最終除菌ろ過
原薬・製剤の最終ろ過で使用前後の完全性を確認する。
- pre/post試験
- PUPSIT
フィルター完全性試験機(インテグリティテスター)は、除菌ろ過フィルターやウイルス除去フィルターなどが破過や取り付け不良なく健全であることを、ろ過工程の使用前後に自動で確認する装置です。湿潤させた膜に規定圧力をかけ、拡散流(forward flow)・バブルポイント・圧力保持・水侵入(WIT)といった物理量を測定し、メーカーが規定する基準値と照合して合否を判定します。ASTM/PDA TR26やAnnex 1が要求する無菌性の保証とデータ完全性を、客観的な数値と記録で担保するための装置です。
完全性試験は、膜の最大孔径や破過の有無を間接的に評価し、sterilizing-gradeフィルターの微生物保持性能と物理的健全性を結びつける試験です。膜を規定の液で完全に湿潤させると毛細管現象で孔が液で満たされ、加圧しても気体は拡散としてしか透過しません。この拡散流量や、液が押し出される圧力(バブルポイント)を測定し、基準値以内であれば膜が健全でメーカーの保持性能データが適用できると判断します。インテグリティテスターは、この測定を圧力・流量センサーで自動化し、手測定のばらつきと判定者依存を排除します。
実工程では、ろ過前に破過品の使用を避ける使用前試験(pre-use)、ろ過後にバッチの無菌性を判定する使用後試験(post-use)を行います。最終除菌ろ過では、Annex 1が原則として求めるPUPSIT(滅菌後・使用前の完全性試験)を、下流の無菌性を保ったまま実施する構成が採られます。判定結果はバッチ記録の一部となるため、21 CFR Part 11やALCOA+に対応した監査証跡、電子署名、機器側パラメータとフィルター品番・湿潤液・基準値の整合管理が重要になります。
基本的には、対象フィルターを規定の液で湿潤させ、登録済みの試験プログラムに従って装置が自動で加圧・測定・判定し、結果を記録します。
いずれも湿潤膜に加圧して健全性を評価する破壊しない試験ですが、測定する物理量と適する膜面積が異なります。実工程の大面積カートリッジでは拡散流が標準で、バブルポイントは孔径確認や小面積の確認に向きます。
プロセスの大面積フィルターでは、面積に応じた上限値で安定して判定できる拡散流(フォワードフロー)試験が標準です。バブルポイントは最大孔径を直接的に示すため孔径確認や小面積の確認に有用で、両者は相補的に使われます。どちらも基準値はフィルターメーカーが品番ごとに規定した値を用い、装置側の校正と湿潤条件を整合させることが前提です。
液が押し出され気泡が連続的に抜け始める圧力
規定圧力(バブルポイント以下)での気体の拡散流量
膜の最大孔径(最大欠陥孔の指標)
膜全体の拡散挙動と破過・取り付け不良の有無
小面積(ディスク、小型カプセル)に向く
大面積カートリッジ・カプセルの標準試験
規定バブルポイント圧力以上であること
規定圧力での拡散流量が上限値以下であること
面積が大きいと立ち上がりが不明瞭になりやすい
面積に応じた基準値で安定して判定できる
比較的短いが手測定だとばらつく
安定化に時間を要するが自動測定で再現性が高い
孔径確認、簡便なスポット確認
使用前後試験、PUPSIT、最終除菌ろ過の標準判定
ASTM F316、メーカー規定値に準拠
PDA TR26、メーカー規定の拡散流基準に準拠
| 試験方式 | 原理 | 適する膜・場面 |
|---|---|---|
| 拡散流(フォワードフロー)試験 | 規定圧力で湿潤膜を透過する気体の拡散流量を測定し上限値と比較する | 大面積の親水性カートリッジ・カプセルの標準試験 |
| バブルポイント試験 | 湿潤膜から気泡が連続的に抜け始める圧力で最大孔径を評価する | 小面積、孔径確認、簡便なスポット確認 |
| 圧力保持試験(プレッシャーホールド) | 加圧後の圧力低下量を測定し拡散流を間接評価する | 拡散流の代替・補完、配管系の保持確認 |
| 水侵入試験(WIT) | 疎水性膜に水が侵入し始める圧力・流量で健全性を評価する | タンク/リアクターのエア・ベント用疎水性膜 |
| 多点拡散流(マルチポイント)試験 | 複数圧力で拡散流を測定しK0値などから健全性を判断する | 感度を高めたい場面、傾向把握 |
| 使用前完全性試験(pre-use) | ろ過前に膜の健全性を確認し破過品の使用を避ける | ろ過開始前の全工程 |
| PUPSIT(滅菌後・使用前試験) | 滅菌後に下流無菌性を保ったまま使用前試験を行う | 最終除菌ろ過の信頼性向上構成(Annex 1) |
| 使用後完全性試験(post-use) | ろ過後に膜が健全だったかを確認しバッチ判定に用いる | 全バッチの無菌性判定に必須 |
| 膜・用途 | 主な試験方式 | 確認のポイント |
|---|---|---|
| 親水性膜(液の除菌ろ過) | 拡散流(フォワードフロー)/バブルポイント | 規定の湿潤液で完全湿潤させてから測定する |
| 親水性大面積カートリッジ | 拡散流(マルチラウンドハウジング) | 面積に応じた上限値とハウジング容積を考慮する |
| 疎水性膜(エア・ベント) | 水侵入試験(WIT) | アルコール不要のWITは溶剤洗浄が省ける |
| 疎水性膜(溶剤・ガス系) | アルコール湿潤バブルポイント/拡散流 | 湿潤液の種類で基準値が変わる点に注意 |
| ウイルス除去フィルター | メーカー規定の拡散流/結合金性試験 | 膜種ごとの専用プログラムと基準値を用いる |
| シングルユースカプセル | 拡散流/圧力保持 | ガンマ滅菌品の湿潤性と配管リークに留意する |
| シングルユースシステム全体 | 圧力減衰によるリーク試験 | バッグ・流路の漏れ確認は完全性試験とは別目的 |
| 項目 | 確認内容 |
|---|---|
| 監査証跡 | 操作・パラメータ変更・判定の改変不能な記録が残るか |
| 電子署名・権限 | 21 CFR Part 11対応の署名・ユーザー権限管理があるか |
| データ完全性 | ALCOA+原則、内部バックアップ、停電時の保護があるか |
| 試験プログラム管理 | 品番・湿潤液・基準値の登録と入力誤り防止機能があるか |
| 出力・連携 | 印刷、PDF、CSV出力やSCADA/MES/LIMS連携の可否 |
| 校正・適格性評価 | 校正サービス、IQ/OQ/PQ支援、トレーサビリティの有無 |
| 基準値の根拠 | フィルターメーカー規定値との整合と検証文書 |
完全性試験機は、無菌性やウイルス安全性に直結するろ過工程の前後で使われます。
原薬・製剤の最終ろ過で使用前後の完全性を確認する。
充填直前の除菌ろ過フィルターの健全性を保証する。
滅菌後・使用前に下流無菌性を保ったまま試験する。
ウイルス除去フィルターの完全性をメーカー法で確認する。
調製後の除菌ろ過フィルターの健全性を確認する。
タンク/リアクターの疎水性ベントをWITで確認する。
工程間プールの除菌ろ過の健全性を確認する。
用水系のベントフィルターをin situで試験する。
凍結乾燥機の滅菌用ガスフィルターをWITで確認する。
ろ過アセンブリの組み込みフィルターを試験する。
結果を監査証跡付き記録として無菌性判定に用いる。
完全性試験は、無菌性やウイルス安全性の保証が必要なほぼすべてのモダリティーで使われます。