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梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司

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制药用水中会有菌(微生物)吗?
发布时间:2019-11-28        浏览次数:193        返回列表
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水是生命之源,人类的生产生活都离不开水,饮用水质量的好坏与健康息息相关;而在制药领域,水是制药生产中用量大、使用广的一种原料,它是保证药品质量的关键要素,制药用水是否达标,对药企至关重要。 那在制药过程中,如何判断水质是否达标?


在药品生产工艺中,制药用水包含饮用水、纯化水、注射用水、灭菌注射用水;据中国药典规定,饮用水不能直接用于制剂制备或试验用水,制药用水生产必须配备完整的制药用水系统,且制药用水的制备需从生产设计、材质选择、制备过程、贮存、分配、使用等均应符合生产质量管理规范的要求。

通常,制药客户表示:“我们使用蒸馏法制注射用水,在水系统里不可能有菌(微生物)”。


事实真的如此吗?

 

No.1 微生物无处不在

In wine there is wisdom,

in beer there is freedom,

in water there is bacteria.
 


美国奠基者本杰明·富兰克林有一句脍炙人口的名言, 意思是“在葡萄酒中能找到智慧,在啤酒中能找到自由,在水中会找到微生物。”只要是真实存在的环境,都存在微生物,我们能做的只有控制它们。

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1 本杰明·富兰克林

 
而在理论上,蒸馏法制注射水的工艺可以杀灭微生物,但因工程设计、管道材料、表面粗糙度、死角、取样点、连接转角、垫圈及其他因素,微生物会滋生并形成让我们头疼的生物膜。

 
生物膜在空间上是三维立体的结构,在低剪切,低流速的环境中由分散的微生物构成。

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2:生物膜的形成和扩散机制

 
在水系统这种高流速、高剪切力的环境下,生物膜为适应生存环境会变得更加“执着”,附着力会更强;而在清洗消毒过程中,不论使用热水、化学试剂还是机械擦除的方式,除去一些附着力不强的微生物会脱离膜体被冲刷外,生物膜很难根除。

 

 

No.2 什么是生物膜?

 

 
生物膜是一种疏水性膜,类似于平时用的聚四氟乙烯(PTFE)膜材,这类特性决定了高温水只能伤其表面,没法进入其中,大大降低了热消毒的效果。

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3:生物膜表面的疏水性

如果水系统中的流速较快,则水系统中的悬浮微生物相对来说就会降低,从而让生物膜暴露在更多的营养环境下,进一步促进生物膜的生长。

另外,生物膜是一类复杂的微生物聚集体,它会分泌一类胞外聚合物(EPS,这种物质像是一个信号源,促进更多的微生物富集上来。

 
同时,生物膜中的各种微生物也会以某种形式进行“感应”,在这个过程中,他们会根据外界的环境进行反应从而确保自身能够存活下来。

 
因此,当第一层微生物与高温环境接触后,会触发这个机制,从而分泌出的特定代谢物保护深层的微生物不受该情况的伤害。

 

 

No.3 制药用水系统中的生物膜

 


在高温环境下,不少微生物处于自身保护会进入休眠期,形成孢子;或被该环境所伤害,形成VBNCviable but non-culturable,即存活但无法培养的微生物,这种菌体无法通过取样法进行分离培养。

 
这就是为什么注射用水系统中,通过取样得到的菌落数(CFUcolony-Forming Units)数量非常少,甚至接近于零,不少制药同仁进而则认为自己的注射用水系统中没有微生物

 
但是有图有真相,下图中压力传感器表面的生物膜来自于一套注射水(WFI)系统,您是否能能直观感受微生物与我们生活的“亲密无间”?

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4:该注射用水管路总已有肉眼可见的生物膜

 
不用担心,现在用非培养的方式来检测微生物的技术得以实现,通过该技术,不论是孢子、VBNC还是生物膜,都无处遁形。

 
综上,蒸馏法注射用水系统并非无菌,对制药行业的所有水系统而言,微生物负荷都是一个需要被重视问题。

 
不过不必惊慌,微生物的存在是个常态,我们需要做的是如何准确地监控,从而降低产品污染的风险。

 

值得一提的是,梅特勒-托利多7000RMS在线微生物分析仪,可以为水系统提供实时在线的微生物监控,从而使制药生产始终处于可控状态,确保清洗消毒的有效性和效率。

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注:部分图片来源于网络

 
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