CCIT

CCIT (Container Closure Intigrity Test),容器密封系统完整性检测。常见的方法有:

概率性方法(抽样):

1)Microbial Challenge by Immersion (微生物挑战)

此检查通常与模拟灌装同时进行。通过按照模拟灌装验证方案进行培养基模拟灌装,然后进行压塞轧盖后,目检合格,经已验证的灭菌柜灭菌后,将容器密封面浸入到高浓度的菌液中,使样品容器内的培养基充分接触封口内表面,样品的颈部及封口的外表面应完全浸泡在菌悬液中,浸泡一定时间后取出,定期培养后检查是否有微生物侵入,以确定容器密封系统的完整性。同时,需要做阳性对照试验,确认培养基的促生长能力。测试中通常会运用真空或过压的挑战条件。

优点:数十年来获得广泛应用;是整个行业和法规熟识的做法;可以与模拟灌装结合,同步进行;对产品特性的直接评价(即,确保容器密封性可以使产品免受微生物污染)。

缺点:对样品的破坏性;只有通过或失败的结果,没有定量测试;不可能进行100%的样本测试;测试会耗时数周;只适用于可以做培养基罐装的包装系统;可能会导致假阳性或假阴性的结果;不同国家地区,对于培养基,所用菌种和测试方法还没有统一。

应用范围和建议:

- 此方法的检测随以下因素波动:泄漏的大小,包装材料,菌种,培养基和挑战条件。

- 历史上一直被用来建立关键的泄漏点(根据其泄漏的速率或大小)。

- 浸入法比气溶胶挑战法更普遍,方法条件更容易达到,有更好的重复性。

- 不使用真空或过压的条件,自然放置几周时间再检查,更具有代表性,不过耗时。

- 如果使用真空或过压的条件,可以加速测试,数小时内就可以做检查,这种方式可以代表运输条件,减少测试时间。

2)Tracer Liquid Tests (e.g. Dye Ingress) (液滴示踪法,如染色浴法)

将密封容器完全浸没在染色浴中,也可在染色浴中加入表面活性剂,对整个测试腔体进行抽真空。如果该容器有裂缝,空气就会从瓶中溢出。然后解除真空,这时泄漏容器内存在负压,染色溶液会从裂缝中进入瓶内部,再对测试腔体加正压,提高染色液的渗入性,通过分析员或仪器目检剔除变色的容器

优点:数十年来获得广泛应用;有ASTM和ISO的标准方法;是整个行业和法规熟识的做法;基础并且有效率;可灵活应用,同时测试不同包装容器的泄漏情况;可以看出泄漏的位置;泄漏位置可以在液相中。

缺点:对样品的破坏性;只有通过或失败的结果,没有定量测试;不可能进行100%的样本测试;必须是透明的包装系统,用于目测判断; 如果样品体积本身比较大,只进入很少的染色水,有时不容易分辨出来;对于微小瑕疵,测试具有随机性。

该方法的应用范围和建议:

- 方法具有多用途,可以测试初级包装和外包装,用来支持产品开发阶段,商业化生产,和稳定性研究阶段的检漏测试。

- 直接检测相关泄露

- 可以运用不同的染色剂。

- 如果运用优化的真空/加压循环工艺,可以提高测试的灵敏度。方法的检测限随着以下因素波动:泄漏的大小,包装材料,染色液的浓度,和挑战条件。

- 染色液必须是易混合的而且不和产品发生化学反应。

- 可以把同样的挑战条件应用到微生物侵入试验法中。

- 对于液体制剂应用良好,但基于染色液的限制,可能对冻干制剂不适合 。

3) Bubble Emission (气泡法)

通常使用水、加了湿剂的水、工业酒精或矿物油等用于气泡法。将密封包装置于真空室内并完全浸没在浸没液中,浸没液至少高于样品表面一英寸。环境抽真空,真空度根据被测包装系统的具体需求而有所不同。随着真空压力的升高,评估浸没的包装中是否存在气泡,如有气泡表明包装系统存在泄漏。如果软包装的顶部空间很小或没有,则无法通过气泡排放测试可靠地评估泄漏情况。

4)Tracer Gas (Sniffer Mode) (示踪气体)

气体“Sniff Leak Testing”是示踪气体泄漏检测的一种基本方法,使用嗅探探头检测示踪气体的存在并查明泄漏区域。在嗅探测试过程中,零件或组件被抽空,然后充满氢气等示踪气体。将探针手动移过零件表面以检测泄漏。嗅探泄漏定位在检测和定位微小泄漏方面非常有效,适合检查较小体积的零件。

确定性方法:

1)Electrical Conductivity and Capacitance Test (HVLD) (电导率和电容检测,如高压泄漏检测法)

高压电检漏是基于定量的电导测试,要求容器内灌装的液体有一定的电导率,在待检品上外加高压电,泄漏点的存在导致样品电阻的下降,从而导致电流的突跃,当然这个电流应该大于预先确认的方法检测阈值(通过/失败判定的灵敏度)。

优点:不需要破坏样本;可以做到100%的在线测试;高速;不需要测试前的样品制备;其准确性独立于员工的操作技能;在常压下测试。

缺点:只有通过/失败两种结果,没有定量的结果;药品本身的电导应该大于包装材料的电导;有可能破坏到产品(比如引起蛋白质的降解);制剂液体必须不是易燃液体;测试过程会产生臭氧;对于特定的包装系统,需要指定的固定装置;电极必须离泄漏点在一定的距离内;药品液体需要和泄漏点接触或者非常靠近;产品堵塞泄漏孔会导致测试结果不准确;不适用于冻干粉制剂产品

应用范围和建议:

- 需要评估产品接触到高压后的质量影响。

- 在长期稳定性样品的泄漏测试上受限,这主要是由于长期储存过程中液体风干堵塞泄漏孔。

- 产品的电导可能不足以检测出泄漏

- 可以把100%的在线检测模式整合到自动目测检查的生产线中。

- 在100%的在线测试中依旧受到限制,这主要是由于方法有其灵敏度,只能测试到大于灵敏度的泄漏。

- 当泄漏点在小瓶的顶端位置,比如在闸盖处,没有和液体产品接触到,则不适用

2)Laser-based Gas Headspace Analysis (激光顶空分析)

通过监测容器顶空压力、水汽和顶空氧变化来判定容器的完整性,原理是发射的激光穿透容器顶空,容器顶空的水汽和氧对激光有吸收,激光吸收量和对应的物质含量成正比。顶空水汽的吸收峰宽度和顶空压力成正比,因此可以通过顶空水汽的吸收峰宽来获得顶空压力。

优点:不需要破坏样本;可以做到定量测试;可以做到100%的在线测试;高速率

缺点:包装容器必须是透明的;需要在包装瓶的顶空有可以改变的气体环境;需要顶空部位有一定的空气体积供于检测;在探测小尺寸的泄漏上,会延长测试的时间;变更设备的部件时需要包含所有不同的尺寸和型号

应用范围和建议:

- 对于微米级孔径大小的泄漏,测试可能需要耗时几周的气体交换。

- 测试方法方便使用

- 可用于评估瞬间发生的泄漏(比如测试需要低温储存的产品)

- 有可能导致错误的测试结果,尤其是在稳定性研究中,由于气体的渗透或被液相吸收。

- 由于快速的和环境压力平衡,大尺寸的泄漏可能无法测出(比如测试低温储存的产品)。

- 不容易区别出不同尺寸的泄漏。

- 不容易甚至不能够测试出在液面下的泄漏,因此,只适用于预灌注注射器。

- 冻干粉制剂产品可能会导致泄漏的堵塞。

- 有部分的压力依赖于温度。

3)Mass Extraction 

将样品放入测试室内,该测试室气动连接到配备真空发生器包的质量提取泄漏测试系统。腔室在预定的时间内被快速抽空至设定的真空水平。执行一系列疏散循环,每个循环旨在确定较小的泄漏率。 在每个循环之后,测试系统与真空源隔离,并获取绝对压力、压力衰减率和/或气体质量流量的测量值。读数大于使用阴性对照建立的预定限值表示容器存在泄漏。

详细信息可参考:

Mass Extraction: Container Closure “CCIT” for Rigid Containers - Nelson Labs

4) Pressure Decay 

产品连接到泄漏测试仪并充满空气。一旦加压,空气源就会关闭,压力稳定。在测试过程中,随着时间的推移,气压的任何下降都表示存在泄漏。如果泄漏/损坏没有超过其预定的拒绝值,则密闭性系统完整。该测试的灵敏度取决于产品的尺寸和测试的时间间隔

5) Tracer Gas (vacuum mode)

6) Vacuum Decay (真空衰减法)

将包装容器置于专门的测试腔体内,对测试腔体抽真空,容器内外压差使得容器内部气体通过漏孔泄漏进入测试腔体,主机压力传感器监测到压力的变化,将压力变化值和参考值做比较,压力增大说明存在泄漏,以判定容器密封完整性是否格。此方法的测试步骤包括:抽真空、保压和测试。

优点:不需要破坏样本;可以做到100%的在线测试; 高速率;测试不会影响生产进度;有ASTM方法可供参考(ASTM-American Society for Testing and Materials);可适用于液体和冻干粉的制剂;可应用于有色包装瓶和贴好标签的包装瓶检漏

缺点:仪器昂贵,每种包装系统需要特定的仪器腔体;产品堵塞泄漏孔的情况下会检测不出泄漏;真空腔体的准备至关重要(湿度会影响测试结果)

应用范围和建议:

- 此方法适用性很广,可用于支持产品开发,商业化,以及稳定性研究各阶段,包装容器的密封性检查。

- 适用于液体和冻干粉的制剂。

- 可应用于包装器械的测试,和贴好标签的包装瓶检漏。不过,相对于未贴标签的初级包装,其检测灵敏度是降低的。

- 只限于在线测试,并会产生假阳性结果(比如,当有滞留气体在闸盖处时;或者受到湿度波动的影响时)。

- 方法开发研究表明,该方法对冻干粉,预灌注液体的注射器,和小容量瓶液体制剂具有等同的灵敏度。

- 当应用于液体制剂时(黏度限制),镭射穿孔的阳性控制样本容易出现堵塞的情况;对预灌注注射器,细孔也很容易被蛋白质或硅油堵塞。

- 压力变化和泄漏的尺寸,泄漏的速率有量级的相关性。然而,无法区分泄漏是来自于多个泄漏小孔还是单个,或者是包装连接处的裂缝。

每个方法有其固有的优点和缺点,需要结合包装材料特点和产品特点选择最适宜的检测CCIT的方法。

由于无菌检测方法的缺陷,FDA推荐在稳定性中间时间点使用CCIT代替无菌检测。但不能在放行和最后的货架期时间点代替无菌。

总结:

微生物挑战和染色浴法是传统使用最多的检测容器密封系统完整性的两种方法。USP最新的指导原则推荐使用确定性方法检测CCIT,由于确定性方法具有重复性更高,结果可预测的优点,如HVLD和真空衰减法。

References:

Guidance for Industry: Container and Closure System Integrity Testing in Lieu of Sterility Testing as a Component of the Stability Protocol for Sterile Products

White Paper: Container Closure Integrity Control versus Integrity Testing during Routine Manufacturing, 2015

USP <1207>

中国2015版无菌药品GMP检查指南

Mass Extraction Container Closure Integrity Physical Testing Method Development for Parenteral Container Closure Systems

Understanding Container Closure Integrity Testing | American Pharmaceutical Review - The Review of American Pharmaceutical Business & Technology

无菌制剂包装系统完整性(密封性)验证的科学考量 沙龙干货 | 无菌制剂包装系统完整性(密封性)验证的科学考量_亦弘商学院 (yeehongedu.cn)

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