生物制药工艺用水的循环管路及分配系统的技术

　　创新技术科技创新导报bookmark0生物制药工艺用水的循环管路及分配系统的技术吴晓鸣（长春生物制品研究所有限责任公司吉林长春130062）系，因此，在生物制药工艺用水循环管路及分配系统的设计过程中要注意以确保生物制药工艺用水为前提，从这个角度出发，该文简要介绍了生物制药工艺用水的循环管道和分配系统技术基本要求，并对其中存在的问题进行探讨。

　　随着生活水平的提高，生活方方面面的高质量是当前人们要求的，体现在生物制药生产过程方面，人们对生物制药工艺用水质量有定的要求。生物制药用水主要包括注射用水、纯化水，水作为药品生产的原材料，在制药过程中就要受到GMP约束。GMP作为控制药品生产质量的一个准则，其有三个目标因素，（1）确保药品高质量的质量管理体系；（2）避免药品污染，降低质量；（3）将人为差错控制*低。因此，符合GMP要求标准的软硬件设施是当前确保高质量药品的前提，而生物制药工艺用水循环管路及分配系统作为硬件设施，其意义重大。

　　1生物制药工艺用水概述生物制药过程要求无菌环境，在这样环境下，得到生物制品也是无菌的，其属于一种非*终灭菌制剂。在制药过程的*后阶段，非*终灭菌制剂在密封容器中不是通过灭菌的方式得到，而是在确保无菌的环境下得到。无菌生物制品对生产过程有极高的要求，其无菌性以及质量特性决定着其不能依靠成品检验或*终操作。生物制品的特点要求生物制药过程中用水循环管路及分配系统必须满足：控制水质在可接受质量范围内，控制系统内微生物对水的污染，系统内确保以生物膜生长需求的温度和流速将水送至使用点等。这就要求循环管道及分配系统在设计过程中要做到卫生型设计、有合适的压力和流量输送流体，降低水在系统内停留时间，选用易清洁和维护的材料，总之，神武制药工艺用水的循环管道和分配系统要实现制药过程中微生物控制能力。

　　2生物制药工艺用水循环管路和分配系统2.1用水循环管路流速及分配系统生物制药工艺用水使用点的水量如果增大，那么输送管路同个管径管路末端的水流量就会降低，同时，流速降低，进而可能引起低于*低流速，因此，用水循环管路及分配系统在设计时要将输配管路管设置为两个不同的数据，其中，输配回水管路设计为小管径。流体在循环管路中的动态可以分为三种：（1）流体雷诺数在2300至4000之间时，流动状态时过渡状态，即不稳定状态；（2）流体质点运动轨迹有条不紊，呈轴向状态，在这样流动状态下，流体雷诺数低于2300；（3）流体质点运动方向是轴向，同时也是径向，在这样的流动状态下，流体雷诺士大于4000.只有当雷诺数大于10000时，流体质点才不依附停留在管壁。所以，生物制药工艺用水循环管路及分配系统中水输配管路管径雷诺士超过10000，此时，稳定状态下流体中微生物才不至于停留在输配管路管壁上，才不至于出现生物膜。相关资料中指出，为避免细菌或营养物依附于管路管壁上，流体速度要大于3ft/s，或者雷诺数超过湍流值。生物制药工艺用水期间，管道中水流速大于3ft/s或是更高的流速都是很容易实现的，但用水量较少或停产时，输送管路流速会小于3ft/s，考虑到这个因素，目前大部分生物制药公司采用的输配管路管径雷诺数超过20000. 2.2GMP对生物制药工艺用水装置的要求随着2010年*新GMP工艺用水检查指南的发布，生物制药工艺用水装置应根据指南要求布置实施。GMP对生物制药工艺用水装置的要求大致如下：生物制药工艺用水装置要尽量降低微生物生长；避免发生纯化水意外污染；用水装置安装过滤器后保证系统无死点，满足3D要求；严格控制各设备的单元水质，控制各设备处纯化水质量，避免不合格产品进入下一环节；水泵采用SUS316L、耐100°高温的材料，内壁抛光，带下排口，且封闭；循环管路和分配系统在设计应用过程中要采用通用化、标准化和系统化的零件，便于曰后清洗、更换和拆装；系统结构要本着可靠、简单、拆装方便、易于处理、耐腐蚀的原则进行设计；反渗透元件使用SUS304不锈钢膜壳；制备纯化水要采用不污染水质或低碳不锈钢的材料；注射用水要采用316L不锈钢材料；所选用的材料材质要易于清洗、耐腐蚀、无毒；纯化水通气口装配不易脱落纤维的除菌滤器；系统中的每步都要设置取样阀和取样点；系统采用无滞水污染的温度压力或显示页面的传感器；管路要有倾斜度，易于排放存水；储存罐要定期消毒、灭菌、清洗，并进行灭菌和清洗验证；点装阀门处死角长度小于支管径3倍，等等。

　　3循环管路及分配系统的定期灭菌及水源预处理生物制药工艺用水循环管路及分配系统在运行一段时间后要对整个系统进行定期的消毒灭菌，从而降低系统微生物水平。

　　定期进行的消毒灭菌主要有热消毒、化学消毒两大类。热消毒在80C高温下进行巴氏消毒或将纯蒸汽人工送入输配管路中消毒；化学消毒则有双氧水消毒和臭氧消毒等。与化学消毒法相比，热消毒优点更多，比如，热消毒可控制在线温度，且消毒后不需要再监测介质残留量，热消毒穿透力远远大于化学消毒。另外，些纯化水配备在线紫外线杀菌装置和臭氧发生器，能定期消毒系统。目前，多数的生物制药工艺用水系统采用纯蒸汽消毒灭菌。

　　一旦检测水源中细菌很多，此时要利用臭氧、加氯、紫外线杀菌等消毒设备对水源进行预处理。考虑到水源中含有较高的有机物，因此，消毒设备中要有除去有机物的装置，比如活性炭吸附装置等。若水源硬度较高，要利用树脂软化，若水源二氧化碳较高，要利用脱气装置脱气，若水源悬浮物较多，要利用初滤装置进行过滤等。针对水源中的各种杂质要采用相应的技术进行消毒过滤，从而确保生物制药工艺用水的质量。

　　4结语为了确保生物制药工艺用水的安全，在制药工艺用水循环管路及分配系统的设计使用过程中要符合GMP标准，切实做到保证生物制品的质量，从而提升生物制品的安全性、可靠性，促进生物制药企业强劲的发展。