濕熱滅菌製程開發
奧星法規符合性諮詢
用於濕熱滅菌的產品、物品及其包裝系統必須能夠耐受約 110℃至 121℃的溫度，且在經歷熱、濕與壓力變化（正壓及部分情況下的真空）後仍能保持其功能性，包括微生物阻隔功能。濕熱滅菌開發前須評估待滅菌物品的材料與結構耐受性。滅菌裝載通常分為多孔 / 堅硬物品裝載與液體裝載。
01 滅菌方式
飽和蒸汽滅菌製程多用於多孔 / 堅硬物品的裝載，滅菌前需先移除滅菌腔體與裝載內的空氣。該製程主要透過熱傳導方式將蒸汽能量轉移至實際產品，因此蒸汽的品質特性（如乾燥度、過熱度與不凝氣體）對滅菌效果至關重要。多數飽和蒸汽滅菌製程可分為預真空與重力置換製程，一般優先選擇預真空製程。預真空脈衝次數取決於待滅菌的物品或產品，需考量這些物品是否難以移除空氣（例如複雜的充填設備、過濾器與軟管）。在規定時間與溫度下完成滅菌後，進入乾燥階段，確保所有物品與包裝在移出滅菌器前均處於乾燥狀態。
空氣加壓滅菌製程需確立空氣加壓設定點、梯度，並在定義滅菌循環空氣加壓開始點時，考量容器硬度與導熱速率等產品特性。
02 溫度分佈研究
溫度分佈研究可評估滅菌器腔體內的溫度均勻性，對於部分製程，可透過該研究找到滅菌器內最慢加熱位置（或冷點），如門附近位置、各個角落及腔體內極端位置。包含空載熱分佈與裝載熱分佈研究。
空載溫度分佈可採用幾何模式確定腔體內所有位置的溫度分佈，協助檢測滅菌器內的冷點（冷點處濕熱滅菌介質分佈不均，應盡量消除）。然而，對於重力置換與預真空循環滅菌器，其排水口可能為自然冷點。溫度分佈研究的溫度探針數量依腔室尺寸而定，一般採用 10 支以上。
若空載存在冷點，則裝載研究時需在冷點位置放置探針；若空載熱分佈無冷點或熱點，則裝載後溫度探針可在整個滅菌腔室內均勻放置（幾何分佈），或隨機使用多個隨機分佈探針。需注意，若空載存在冷點，放置探針時不得接觸裝載的產品或滅菌設備。
溫度分佈測試結果需在設定公差範圍內，溫度探針與滅菌製程溫度設定點間的最大可變範圍均需確定。
03 開發裝載方式
對於多孔 / 堅硬物品，其裝載不易固定，開發裝載時需基於裝載物質量與空氣移除難度評估裝載組成，確保始終符合最低滅菌要求。為防止冷凝水積聚在產品表面或內部，較重的物品應放置在較低的層架上，桶與料斗等物品應倒置放置。開發過程中，需確認所有最小裝載與最大裝載之間的組合，以便在驗證中使用最小裝載與最大裝載。對於液體裝載，通常由均勻裝載的產品組成。
確定裝載模式時，關鍵在於確保產品放置位置不會阻礙滅菌介質接觸產品、不會導致空氣移除不充分、不會使產品接觸滅菌腔體壁。對於液體裝載，應盡量減少相鄰容器的重疊程度，避免整個裝載內產品升溫差異過大及 / 或產品變形。
04 熱穿透研究
若先前研究中發現腔體存在冷點（最慢加熱位置），需確保在冷點處放置穿透樣品。對於液體裝載，可使用替代物料，但必須匹配產品的黏度 / 熱容。一般每次測試至少使用 10 支探針。
05 冷點研究
5.1 多孔 / 堅硬物品冷點研究
熱穿透探針的放置位置基於物質量、物理尺寸與幾何形狀確定。例如：兩端開口的管子中間為最慢加熱位置。對於混合產品裝載，需對多種物品進行測試以找到最慢加熱產品，溫度探針放置於產品表面或內部，可評估整個產品的熱穿透且不影響結果。
5.2 液體產品冷點研究
充填液體容器的冷點，需透過在整個容器不同位置或層面放置多個探針，進行一系列試驗確定最慢加熱區域或位置。受熱情況與產品外形及充填量相關，大體積液體產品的冷點一般靠近產品中心垂直軸線的底部。需注意，擺放位置的改變也會影響冷點位置。
06 參數研究
6.1 升溫條件
對於預真空循環，需定義脈衝次數及與脈衝相關的壓力 / 真空水平。完成預真空脈衝後，若滅菌器控制系統具備相關功能，建議進行正壓脈衝（高於大氣壓力），作為額外步驟防止空氣回流至滅菌器。需仔細控制升溫時的壓力速率，確保過濾器包裝的完整性。
平衡時間僅適用於採用飽和蒸汽滅菌的多孔 / 堅硬物品裝載。EN285：2015 8.2.1.3.1 規定：腔室容積不大於 800 L 的滅菌器，平衡時間不超過 15 s；容積更大的滅菌器，平衡時間不超過 30 s。
對於液體裝載，需開發升溫速率。
6.2 暴露溫度
需定義滅菌溫度，確保達到指定的物理與生物殺滅率要求（包括 PNSU 非無菌機率 probability of a nonsterile unit），同時不影響產品完整性、性能或液體裝載的化學性質。
6.3 壓力
對於飽和蒸汽程序，需確保溫度與壓力條件足以維持滅菌器內的飽和蒸汽，並考量壓力引起的容器變形。因此，需評估滅菌腔體與產品在升溫、暴露及暴露後冷卻階段的壓力差。
6.4 暴露時間
確定暴露時間是為了確保穩定達到預期的物理殺滅率（F 物理）目標。以下彙總監管與行業要求：
- EU GMP 附則1 無菌藥品的製造
過度殺滅滅菌（Overkill sterilisation）—— 一種足以將微生物降低 12 log₁₀、最小 D 值 1 分鐘的製程。
- EMA Guideline on the sterilisation of the medicinal product, active substance, excipient and primary container，2019
| 循環 | 製程類型 |
蒸汽滅菌或最終滅菌熱處理 前負荷菌 |
負荷菌鑑別 | 製程保持溫度 |
| 歐洲藥典 5.1.1 參考程序 | 滅菌 | 100 CFU/100ml (非日常) | 否 | ≥121℃ 15min |
| 過度殺滅程序 F₀＞12min | 滅菌 | 100 CFU/100ml (非日常) | 否 | ≥121℃ |
| F₀＞8min | 滅菌 | 100 CFU/100ml (日常) | 否 | ＞115℃ |
| F₀＞8min | 滅菌 | 100 CFU/100ml (日常) | 是 ** | ＞115℃ |
| F₀＞8min | 滅菌 | 100 CFU/100ml (日常) | 是 ** | ＞110℃ |
| F₀＞8min | 滅菌 | 100 CFU/100ml (日常) | 是 ** | ＞110℃ |
| F₀＜8min | 後續無菌製程最終滅菌熱處理 | 0 CFU/100ml，最終熱處理前透過滅菌-過濾和處理 (日常) | 是 *** | ＞110℃**** |
| F₀＜8min | 後續無菌製程最終滅菌熱處理 | 0 CFU/100ml，最終熱處理前透過滅菌-過濾和處理 (日常) | 是 *** | ＞110℃**** |
* 有關代碼編號說明見下文
** 中間控制證明生物負荷菌具有可接受的耐熱性
*** 滅菌步驟（即過濾）之前的生物負荷菌應具有耐熱性特徵
**** 若合理，可使用低於 110℃的溫度，需根據具體情況評估此類程序的額外文件要求
- PDA TR No.1 Validation of Moist Heat Sterilization Process，2007殘存機率設計法：基於生物負載（負載表面或內部）的特性與產品的熱敏感性，確保滅菌產品的致死率至少實現 PNSU ≤10⁻⁶。
- 過度殺滅設計法：FPHY 與 FBIO 至少為 12 分鐘的滅菌程序。（此殺滅率水平的滅菌過程，可對初始污染孢子水平為 10⁶、抗性（D₁₂₁℃）為 1min 的產品實現 12 個對數單位的微生物滅活，從而達到 PNSU≤10⁻⁶）
- 大型蒸汽滅菌技術要求（同 EN 285 要求）對於滅菌溫度分別為 121℃和 134℃的滅菌器，維持時間應分別不小於 15 min 和 3 min。
6.5 暴露後階段
對於多孔 / 堅硬物品裝載，需考量裝載的乾燥與冷卻階段，需冷卻至安全操作溫度，並透過壓力控制確保產品不發生變形。抽真空速率必須控制，確保過濾器與包裝完整性不受破壞。
對於液體裝載，需控制冷卻曲線確保包裝不被破壞，並監控冷卻時間確保冷卻有效，避免冷卻階段產品積累過多熱量。
主要參考文獻
[1] 濕熱滅菌製程的驗證
[2] EC EudraLex – Volume 4 GMP guidelines Annex 1 Manufacture of Sterile Medicinal Products, 2022
[3] EMA Guideline on the sterilisation of the medicinal product, active substance, excipient and primary container，2019
[4] BS EN285:2015 Sterilization – Steamsterilizers – Large sterilizers
[5] PDA TR No.1 Validation of Moist Heat Sterilization Process，2007
