试失败时，可根据PDA TR 26的分析决策树进行调查分析
失败原因
测试方法不正确
-
完整性测试方法不正确
-
检测参数不正确
-
测试仪没有校验
系统安装不密封
-
测试系统泄露
-
滤芯没有正确安装
-
设备没有正确连接
温度影响（影响较大）
- 灭菌后，冷却时间不够
- 碰到外壳
- 加热完整性测试仪
- 环境温度变化
- 膨胀及压缩
滤芯润湿不充分（最常见的原因）
加强润湿
-
延长时间
-
提高压力（使用背压） 滤芯上下游的压差仍为0.3bar，但上游和下游压力一起升高，最常用的方法是提高上游压力，然后在下游安装阀门，根据阀门开度调节压力
-
提高温度
-
用酒精润湿
-
用动态冲洗取代静态浸透
-
使用低表面张力的润湿介质（60%IPA）进行润湿，如果仍然失败则可判断过滤器未通过过滤器完整性
失败节点
使用前
可使用相应措施进行加强润湿或者拆装过滤器，实在不行更换滤芯
使用后
由于过滤后的完整性测试需要评价的是过滤时过滤器系统的完整性，所以在过滤后完整性测试不合格时，要注意一定不要拆装过滤器，避免完整性测试评价的过滤器系统状态不一致，导致无法评估除菌过滤的无菌保障水平
测试不合格需要进行偏差处理
自动化完整性测试仪
完整性测试仪的原理上分2中，一种是监测压力计算流量，一种是直接监测流量
监测压力计算流量
理想气体定律
PV = nRT
- P：压力
- V：体积
- n：气体分子数
- R：气体常数
- T：温度
关键点：在密闭系统内，压力直接与气体分子数有关
监测原理
在完整性测试中，气体流失的原因是扩散和穿孔后的流失，上游气体分子越少，压力越低，在其他参数保持稳定的状况下，压力改变可以确定气体的流速
监测压力变化、监测流量变化