Навигация по таблицам
- Таблица 1: Классификация по ISO 14644-1 и EU GMP Annex 1
- Таблица 2: Микробиологические лимиты EU GMP по градациям
- Таблица 3: Требования к HVAC системам для разных градаций
- Таблица 4: Дифференциальное давление между классами
- Таблица 5: Частота мониторинга и реквалификации
Таблица 1: Классификация чистых помещений по ISO 14644-1 и EU GMP Annex 1
| ISO Class | EU GMP Grade | Частицы ≥0.5 мкм/м³ (at rest) | Частицы ≥0.5 мкм/м³ (in operation) | Применение |
|---|---|---|---|---|
| ISO 5 | Grade A | 3 520 | 3 520 | Асептическое наполнение, розлив инъекций, критические операции с открытым продуктом |
| ISO 7 | Grade B (at rest) | 352 000 | — | Фон для Grade A, подготовка компонентов перед асептическим наполнением |
| — | Grade B (in operation) | — | 3 520 000 | Фон для Grade A в процессе производства |
| ISO 8 | Grade C (at rest) | 3 520 000 | — | Приготовление растворов для фильтрации |
| — | Grade C (in operation) | — | 35 200 000 | Наполнение продуктов перед терминальной стерилизацией |
| — | Grade D | Не определено | Устанавливается производителем | Обработка компонентов после мойки, упаковка стерильных продуктов |
Таблица 2: Микробиологические лимиты EU GMP Annex 1 по градациям
| Grade | CFU/м³ (активный отбор воздуха) | CFU/пластина (седиментационные, 90 мм, 4 часа) | CFU/пластина (контактные, 55 мм) | CFU/перчатка (5 пальцев) |
|---|---|---|---|---|
| Grade A | <1 (ожидается 0) | <1 (ожидается 0) | <1 (ожидается 0) | <1 (ожидается 0) |
| Grade B | 10 | 5 | 5 | 5 |
| Grade C | 100 | 50 | 25 | — |
| Grade D | 200 | 100 | 50 | — |
Таблица 3: Требования к HVAC системам для разных градаций чистых помещений
| Градация | Тип воздушного потока | Скорость воздуха (м/с) | Кратность воздухообмена (обмены/час) | Тип HEPA фильтра | Эффективность фильтрации |
|---|---|---|---|---|---|
| Grade A (ISO 5) | Однонаправленный ламинарный (UDAF) | 0.36–0.54 | Не применимо | H14 (HEPA) | ≥99.995% при 0.3 мкм |
| Grade B (ISO 7) | Турбулентный | — | 20–40 | H13–H14 (HEPA) | ≥99.95% при 0.3 мкм |
| Grade C (ISO 8) | Турбулентный | — | 15–25 | H13 (HEPA) | ≥99.95% при 0.3 мкм |
| Grade D | Турбулентный | — | 10–15 | H13 (HEPA) или ULPA | ≥99.95% при 0.3 мкм |
Таблица 4: Дифференциальное давление между классами чистых помещений
| Переход между зонами | Рекомендуемый перепад давления (Па) | Цель контроля |
|---|---|---|
| Grade A → Grade B | +10–15 | Защита критической зоны от контаминации |
| Grade B → Grade C | +10–15 | Каскадное снижение чистоты, предотвращение обратного потока |
| Grade C → Grade D | +10–15 | Минимизация проникновения частиц из менее чистых зон |
| Grade D → неклассифицированная зона | +10–15 | Защита производственных зон от внешней контаминации |
Таблица 5: Частота мониторинга и реквалификации чистых помещений
| Градация | Мониторинг неживых частиц | Микробиологический мониторинг | Реквалификация |
|---|---|---|---|
| Grade A | Непрерывный в критических точках | Каждая производственная сессия | Каждые 6 месяцев |
| Grade B | Ежедневно | Аналогично Grade A (частый контроль) | Каждые 6 месяцев |
| Grade C | Ежедневно | Еженедельно | Каждые 12 месяцев |
| Grade D | Ежедневно или по графику | Еженедельно | Каждые 12 месяцев |
Содержание статьи
- 1. Введение в стандарты классификации чистых помещений
- 2. Классификация по ISO 14644-1:2015 и EU GMP Annex 1
- 3. Микробиологический мониторинг чистых помещений
- 4. Требования к HVAC системам и воздушной фильтрации
- 5. Контроль дифференциального давления
- 6. Частота мониторинга и реквалификация помещений
- 7. Практическое применение стандартов в фармацевтическом производстве
1. Введение в стандарты классификации чистых помещений
Чистые помещения представляют собой специально спроектированные производственные зоны, в которых концентрация взвешенных частиц в воздухе контролируется и поддерживается на определенном уровне. Эти помещения играют критическую роль в фармацевтической промышленности, где качество и стерильность продукции напрямую зависят от чистоты производственной среды.
Международный стандарт ISO 14644-1:2015 определяет классификацию чистоты воздуха в чистых помещениях на основе концентрации взвешенных частиц. Стандарт был впервые опубликован в 1999 году как замена устаревшему американскому стандарту FED-STD-209E и с тех пор стал глобально признанной системой классификации. Последняя редакция 2015 года внесла существенные изменения в методологию подсчета точек отбора проб и требования к оборудованию для измерения частиц.
В фармацевтической промышленности стандарт ISO 14644-1 используется в тандеме с требованиями EU GMP Annex 1, которые определяют специфические условия для производства стерильных лекарственных препаратов. Annex 1 вводит систему градаций от A до D, которая дополняет классификацию ISO микробиологическими лимитами и оперативными требованиями.
2. Классификация по ISO 14644-1:2015 и EU GMP Annex 1
Стандарт ISO 14644-1:2015 устанавливает девять классов чистоты воздуха от ISO Class 1 (наиболее чистый) до ISO Class 9 (наименее чистый). Классификация основана на максимально допустимой концентрации частиц на кубический метр воздуха для определенных размеров частиц. В фармацевтическом производстве наиболее часто используются классы ISO 5, 7 и 8, которые соответствуют градациям EU GMP Annex 1.
Градации EU GMP и их соответствие ISO классам
Grade A (ISO 5) представляет собой зону с наивысшим уровнем контроля контаминации. Максимально допустимая концентрация частиц размером ≥0.5 мкм составляет 3 520 частиц на кубический метр как в состоянии покоя, так и в рабочем режиме. Эта градация используется для критических асептических операций, таких как розлив инъекционных препаратов во флаконы и ампулы, открытые манипуляции со стерильными материалами.
Grade B (ISO 7 в покое) служит фоновой зоной для Grade A. В состоянии покоя допустимая концентрация частиц ≥0.5 мкм составляет 352 000 частиц/м³, а в рабочем режиме увеличивается до 3 520 000 частиц/м³. Эти зоны используются для подготовки компонентов перед асептическим наполнением и обеспечивают дополнительный барьер между критической зоной Grade A и менее чистыми помещениями.
Grade C (ISO 8 в покое) применяется для приготовления растворов, предназначенных для последующей фильтрации, и для наполнения продуктов перед терминальной стерилизацией. В состоянии покоя допускается до 3 520 000 частиц/м³ (≥0.5 мкм), а в рабочем режиме – до 35 200 000 частиц/м³.
Grade D представляет собой наименее строгую классификацию для производства стерильных препаратов. Для этой градации лимиты в рабочем режиме не предопределены стандартом, и производитель должен устанавливать их на основе оценки рисков и рутинных данных мониторинга.
Практический пример применения градаций
При производстве инъекционного раствора антибиотика процесс начинается в зоне Grade C, где происходит приготовление раствора и его фильтрация через стерилизующий фильтр. Затем фильтрованный раствор транспортируется в зону Grade B, где производится подготовка оборудования для розлива. Непосредственно розлив во флаконы осуществляется в зоне Grade A под ламинарным потоком воздуха, которая находится внутри помещения Grade B.
Изменения в ISO 14644-1:2015
Редакция 2015 года внесла важные изменения по сравнению с версией 1999 года. Из таблицы классификации были исключены частицы размером ≥5.0 мкм для ISO Class 5, что повлияло на формальную классификацию Grade A и Grade B в состоянии покоя. Однако EU GMP Annex 1 (2022) рекомендует учитывать эти частицы при мониторинге, используя M-дескриптор для обозначения макрочастиц.
Методика определения количества точек отбора проб была изменена с формулы квадратного корня на табличный метод, что обеспечивает как минимум 95% доверительный интервал того, что 90% площади помещения соответствует заявленному классу. Это изменение привело к увеличению количества точек отбора для большинства помещений.
3. Микробиологический мониторинг чистых помещений
Контроль микробиологической контаминации является неотъемлемой частью системы обеспечения качества в фармацевтическом производстве. EU GMP Annex 1 устанавливает строгие микробиологические лимиты для каждой градации чистых помещений, которые выражаются в колониеобразующих единицах (КОЕ).
Методы микробиологического мониторинга
Активный отбор воздуха выполняется с использованием импакторных пробоотборников, которые пропускают определенный объем воздуха через питательную среду. Для Grade A требуется результат менее 1 КОЕ/м³, причем ожидаемое значение должно быть нулевым. Любое обнаружение роста микроорганизмов должно инициировать расследование. Для Grade B лимит составляет 10 КОЕ/м³, для Grade C – 100 КОЕ/м³, для Grade D – 200 КОЕ/м³.
Седиментационные пластины (settle plates) диаметром 90 мм экспонируются в течение операций, максимум на 4 часа. Для Grade A лимит составляет менее 1 КОЕ на пластину (ожидается 0), для Grade B – 5 КОЕ, для Grade C – 50 КОЕ, для Grade D – 100 КОЕ. Время экспозиции должно основываться на исследованиях восстановления и не должно приводить к высыханию питательной среды.
Контактные пластины (contact plates) диаметром 55 мм используются для контроля поверхностей оборудования, помещений и одежды персонала. Лимиты для Grade A составляют менее 1 КОЕ (ожидается 0), для Grade B – 5 КОЕ, для Grade C – 25 КОЕ, для Grade D – 50 КОЕ. Контактные пластины применяются к поверхностям методом прокатывания спереди назад для обеспечения полного контакта.
Контроль перчаток оператора проводится с использованием специальных перчаточных отпечатков (5 пальцев). Для Grade A и Grade B лимит составляет менее 1 и 5 КОЕ соответственно. Для Grade C и D рутинный мониторинг перчаток обычно не требуется, за исключением случаев, определенных стратегией контроля контаминации.
Расчет необходимого объема отбора воздуха для активного мониторинга
Для Grade A при использовании активного отбора воздуха минимальный объем пробы согласно ISO 14644-1:2015 рассчитывается по формуле:
Vmin = 20 / Cn
где Cn – концентрация частиц для соответствующего класса (частиц/л).
Для ISO 5 (Grade A): Cn = 3.52 частиц/л (≥0.5 мкм)
Vmin = 20 / 3.52 ≈ 5.7 литров на точку отбора
На практике обычно используется объем отбора 1000 литров (1 м³) для обеспечения статистической достоверности результатов микробиологического мониторинга.
Требования EU GMP Annex 1 (2022)
Редакция Annex 1 2022 года ужесточила требования к микробиологическому контролю Grade A. Предыдущая версия 2008 года указывала "в среднем менее 1 КОЕ", что допускало редкие отклонения. Новая версия четко устанавливает лимит "нулевой рост", и любое обнаружение микроорганизмов требует полного расследования.
Для Grade A и Grade B введено требование непрерывного или частого мониторинга, в отличие от прежнего "частого" мониторинга. Это может быть достигнуто сочетанием методов активного отбора воздуха и седиментационных пластин. Частота мониторинга Grade B должна быть аналогична Grade A, что подчеркивает важность контроля фоновой зоны.
4. Требования к HVAC системам и воздушной фильтрации
Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) является критическим компонентом чистого помещения. Правильно спроектированная и эксплуатируемая HVAC система обеспечивает контроль как неживых частиц, так и микробиологической контаминации.
HEPA фильтрация
Высокоэффективные воздушные фильтры (HEPA) классифицируются согласно европейскому стандарту EN 1822. Для фармацевтических чистых помещений используются следующие классы фильтров:
H13 (HEPA) – эффективность ≥99.95% при задержании частиц размером 0.3 мкм. Применяется для Grade C и Grade D, а также может использоваться для Grade B при условии соответствия требованиям к концентрации частиц.
H14 (HEPA) – эффективность ≥99.995% при задержании частиц размером 0.3 мкм. Рекомендуется для Grade A и Grade B, особенно в терминальных фильтрах непосредственно в помещениях.
U15 (ULPA) – эффективность ≥99.9995% при задержании частиц размером 0.12 мкм. Применяется в особо критичных приложениях или как альтернатива HEPA фильтрам.
HEPA фильтры должны устанавливаться либо терминально (в потолочных диффузорах помещения), либо в составе приточных установок. Терминальная установка предпочтительна, так как предотвращает контаминацию чистого воздуха в воздуховодах после фильтрации. Целостность HEPA фильтров должна тестироваться при установке и регулярно (обычно дважды в год для помещений асептического производства) с использованием PAO или DOP аэрозольного теста.
Типы воздушных потоков
Однонаправленный (ламинарный) поток используется в зонах Grade A. Воздух движется в одном направлении с постоянной скоростью, обычно сверху вниз или горизонтально, обеспечивая вытеснение частиц из критической зоны. Скорость воздуха должна составлять 0.36–0.54 м/с (обычно целевое значение 0.45 м/с или 90 футов в минуту). HEPA фильтры покрывают 80–100% площади потолка для создания равномерного потока.
Турбулентный (неоднонаправленный) поток применяется для Grade B, C и D. Воздух подается через распределительные диффузоры с HEPA фильтрами, создавая смешивание воздуха в помещении. Эффективность очистки обеспечивается за счет высокой кратности воздухообмена.
Кратность воздухообмена
Кратность воздухообмена в час (ACH – Air Changes per Hour) определяет, сколько раз в течение часа объем воздуха помещения проходит через HEPA фильтрацию. Рекомендуемые значения:
Grade A: Понятие кратности воздухообмена не применимо, так как используется ламинарный поток. Критичным параметром является скорость воздуха и равномерность потока.
Grade B: 20–40 воздухообменов в час. Более высокие значения обеспечивают лучший контроль контаминации и более быстрое восстановление после нарушений.
Grade C: 15–25 воздухообменов в час. Достаточно для поддержания требуемой чистоты при менее критических операциях.
Grade D: 10–15 воздухообменов в час. FDA рекомендует минимум 20 воздухообменов для всех классифицированных помещений, но на практике для Grade D допустимы более низкие значения при условии подтверждения соответствия требованиям.
Пример расчета воздушного потока для помещения Grade B
Помещение Grade B имеет размеры: длина 10 м, ширина 6 м, высота 3 м. Объем помещения: V = 10 × 6 × 3 = 180 м³
При целевой кратности 30 воздухообменов в час:
Требуемый воздушный поток Q = V × ACH = 180 × 30 = 5 400 м³/ч = 90 м³/мин
При использовании потолочных диффузоров размером 1.2 × 0.6 м (площадь 0.72 м²) со скоростью потока 0.5 м/с:
Поток через один диффузор = 0.72 м² × 0.5 м/с × 3600 с/ч = 1 296 м³/ч
Требуемое количество диффузоров = 5 400 / 1 296 ≈ 4.2 → необходимо 5 диффузоров
Время восстановления
Время восстановления (recovery time) – это период, необходимый для того, чтобы помещение вернулось к своему заданному классу чистоты после нарушения (например, открытия двери или производственной активности). Для Grade B и Grade C рекомендуется время восстановления не более 15–20 минут. Это критический параметр валидации HVAC системы.
5. Контроль дифференциального давления
Поддержание положительного перепада давления между помещениями разных классов чистоты является ключевым элементом предотвращения контаминации. Дифференциальное давление создает направленный поток воздуха от более чистых зон к менее чистым, предотвращая проникновение загрязнений при открытии дверей и через микрощели в ограждающих конструкциях.
Рекомендуемые значения перепада давления
Согласно ISO 14644-4 и руководствам регуляторных органов, рекомендуемый перепад давления между смежными помещениями составляет 10–15 Паскалей (Па). Исторически использовалось значение 12.5 Па (0.05 дюйма водяного столба), установленное эмпирически в 1950-х годах и сохранившееся до настоящего времени как практический стандарт.
Минимальный перепад 5–10 Па может быть приемлем в определенных ситуациях, но необходимо учитывать кумулятивные допуски измерительных приборов, чтобы исключить возможность незамеченного обратного потока воздуха. Перепад давления не должен быть чрезмерно высоким, так как это может создать турбулентность и затруднения при открывании дверей.
Каскад давлений
В многозональных фармацевтических объектах создается каскад давлений, где каждое последующее помещение имеет более низкое давление:
Grade A → Grade B: +10–15 Па
Grade B → Grade C: +10–15 Па
Grade C → Grade D: +10–15 Па
Grade D → коридор/неклассифицированная зона: +10–15 Па
Суммарный перепад от Grade A до неклассифицированной зоны может составлять 40–60 Па. При проектировании необходимо учитывать, что двери между зонами с большим перепадом давления могут быть трудны в эксплуатации, поэтому часто используются шлюзы с промежуточным давлением.
Мониторинг и контроль давления
Критические перепады давления должны непрерывно мониториться и регистрироваться. Система сигнализации должна предупреждать персонал при отклонении давления за пределы установленных лимитов. Обычно устанавливаются два уровня тревог:
Предупреждение (alert): Отклонение на 2.5 Па от целевого значения. Требует внимания обслуживающего персонала.
Тревога (alarm/action): Отклонение на 5 Па или более. Требует немедленного вмешательства и оценки влияния на производство.
Измерение давления осуществляется дифференциальными манометрами (магнехеликами) – аналоговыми или цифровыми, либо электронными датчиками давления, интегрированными в систему мониторинга зданием (BMS) или систему мониторинга окружающей среды (EMS).
Расчет утечек воздуха и требуемого избыточного потока
Для поддержания перепада давления 12 Па в помещении Grade C площадью 100 м² с герметичностью по VDI 2083-19:
Допустимая утечка воздуха при 50 Па: 1.236 м³/(ч·м²)
Коэффициент пересчета для 12 Па: (12/50)0.65 ≈ 0.36
Утечка при 12 Па: 1.236 × 0.36 = 0.445 м³/(ч·м²)
Общая утечка: 100 м² × 0.445 = 44.5 м³/ч
Это избыточный приток, который должна обеспечить HVAC система для поддержания перепада давления.
6. Частота мониторинга и реквалификация помещений
Регулярный мониторинг чистых помещений и периодическая реквалификация необходимы для подтверждения соответствия установленным стандартам и обнаружения потенциальных проблем до их влияния на качество продукции.
Мониторинг неживых частиц
Grade A: Требуется непрерывный мониторинг в критических точках в течение всех операций. Счетчики частиц должны быть установлены вблизи точек наполнения и других критических зон. Данные должны регистрироваться в режиме реального времени и быть доступны для просмотра операторами и QA персоналом.
Grade B, C, D: Рутинный мониторинг должен проводиться ежедневно или согласно графику, основанному на оценке рисков. Минимальная продолжительность отбора проб составляет 1 минуту для частиц ≥0.5 мкм и ≥5.0 мкм. Точки отбора должны быть распределены по помещению для получения репрезентативной картины состояния воздуха.
Микробиологический мониторинг
Grade A: Микробиологический контроль должен проводиться во время каждой производственной сессии. Комбинация методов (активный отбор воздуха, седиментационные пластины, контактные пластины, контроль перчаток) обеспечивает полную картину микробиологического состояния.
Grade B: Частота мониторинга должна быть аналогична Grade A, что подчеркивает критическую роль фоновой зоны в защите Grade A.
Grade C и D: Еженедельный микробиологический мониторинг обычно достаточен, но частота может быть увеличена на основании результатов оценки рисков или тенденций данных.
Реквалификация чистых помещений
EU GMP Annex 1 (2022) устанавливает максимальные интервалы для реквалификации:
Grade A и Grade B: Максимальный интервал 6 месяцев. Реквалификация должна включать все тесты, выполнявшиеся при первоначальной квалификации, включая:
- Классификацию по частицам согласно ISO 14644-1
- Тест целостности HEPA фильтров (аэрозольный вызов)
- Измерение объема/скорости воздушного потока
- Тест восстановления времени
- Визуализация потоков воздуха (дымовые тесты)
- Измерение перепадов давления
Grade C и Grade D: Максимальный интервал 12 месяцев. Программа реквалификации аналогична Grade A/B, но может быть адаптирована на основе оценки рисков.
Внеплановая реквалификация требуется после значительных изменений в оборудовании, помещениях или процессах, которые могут повлиять на контроль окружающей среды.
Идентификация микроорганизмов
Annex 1 (2022) подчеркивает важность идентификации микроорганизмов, обнаруженных при мониторинге. Идентификация должна проводиться до рода или, при необходимости, до вида. Результаты идентификации используются для:
- Понимания источников контаминации
- Оценки эффективности процедур очистки и дезинфекции
- Определения трендов в экологии помещений
- Оценки рисков для продукта (патогенность, способность проникать через фильтры)
7. Практическое применение стандартов в фармацевтическом производстве
Интеграция требований ISO 14644-1 и EU GMP Annex 1 в практику фармацевтического производства требует систематического подхода, охватывающего проектирование, квалификацию, эксплуатацию и непрерывное совершенствование.
Стратегия контроля контаминации (CCS)
Концепция стратегии контроля контаминации является центральной в Annex 1 (2022). CCS должна быть научно обоснованной, основанной на оценке рисков и охватывать все аспекты контроля окружающей среды. Ключевые элементы CCS включают:
Проектирование помещений и потоков: Разделение зон разных классов чистоты, однонаправленное движение материалов и персонала от менее чистых к более чистым зонам, минимизация пересечений потоков.
Барьерные технологии: Annex 1 рекомендует использование изоляторов или систем ограниченного доступа (RABS) для критических операций Grade A. Альтернативные подходы должны быть обоснованы в CCS.
Персонал: Обучение, квалификация и периодическая переквалификация персонала, работающего в чистых помещениях. Для Grade A и Grade B требуется специальная квалификация по асептическим техникам.
Очистка и дезинфекция: Валидированные процедуры с использованием квалифицированных дезинфектантов. Для Grade A и Grade B дезинфектанты должны быть стерильными перед применением. Ротация дезинфектантов для предотвращения развития резистентности.
Типичные операции по градациям
Grade A – критические асептические операции
- Асептическое наполнение флаконов, ампул, шприцев инъекционными препаратами
- Асептическое соединение стерильных компонентов
- Добавление стерильных ингредиентов в открытую систему
- Экспозиция стерилизованных контейнеров и укупорочных средств перед наполнением
Grade B – фоновая зона для Grade A
- Подготовка оборудования и компонентов перед переносом в Grade A
- Транспортировка стерильных материалов к точкам наполнения
- Гоунинг персонала перед входом в Grade A
Grade C – подготовительные операции
- Приготовление растворов для последующей стерилизующей фильтрации
- Наполнение продуктов, предназначенных для терминальной стерилизации
- Взвешивание и смешивание стерильных порошков
- Мойка и подготовка компонентов
Grade D – вспомогательные операции
- Обработка и хранение вымытых компонентов
- Упаковка продуктов после терминальной стерилизации
- Гоунинг персонала перед входом в более чистые зоны
Критические точки контроля
При проектировании и эксплуатации чистых помещений необходимо идентифицировать критические точки контроля. Для асептического производства критическими являются:
Точка наполнения: Место, где стерильный продукт подвергается воздействию окружающей среды. Должна постоянно находиться под защитой Grade A с непрерывным мониторингом частиц.
Шлюзы и переходные зоны: Места потенциального проникновения контаминации. Требуют валидации потоков воздуха и подтверждения эффективности каскада давлений.
Интервенции в критической зоне: Любое вмешательство оператора в Grade A зону должно быть минимизировано, обосновано и выполняться по валидированным процедурам.
Регуляторные требования разных юрисдикций
FDA (США): Guidance for Industry "Sterile Drug Products Produced by Aseptic Processing" (2004) устанавливает требования, в целом согласованные с ISO 14644-1 и EU GMP. FDA рекомендует минимум 20 воздухообменов в час для классифицированных помещений и подчеркивает важность валидации асептических процессов через симуляции наполнения питательными средами (media fills).
EMA/EC (Европейский Союз): EU GMP Annex 1 (2022) является наиболее детализированным руководством, устанавливающим строгие требования к Grade A, обязательное рассмотрение барьерных технологий и расширенные требования к персоналу.
WHO: Рекомендации ВОЗ по GMP для стерильных препаратов согласуются с глобальными стандартами и используются во многих развивающихся странах.
PIC/S: Схема фармацевтической инспекционной кооперации принимает EU GMP Annex 1 в качестве базового стандарта для государств-членов.
