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干货 | 除菌过滤系统设计要点

更新时间:2025-07-24 浏览次数:476

在生物制药和无菌药品生产中,除菌过滤系统的设计直接关系到产品质量与安全性。根据《除菌过滤技术及应用指南》及相关行业实践,系统设计的核心要求可总结如下:

 

01
除菌过滤系统设计的关键要求

 

过滤工艺选择

  • 孔径与用途

优先选择0.22µm(或等效)的除菌级过滤器,0.1µm滤器则用于支原体去除。

  • 冗余过滤

非最终灭菌产品建议采用两级除菌过滤器串联(冗余过滤),主过滤器应靠近灌装点。若主过滤器通过完整性测试,冗余过滤器无需额外测试。

 

系统结构设计

 

  • 避免卫生死角

管路和接口设计需确保无残留风险。

  • 灭菌兼容性

在线灭菌需控制冷空气排放,离线灭菌需关注转移污染风险。

  • 完整性测试便利性

设计需便于灭菌后测试,且下游接触的液体/气体必须无菌。

 

工艺参数验证

 

  • 明确参数

需明确过滤温度、时间、流速、压力等参数,并通过细菌截留试验(如缺陷假单胞菌挑战)、可提取物/浸出物试验等验证工艺可靠性。

材料与兼容性

  • 兼容待过滤介

滤材需与待过滤介质兼容(如耐有机溶剂、pH),严禁纤维脱落或含石棉成分。

 

02
滤芯选择的深度考量

 

在除菌过滤系统设计中,滤芯是核心组件,其选择直接影响过滤效能、工艺稳定性和合规性,以下为滤芯选择的关键考量因素

 

滤膜材质与工艺适配性

 

  •  亲水/疏水性:

亲水滤膜(如PES、PVDF)适用于水基溶液(缓冲液、培养基);

疏水滤膜(如PTFE)用于气体或有机溶剂过滤(如发酵罐通气、溶剂除菌)。

 

     

过滤膜材质

 

  •  化学兼容性:

1、需耐受料液的pH范围(如强酸/强碱)、有机溶剂(乙醇、DMSO等)或高温(如在线灭菌SIP的121℃高温);

2、禁用材料:避免含石棉、纤维脱落风险材质,防止污染终产品。

     

过滤结构与工艺需求匹配

 

  •  单层 vs 双层设计:

1、单层滤芯(如0.22 µm)用于低颗粒负载的简单料液;

2、双层滤芯(如0.5 µm预过滤+0.22 µm主过滤)可延长寿命,适用于高浊度、易堵塞的料液(如细胞收获液、含蛋白的缓冲液)。

  •  对称 vs 不对称滤膜:

不对称滤膜(梯度孔径)可减少深层堵塞,提升载量(如Millipore® Express® SHC系列)。

 

验证支持与合规性

  • 完整性测试参数

滤芯需提供明确的起泡点(Bubble Point)、扩散流(Diffusion Flow)或水侵入(WIT)测试标准。

  • 可提取物/浸出物(E&L)数据

供应商需提供符合USP、EP标准的E&L报告,尤其是注射剂等高风险产品。

  • 细菌截留验证

需通过缺陷假单胞菌(Brevundimonas diminuta)挑战试验,证明LRV(Log Reduction Value)≥7。

 

工艺经济性与操作便捷性

 

  •  使用寿命:

高通量设计(如高表面积滤芯)可减少更换频率,降低生产成本。

  • 预灭菌 vs 用户灭菌

1、伽马辐照预灭菌滤芯节省验证时间,适合小批量生产;

2、高压灭菌兼容滤芯需耐受多次灭菌循环。

  • 系统适配性

滤壳接口(卫生卡箍、螺纹)需与现有设备匹配,避免泄漏风险。

 

供应商资质与文件支持

  • 合规文件

需提供FDA DMF文件、CE认证、符合GMP/药典标准的声明。

  • 技术响应能力

供应商能否提供定制化解决方案(如特殊尺寸、材质)及快速售后支持。

 

03
除菌过滤产品推荐

 

默克作为过滤技术领域的品牌,提供多样化的解决方案,满足不同工艺需求:

 

01
Aervent® 0.2 µm疏水滤器

    • 特点:PTFE滤膜+聚丙烯组件,耐受高温高压及有机溶剂,适合气体过滤(如生物反应器通气、灭菌罐排气)。

    • 优势:高通量、无纤维脱落,通过多次灭菌循环验证。

     

     

    02
    Express® SHR 0.1µm亲水滤器

    • 特点:聚醚砜(PES)材质,pH 1-14宽范围兼容,专为支原体去除设计,适用于细胞培养基等高堵性液体。

    • 优势:内置预过滤层延长使用寿命,支持伽马辐照或高压灭菌。

     

    03
    Express® SHC 双层PES滤器(0.5+0.2 µm)

    • 特点:双层预过滤+除菌级滤膜,高载量设计,适用于蛋白质溶液、缓冲液等复杂料液。

    • :简化验证需求,降低堵塞风险,提升工艺经济性。

     

     

    除菌过滤系统设计需兼顾法规合规性、工艺可靠性与经济性。默克的多样化产品线为不同场景提供了高效解决方案。科学设计+优质滤器,筑牢无菌生产的防线!

     

    广州东锐科技有限公司是默克除菌过滤产品华南区授权代理商。如您对相关产品感兴趣,欢迎致电交流!