【摘要】
容器密封完整性( container closure integrity，CCI) 研究是藥物開發(fā)的重要組成部分。本文重點(diǎn)論述了膠塞/玻璃瓶容器生命周期的 CCI 研究，包括包裝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、穩(wěn)定性研究 3 個(gè)方面。對(duì)膠塞/玻 璃瓶容器最大允許泄漏限度建立進(jìn)行探討。
【正文】
包裝完整性（package integrity）即容器密封完整性（container closure integrity，CCI），是指包裝系統(tǒng)防止內(nèi)容物損失、微生物侵入、影響產(chǎn)品質(zhì)量的氣體（氧氣、空氣、水蒸氣等）或其他物質(zhì)進(jìn)入的能力。
所有包裝都存在某種程度的泄漏，但并不是所有的泄漏都會(huì)影響藥品的質(zhì)量（理化特性和無菌屬性），因此CCI并不是要求絕對(duì)無泄漏，而是要確保包裝不存在任何影響藥品質(zhì)量的泄漏，即包裝系統(tǒng)不存在超過最大允許泄漏限度（maximum allowable leakage limit，MALL）的泄漏。
確保無菌性是無菌藥物的一項(xiàng)法規(guī)要求。無菌檢查僅表明在該檢驗(yàn)條件下供試品未發(fā)現(xiàn)微生物污染。
無菌檢查的局限性包括：①無菌檢查只能檢測到在特定培養(yǎng)基中生長的活微生物。②檢查操作可能導(dǎo)致假陽性。③無菌檢查是破壞性試驗(yàn)，相同樣品不能進(jìn)行其他檢測項(xiàng)目。
放行時(shí)產(chǎn)品無菌檢查合格，如果穩(wěn)定性放置期間出現(xiàn)無菌檢查不合格，排除檢查操作等因素，理論上都是因?yàn)镃CI失敗造成的。
目前，F(xiàn)DA要求產(chǎn)品放行必須進(jìn)行無菌檢查，其他穩(wěn)定性考察時(shí)間點(diǎn)FDA推薦采用容器密封完整性試驗(yàn)（container closure integrity test，CCIT）代替無菌檢查。主要基于CCIT以下優(yōu)點(diǎn)：①可預(yù)測應(yīng)包裝系統(tǒng)破損可能導(dǎo)致的污染。②使用非破壞性CCIT方法檢測的樣品仍可用于其他質(zhì)控檢測項(xiàng)目。③除微生物侵入法外，CCIT方法的檢測時(shí)間較無菌檢查短，且假陽性更少。
本文參考USP1207論述膠塞/玻璃瓶包裝系統(tǒng)CCI生命周期研究，并對(duì)此類包裝容器的一些重要問題進(jìn)行探討。
一、產(chǎn)品生命周期的CCI研究
1.1 包裝設(shè)計(jì)
CCI的保證源于使用良好密封性能的包材、具有適當(dāng)公差尺寸相匹配的組件以及密封工藝過程的穩(wěn)定控制。以確保CCI為目的，包裝設(shè)計(jì)研究主要包括2項(xiàng)內(nèi)容：①包裝組件選擇。②固有包裝完整性（inherent package integrity）的確認(rèn)。
膠塞/玻璃瓶容器由3個(gè)組件組成：彈性橡膠塞、玻璃瓶和鋁塑組合蓋。制劑生產(chǎn)商選擇合適的組件應(yīng)考慮以下方面：①合適的供應(yīng)商。②質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合監(jiān)管要求。③對(duì)于可能影響CCI的關(guān)鍵指標(biāo)，如尺寸、形狀、理化特性（如硬度）等，應(yīng)建立嚴(yán)格內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。
膠塞與玻璃瓶的密封主要依靠3個(gè)關(guān)鍵密封區(qū)域，即膠塞面與瓶口面貼合區(qū)、膠塞頸外壁與瓶口內(nèi)壁貼合區(qū)、膠塞與瓶口倒角貼合區(qū)。
組件尺寸的關(guān)鍵指標(biāo)包括：膠塞面直徑、膠塞頸直徑和高度等，玻璃瓶瓶口和瓶頸內(nèi)外徑等，鋁塑組合蓋凸邊直徑等。
膠塞頸和瓶口的形狀也可能因制劑工藝而不同，如凍干用玻璃瓶和膠塞可能存在反吹（blowback）的結(jié)構(gòu)。中國制定了一系列藥包材標(biāo)準(zhǔn)（即YBB標(biāo)準(zhǔn)），制劑生產(chǎn)商需評(píng)估現(xiàn)有YBB標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的組件尺寸公差范圍控制是否足夠，必要時(shí)應(yīng)收嚴(yán)。不同廠家膠塞硬度和黏彈性可能不同，鋁塑組合蓋硬度可能不同，這些因素都有可能影響CCI。
有文獻(xiàn)報(bào)道了膠塞硬度、黏彈性、潤滑性、覆膜等對(duì)CCI潛在的影響，但Matthew等的DOE研究結(jié)果表明橡膠/玻璃瓶容器的CCI耐用性良好，膠塞（配方、大小）、瓶（大小、類型）以及組合對(duì)包裝系統(tǒng)1年內(nèi)的CCI和殘余密封力（residual sealing force，ＲSF）影響較小。因此，對(duì)于包材質(zhì)量的要求應(yīng)結(jié)合具體的CCI研究結(jié)果確定。在確定包裝組件后，應(yīng)進(jìn)行容器系統(tǒng)的固有包裝完整性的確認(rèn)。
固有包裝完整性是使用無缺陷包裝組件組裝良好的容器系統(tǒng)的泄漏特性。出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，早期固有包裝完整性確認(rèn)可以使用空的或安慰劑填充的容器系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是可以通過高靈敏和定量的CCIT方法對(duì)較大數(shù)量的樣品進(jìn)行測試，積累固有包裝完整性的相關(guān)數(shù)據(jù)。
最后，還需要采用最嚴(yán)格工藝參數(shù)條件下生產(chǎn)的樣品確認(rèn)擬定包裝固有包裝完整性，并結(jié)合后續(xù)藥品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、分配及使用來評(píng)估制得最終產(chǎn)品容器系統(tǒng)的耐用性。
《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（2010年修訂）附錄1中無菌藥品規(guī)定：小瓶壓塞后應(yīng)盡快完成軋蓋，軋蓋前產(chǎn)品視為未完全密封狀態(tài)。因此軋蓋工序是膠塞/玻璃瓶容器影響CCI的關(guān)鍵步驟。
固有包裝完整性涵蓋給定包裝組件尺寸、加工和組裝的預(yù)期變量等因素組合對(duì)CCI的影響，那么就膠塞/玻璃瓶容器系統(tǒng)的固有包裝完整性而言，則需考慮各組件最大公差范圍和極端軋蓋工藝參數(shù)（如軋蓋速度、壓力等）等對(duì)CCI的影響。
有研究通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）評(píng)估軋蓋密封的3個(gè)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)ＲSF的影響，包括壓塞高度、組件的最大公差、軋蓋壓力。試驗(yàn)結(jié)果為軋蓋工藝參數(shù)設(shè)定和優(yōu)化提供了指導(dǎo)。
應(yīng)注意，膠塞/玻璃瓶包裝系統(tǒng)固有包裝完整性的確認(rèn)不僅僅涉及軋蓋工序，還應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品滅菌工序、貼標(biāo)簽、外包裝等其他工序最苛刻的生產(chǎn)工藝參數(shù)條件進(jìn)行確認(rèn)。制劑生產(chǎn)商積累的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和工藝知識(shí)，能夠加快類似包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率。
FDA在其《終端滅菌產(chǎn)品無菌性-基于問題的審查（QbＲ）：常見問題》微生物屬性部分規(guī)定：如果用于CCI研究中所用的包裝系統(tǒng)和擬定商業(yè)化生產(chǎn)用包裝系統(tǒng)不同，需要比較二者的異同，并說明在CCI研究中使用的理由。
以膠塞/玻璃瓶系統(tǒng)舉例：如果商業(yè)化生產(chǎn)中使用2種規(guī)格的玻璃瓶（瓶頸尺寸相同）和同一種膠塞，那么只需提供一個(gè)樣品瓶頸部/塞子組合CCI研究。同時(shí)，如果申請(qǐng)人在申報(bào)中定義了CCI的設(shè)計(jì)空間，對(duì)尺寸、組件、扭矩范圍、ＲSF、儲(chǔ)存條件、滅菌/除熱原等工藝進(jìn)行了合理論述，那么上市后在設(shè)計(jì)空間內(nèi)的密封性相關(guān)變更不需要再進(jìn)行補(bǔ)充申請(qǐng)的申報(bào)。
FDA表達(dá)了對(duì)同一種產(chǎn)品使用膠塞/玻璃瓶容器的考慮，即注重組件關(guān)鍵密封區(qū)域的一致性。同時(shí)也表明對(duì)固有包裝完整性的充分研究（即CCI設(shè)計(jì)空間）有利于企業(yè)上市后的包材變更管理。雖然在申報(bào)資料中并不強(qiáng)制要求提交固有包裝完整性和設(shè)計(jì)空間研究的相關(guān)信息，但是這部分內(nèi)容應(yīng)該是企業(yè)在包裝開發(fā)中需要考慮開展的工作。
1.2 生產(chǎn)期間的密封質(zhì)量和外觀檢測
首先，生產(chǎn)前應(yīng)對(duì)入場包材建立適當(dāng)?shù)目刂疲ㄔu(píng)估和/或?qū)徲?jì)包材生產(chǎn)商或供應(yīng)商、制定合適的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和取樣計(jì)劃、確認(rèn)進(jìn)廠包材質(zhì)量、制定合適的CAPA程序應(yīng)對(duì)超標(biāo)包材。
其次，生產(chǎn)期間應(yīng)建立適當(dāng)密封質(zhì)量檢測和外觀檢測控制策略。
密封質(zhì)量檢測是一種用于描述和監(jiān)控包裝密封質(zhì)量和工藝參數(shù)一致性的檢查，是容器系統(tǒng)CCI的一種保證。密封質(zhì)量檢測并不是泄漏檢測技術(shù)，密封質(zhì)量檢測不能代替CCIT。軋蓋工藝的密封質(zhì)量檢測指標(biāo)包括ＲSF和扭力矩等。
ＲSF用于度量軋蓋后膠塞對(duì)于玻璃瓶施加應(yīng)力的大小，一般小瓶軋蓋越緊，ＲSF值越高。ＲSF檢測方法是一種無破壞性的間接測量方法。
另外，在軋蓋設(shè)備上放置扭矩檢測儀可以實(shí)現(xiàn)在線檢測軋蓋后樣品的扭力矩。持續(xù)的ＲSF和扭力矩監(jiān)控可以評(píng)估整個(gè)生產(chǎn)期間產(chǎn)品密封狀態(tài)的一致性。滿足扭力矩和ＲSF標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品可能由于瓶表面的劃痕而導(dǎo)致泄漏，因此還需要CCIT用于最終產(chǎn)品CCI的確認(rèn)。
除生產(chǎn)控制外，目視檢查也是保障產(chǎn)品CCI的關(guān)鍵質(zhì)控手段。采用攝像頭/LED系統(tǒng)進(jìn)行膠塞/玻璃瓶100%外觀檢測，可以剔除明顯的組裝錯(cuò)誤，例如膠塞凸起、缺失、軋蓋不合格等。
對(duì)包材設(shè)計(jì)研究階段暴露的特定CCI問題，生產(chǎn)過程中應(yīng)制定適當(dāng)控制策略，包括選擇適當(dāng)?shù)腃CIT方法、生產(chǎn)中進(jìn)行密封質(zhì)量檢測（如扭力矩和ＲSF）以及增加目視檢查工序等。
目前法規(guī)僅要求對(duì)熔封的產(chǎn)品（如玻璃安瓿或塑料安瓿）進(jìn)行100%完整性檢測。由于包裝組合的復(fù)雜性，膠塞/玻璃瓶容器尚無統(tǒng)一成熟的100%在線CCIT方法。實(shí)際申報(bào)中也極少有企業(yè)對(duì)膠塞/玻璃瓶容器進(jìn)行100%CCIT。
1.3 穩(wěn)定性考察
《化學(xué)藥品注射劑包裝系統(tǒng)密封性研究技術(shù)指南（試行）》要求，注射劑穩(wěn)定性考察初期和末期進(jìn)行無菌檢查，其他時(shí)間點(diǎn)可采用CCIT替代。FDA也建議將CCIT納入商業(yè)化產(chǎn)品的穩(wěn)定性研究方案，作為無菌檢測的替代選項(xiàng)，但這并不是強(qiáng)制性的。
FDA指南建議除產(chǎn)品放行必須進(jìn)行無菌檢查外，其他穩(wěn)定性考察時(shí)間點(diǎn)可采用CCIT代替無菌檢查，建議檢驗(yàn)頻率為每年1次或者按照監(jiān)管要求執(zhí)行。
經(jīng)驗(yàn)證的CCIT方法，比無菌檢查能更靈敏預(yù)測影響產(chǎn)品無菌或理化性質(zhì)的泄漏。如果CCIT對(duì)于產(chǎn)品和包裝是非破壞性的，那么所用樣品還可以用于該穩(wěn)定性時(shí)間點(diǎn)的其他項(xiàng)目檢測。
但是CCIT的樣品不應(yīng)延用于下一穩(wěn)定性時(shí)間點(diǎn)的CCIT，以排除儲(chǔ)存條件外其他因素的干擾，如用于長期12個(gè)月CCIT的樣品不應(yīng)繼續(xù)放置用于長期24個(gè)月的CCIT。
在產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)階段，可以采用填充培養(yǎng)基的包裝容器進(jìn)行微生物挑戰(zhàn)（mCCIT）檢測，作為固有容器密封性評(píng)價(jià)的支持依據(jù)。但是對(duì)于某些樣品，其內(nèi)容物可能無法支持微生物生長，因此商業(yè)化產(chǎn)品以及穩(wěn)定性期間進(jìn)行CCIT則需要開發(fā)理化密封性（pCCIT）檢測方法。
商業(yè)化產(chǎn)品以及穩(wěn)定性期間檢測所用pCCIT檢測限應(yīng)不超過MALL。許多膠塞/玻璃瓶包裝的產(chǎn)品是在冷凍狀態(tài)下存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)模貏e是生物制品。一般膠塞的玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg）在－55℃～65℃，低溫可能導(dǎo)致膠塞收縮和彈性降低，進(jìn)而影響CCI。因此應(yīng)特別注意考察冷藏條件下外部環(huán)境變化（如真空度）對(duì)CCI以及關(guān)鍵密封參數(shù)（如ＲSF和扭矩力等）的影響。
ThermCCI方法（一種檢測室可以控制低溫的氦氣泄漏檢測方式）可以作為此類產(chǎn)品的CCIT。
二、 CCIT方法
CCIT分為確定性（deterministic）和概率性（probabilistic）泄漏檢測技術(shù)2類，常見的確定性泄漏檢測方法包括高壓放電、頂空氣體激光分析、質(zhì)譜提取、壓力衰減、示蹤氣體檢測（抽真空模式）和真空衰減等;概率性泄漏檢測方法包括氣泡釋放法、微生物挑戰(zhàn)、示蹤氣體檢測（嗅探模式）、液體示蹤法等，方法詳細(xì)信息參照USP1207.2以及已有文獻(xiàn)。
不同CCIT方法的靈敏度、重現(xiàn)性、檢測速度、是否破壞樣品和應(yīng)用范圍可能不同，沒有一種方法適用于所有產(chǎn)品包裝的泄漏測試。靈敏度較高的確定性方法適用于在包裝設(shè)計(jì)階段進(jìn)行包裝固有包裝完整性的確認(rèn)，如果適用也鼓勵(lì)作為產(chǎn)品生產(chǎn)和穩(wěn)定性期間的CCIT方法。
由于需要培養(yǎng)基，微生物侵入法一般也僅適用于包裝設(shè)計(jì)階段用于確認(rèn)產(chǎn)品的CCI研究，一般不適用生產(chǎn)期間以及穩(wěn)定性考察的CCIT方法。
不同產(chǎn)品生命周期階段的CCIT方法需要企業(yè)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求、產(chǎn)品特性以及工藝控制情況自行評(píng)估確定。目前國內(nèi)膠塞/玻璃瓶系統(tǒng)常見的穩(wěn)定性檢測方法主要為色水法，也有企業(yè)采用真空衰減法等其他方法。
FDA仿制藥申報(bào)微生物特性部分要求：對(duì)包裝系統(tǒng)進(jìn)行簡要說明，明確CCIT研究方法、試驗(yàn)結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)。
參照FDA要求，建議在中國藥品注冊(cè)申報(bào)中提交CCIT相關(guān)如下內(nèi)容：①方法和樣品基本情況。②測試樣品數(shù)量。③微生物挑戰(zhàn)的類型和持續(xù)時(shí)間（微生物法）。④施加的任何條件，例如真空、壓力（如微生物法、液體示蹤法）。⑤方法學(xué)驗(yàn)證信息。⑥如何制備和挑戰(zhàn)陽性對(duì)照樣品。最后應(yīng)提供方法的結(jié)果和結(jié)論。
建議申請(qǐng)人對(duì)CCIT適用性進(jìn)行論述，明確所選包裝容器的MALL以及所用pCCIT的檢測限。
三、 膠塞/玻璃瓶包裝MALL的建立的討論
USP1207中說明剛性容器如規(guī)定最大允許泄漏限度為6×10－6mbar·L/s（真空模式氦氣泄漏檢測法），即相當(dāng)于直徑介于0.1～0.3μm的孔。選擇這個(gè)保守的MALL可確保較低風(fēng)險(xiǎn)的微生物侵入及液體泄漏，即不需采用mCCIT或液體挑戰(zhàn)研究進(jìn)行MALL的確認(rèn)。
但是需要注意的是，這里的0.1～0.3μm的孔徑，僅僅是針對(duì)微生物侵入風(fēng)險(xiǎn)而言不需要進(jìn)行MALL確認(rèn)，如果產(chǎn)品需要頂空環(huán)境的保護(hù)，那么還是需要確定針對(duì)頂空環(huán)境的其他指標(biāo)的MALL。
USP1207中對(duì)其他容器系統(tǒng)泄漏和微生物侵入或液體進(jìn)入的風(fēng)險(xiǎn)并未達(dá)成共識(shí)，例如柔性材料或具有復(fù)雜封閉/密封接觸面的包裝系統(tǒng)。
在這種情況下，探索泄漏尺寸/類型與微生物侵入和/或液體進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系就非常有意義。研究結(jié)果可用于為給定的產(chǎn)品-包裝系統(tǒng)建立有意義的MALL，并作為CCIT方法選擇的依據(jù)。因此對(duì)于常規(guī)的無菌制劑，對(duì)于檢測方法靈敏度高于0.3μm或者包裝本身泄漏孔徑顯著大于0.3μm的，應(yīng)進(jìn)行密封性研究建立針對(duì)該容器系統(tǒng)不同生命周期階段的MALL。
文獻(xiàn)中已有很多采用mCCIT方法研究建立膠塞/玻璃瓶包裝的MALL的報(bào)道。表1匯總了膠塞/玻璃瓶系統(tǒng)MALL研究相關(guān)文獻(xiàn)研究。文獻(xiàn)研究均以微生物侵入為指標(biāo)，采用一定數(shù)量和類型的陽性對(duì)照樣品建立膠塞/玻璃瓶包裝的MALL，同時(shí)建立了示蹤氣體氦氣（真空模式）與mCCIT的關(guān)聯(lián)。
MALL建立所用的陽性樣品不僅僅涉及泄漏孔徑尺寸，還包括泄漏類型（如采用不同直徑銅線的壓線法陽性樣品）。此外，還有文獻(xiàn)報(bào)道了產(chǎn)品不同生命周期階段MALL可能不同。
采用氣溶膠微生物法確定EVA膜和PE膜包材的MALL，陽性對(duì)照為不同孔徑的插管樣品。研究者采用0和300mbar侵入壓力模擬實(shí)際儲(chǔ)存和運(yùn)輸期間可能的外界真空度變化，最終采用概率統(tǒng)計(jì)的方法確定儲(chǔ)存期間MALL為10～20μm，運(yùn)輸條件下MALL為2～10μm。
需要強(qiáng)調(diào)的是，mCCIT采用不同的測試條件，試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)完全不同。當(dāng)采用較大的真空度促進(jìn)微生物侵入時(shí)，MALL值則明顯偏低。
四、 小結(jié)
產(chǎn)品放行后，CCI是保證貯存期間產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。CCI的研究應(yīng)貫穿整個(gè)產(chǎn)品生命周期，確保最終患者使用產(chǎn)品的質(zhì)量與安全。
決定膠塞/玻璃瓶系統(tǒng)CCI良好與否的關(guān)鍵階段主要是產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)階段軋蓋控制。不同生命周期階段的樣品，根據(jù)控制需求可能需要建立包括pCCIT、mCCIT、目檢、密封質(zhì)量測試多種技術(shù)手段保證產(chǎn)品的CCI。
對(duì)于不能良好支持微生物生長的產(chǎn)品，mCCIT不適用穩(wěn)定性階段CCIT。因此在包裝設(shè)計(jì)等早期階段研究mCCIT和pCCIT關(guān)聯(lián)以確定MALL則尤為重要。
現(xiàn)有膠塞/玻璃瓶系統(tǒng)MALL確認(rèn)的研究有限，在無菌性方面MALL確認(rèn)的基本思路都是以微生物侵入陽性樣品的泄露類型和尺寸為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與pCCIT建立關(guān)聯(lián)。
由于試驗(yàn)方法條件、陽性樣品泄露類型和尺寸、樣品數(shù)量、統(tǒng)計(jì)分析方法不同，不同膠塞/玻璃瓶系統(tǒng)MALL的確認(rèn)結(jié)果可能存在差異。對(duì)于相同或者組件關(guān)鍵密封區(qū)域的一致的膠塞/玻璃瓶系統(tǒng)，其已有CCI經(jīng)驗(yàn)有助于產(chǎn)品的后續(xù)研究。
作者｜馬駿威 郭滌亮 劉涓 劉永輝
