文章简介：有效运用膜除菌过滤技术
随着生物技术的不断发展，愈来愈多的生物制品进入工业化生产。目前，一种在制药行业，特别是在生物制品生产及一些无菌原料药的精制过程中重要的除菌方法——膜除菌过滤技术运用日趋广泛。对膜除菌过滤技术的充分理解与有效使用，将成为制药企业在技术竞争中处于优势地位的一个重要的砝码。
■膜除菌过滤是微孔过滤过程
1923年，德国研究人员Seitz开发了用于滤除药品中的细菌和热原的EK级滤板（石棉+纤维素），开始了膜分离技术在药品工业化生产中的运用。目前得到广泛应用的膜分离技术主要有三种形式：微孔过滤、超滤和反渗透。
除菌过滤操作所使用的过滤膜，从表面上看只是极薄、表面十分平滑的膜片，但其内部实际上是一组由多层次网状小孔紧密连接而成的坚硬构造。在这种网状的绞联结构中，每个网状小孔均有一定大小的孔径，可准确地分离各种大小不同的颗粒或细菌，从而达到除菌的目的。由此可见，除菌过滤技术主要利用了微孔过滤膜大小筛分的机理，因此除菌过滤用膜实际上是一种微孔过滤膜。并且，还可将滤膜制成带正电荷的过滤膜，利用正、负电荷相互作用的机理进一步去除一些更为微小、带负电荷的杂质微粒（如内毒素）等。
■膜的绝对截留性是首要因素
除菌过滤技术最早使用的滤材是石棉纤维。由于其悬尘对人的呼吸系统构成威胁，同时由于在滤过过程中，石棉纤维易脱落进入药液造成药品污染，因此FDA在1976年就已全面禁止了石棉材质在药品制造除菌过滤中的使用。
作为具有除菌过滤作用的微孔过滤膜，应该具备如下特性：可确定性，对杂质颗粒和细菌具有100%的绝对截留性。化学稳定性，能耐受灭菌温度，释出物愈低愈好，且必须是无毒的。具有紧密结合的内部结构，绝对无纤维成分脱落。滤膜孔径均匀分布，对过滤液的表面阻力极小，过滤速度快。最小的制成品流失量，不结合其中的主要成分，不改变其原有的品质。可进行完整性测试。可提供各种孔径范围。
由于除菌过滤的微孔过滤本质上属于绝对过滤，因此除菌过滤是否能达到预期的效果，其滤膜的可确定性即对杂质颗粒和细菌的绝对截留性，是选择除菌过滤用膜的首要因素。
■除菌过滤用膜产品不断发展
目前具备上述特性的除菌过滤用膜主要有以下几种：聚偏二氟乙烯膜，带正电荷尼龙66强化膜，不带电荷尼龙66双层膜，非对称结构乙酸乙酯膜，聚醚砜膜。
而过去曾被应用的聚砜膜，现在在除菌过滤中已很少使用。目前，在滤膜制造业比较有名的企业主要有美国的Millipore、Cuno、Pall、Gelman公司，英国的Do-mnickHunter公司，及德国的Satorius公司等。
自从德国Satorius公司制成第一张0.45微米绝对过滤精度的乙酸乙酯微孔过滤膜以来，近50年来，除菌过滤用膜一直在不断地演化和发展。由于最初的乙酸乙酯膜存在脆弱易裂、不易折叠、不耐热、疏水、结合蛋白质、释出物高等缺点，各制造厂商纷纷加以改进。美国Gelman公司随后研制出聚砜膜，其优点是坚韧、耐热，可以折叠，从而加大了过滤面积，但却仍未克服疏水性、结合蛋白质、释出物高等缺点。Millipore公司开发出聚偏二氟乙烯膜，它不但坚韧、耐热，而且低蛋白质结合及低释出，缺点是使用寿命较短。Cuno公司开发上市的带正电荷尼龙66强化膜则除了具有坚韧、耐热、亲水本性、释出物低等优点外，还具备去除热原的能力，其缺点是结合蛋白质。英国DomnickHunter公司的非对称结构乙酸乙酯膜的主要特点是高流量、低压力、使用寿命较长；聚醚砜膜的特点则是坚
韧、耐热、释出物低、非常低的蛋白质结合率及比聚偏二氟乙烯滤膜较长的使用寿命。
聚偏二氟乙烯膜及聚醚砜膜适用于含蛋白质药品及生物制品的除菌，非对称结构乙酸乙酯膜则适用于不含蛋白质药品的除菌过滤，不带电荷尼龙66双层膜适合化学药品的除菌过滤，带正电荷尼龙66强化膜可用于无热原药品的生产。
■规范膜除菌过滤操作
为使除菌过滤操作满足《药品生产质量管理规范》（GMP）的有关要求，在实际生产过程中，在终端除菌过滤器前一般应加装预过滤器，以去除过滤液中的粗大杂质。这样不但能使除菌效果满足GMP的要求，更可保护后续的微孔过滤膜，延长其使用寿命。终端除菌滤膜应能耐受灭菌温度，且其孔径一般不宜大于0.22微米。对于含血清的培养基则应选用0.1微米的滤膜以去除支原体等杂质。过滤系统在投入使用前必须预先经过蒸馏水冲洗和灭菌。为使除菌效果保持稳定，还应设有在线清洗（CIP）和在线灭菌（SIP）设施。
责任编辑：JJSKT
