Nerūsējošais tērauds ir dominējošais celtniecības materiāls farmācijas ražošanā -, kas izvēlēts ne tikai tā stiprības un izturības dēļ, bet arī tā unikālās spējas ievērot stingras higiēnas, inerces un tīrāmības prasības, ko pieprasa globālās regulatīvās iestādes, tostarp ASV Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA), Eiropas Zāļu aģentūra (EMA) un veselības aizsardzības iestādes visā pasaulē.
Tomēr ne viss nerūsējošais tērauds ir vienāds farmācijas pakalpojumu jomā. Nepareizas kvalitātes izvēle, neatbilstoša virsmas apdare vai pasivēšanas un metināšanas standartu neievērošana var izraisīt produkta piesārņojumu, neveiksmīgas normatīvās pārbaudes, dārgas sistēmas izslēgšanas un galu galā kaitējumu pacientiem.

Šī rokasgrāmata ir paredzēta farmācijas inženieriem, iepirkumu profesionāļiem, kvalitātes nodrošināšanas speciālistiem, reglamentējošo jautājumu vadītājiem - un ikvienam, kas iesaistās dzīvības zinātņu nozarē - un kam ir vajadzīga skaidra, uz datiem- balstīta atsauce par nerūsējošā tērauda atbilstību farmācijas lietojumos. Katra sadaļa ir balstīta uz pašreizējām labas ražošanas prakses (cGMP) prasībām un atsaucēm uz piemērojamiem nozares standartiem.
Kāpēc nerūsējošais tērauds dominē farmācijas ražošanā?
Farmācijas rūpniecība darbojas saskaņā ar principu, ka ražošanas iekārtas nedrīkst mainīt, piesārņot vai absorbēt produktu, ar kuru tas saskaras. Tam ir nepieciešami materiāli ar unikālu īpašību kombināciju, ko nerūsējošais tērauds -, īpaši austenīta kategorijas - nodrošina labāk nekā jebkurš cits komerciāli pieejams konstrukcijas materiāls.
Izturība pret koroziju:Paš-atlabojošs pasīvais hroma oksīda slānis (Cr2O3, ~2–5 nm biezs) pasargā metālu no farmaceitisko šķīdinātāju, tīrīšanas līdzekļu un sterilizācijas līdzekļu ķīmiskās iedarbības.
Virsmas tīrāmība:Elektropolizētas nerūsējošās virsmas sasniedz Ra vērtības tik zemas kā 0,1–0,25 µm -, kas ir pietiekami gludas, lai novērstu baktēriju adhēziju un bioplēves veidošanos, kas ir neredzami draudi zāļu kvalitātei.
Inertums/neizņemamība{0}}:316L nerūsējošais materiāls neizskalo jonus vai organiskos savienojumus zāļu produktos nosakāmā līmenī normālos farmaceitiskā procesa apstākļos -, kas ir būtiski, lai nodrošinātu atbilstību USP<661>un ICH vadlīnijas.
Metināmība:Zema-oglekļa pakāpes (304L, 316L) var orbitāli-metināt, lai izveidotu gludus, bez spraugām-pilnībā pārbaudāmus savienojumus -, kas ir cGMP sistēmas dizaina stūrakmens.
Saderība ar sterilizāciju:316L iztur atkārtotu sterilizāciju ar tvaiku (SIP) 121–135 grādu temperatūrā, H2O2 tvaika -fāzes sterilizāciju (VHP) un ķīmisko dezinfekciju -, kas nepieciešama aseptiskā ražošanas vidē.
Galvenais regulējošais princips: FDA 21 CFR 211.65 nosaka, ka iekārtu virsmām, kas saskaras ar komponentiem, -procesa materiāliem vai zāļu produktiem, jābūt gludām, ne-reaģējošām, bez-piedevām, ne-uzsūcošām un tīrāmām. 316L nerūsējošajam tēraudam, pareizi apstrādātam - standartam atbilst šai prasībai.
Nerūsējošā tērauda markas, ko izmanto farmācijā
Farmācijas rūpniecība izmanto koncentrētu nerūsējošā tērauda kategoriju apakškopu, no kurām katra ir atlasīta atbilstoši specifiskiem veiktspējas parametriem. Tālāk esošajā tabulā ir sniegts visaptverošs pārskats par pakāpēm, sastāvu un pielietojuma jomu:
|
Pakāpe (UNS) |
Kr (%) |
Ni (%) |
p (%) |
Virsma Ra (µm) |
Farmācijas lietošanas gadījumi |
|
304 / 304L (S30400/S30403) |
18–20 |
8–12 |
- |
Mazāks vai vienāds ar 0,8 |
Kontaktu struktūras, kas nav-produkti-, sekundārās tvertnes, platformas |
|
316 / 316L (S31600/S31603) |
16–18 |
10–14 |
2–3 |
Mazāks vai vienāds ar 0,5 |
API reaktori, WFI tvertnes, CIP/SIP cauruļvadi, tvertnes |
|
316Ti (S31635) |
16–18 |
10–14 |
2–3 |
Mazāks vai vienāds ar 0,5 |
Augstas-temperatūras farmaceitisko procesu cauruļvadi, siltummaiņi |
|
317L (S31703) |
18–20 |
11–15 |
3–4 |
Mazāks vai vienāds ar 0,5 |
Agresīvi tīrīšanas līdzekļi, skābes{0}}smagie formulēšanas trauki |
|
904L (N08904) |
19–23 |
23–28 |
4–5 |
Mazāks vai vienāds ar 0,4 |
Augsta-hlorīda vide, fosforskābes pakalpojums |
|
Duplex 2205 (S31803) |
21–23 |
4.5–6.5 |
2.5–3.5 |
Mazāks vai vienāds ar 0,8 |
Strukturālie balsti, augstspiediena{0}}trauki biotehnoloģijā |
|
6Mo / 254 SMO (S31254) |
19.5–20.5 |
17.5–18.5 |
6–6.5 |
Mazāks vai vienāds ar 0,4 |
Hlorētā ūdens sistēmas, jūras ūdens dzesēšana, CIP agresīvs |
1. tabula. Nerūsējošā tērauda markas, ko parasti izmanto farmācijas ražošanā (sastāva dati: ASTM A240 / EN 10088)

316L klase - Farmācijas standarts
Grade 316L (UNS S31603)ir neapstrīdams farmācijas ražošanas darba zirgs. Tā 2–3% molibdēna saturs ievērojami uzlabo izturību pret punktveida un plaisu koroziju, salīdzinot ar 304 l -, kas ir būtiska priekšrocība vidēs, kur regulāri tiek izmantoti hlorīdu-saturoši tīrīšanas līdzekļi, nātrija hlorīda buferi un sāls šķīdumi.
Apzīmējums “L” (zems oglekļa saturs, mazāks vai vienāds ar 0,03 % C) nav -apspriežams farmaceitiskajām sistēmām. Tas novērš hroma karbīdu veidošanos pie graudu robežām metināšanas laikā - fenomenu, ko sauc par sensibilizāciju -, kas sistēmā var radīt korozijas-jutīgās zonas katrā metināšanas karstuma-ietekmētajā zonā (HAZ). Farmācijas rūpnīcā ar tūkstošiem metināto savienojumu sensibilizācija bez “L” kategorijas specifikācijas būtu katastrofāla ilgtermiņa sistēmas integritātei.
304L klase - sekundārās konstrukcijas
304L klaseir piemērots lietošanai bez-produkta-kontakta, piemēram, konstrukciju rāmjiem, platformām, tīru telpu paneļiem un komunālo iekārtu korpusiem. Zemāks molibdēna saturs padara to nepiemērotu tiešai saskarei ar zālēm hlorīdu vidē, taču tā joprojām ir rentabla izvēle perifērijas farmācijas infrastruktūrai.
Augstākas-leģētās kategorijas -, ja ar 316 l nepietiek
Noteiktās farmaceitiskās vidēs -, jo īpaši tādās, kurās dzesēšanai izmantots augstas-hlorīda hlorīda saturs, agresīvi skābju tīrīšanas līdzekļi vai jūras{2}}iekārtas, kas atrodas - augstākas-leģētas kategorijas, nodrošina nepieciešamo papildu korozijas robežu:
317L pievieno 1% papildu molibdēnu virs 316 l, uzlabojot izturību pret sērskābes un fosforskābes vidi, kas ir izplatīta API sintēzē.
904L piedāvā vara piedevu, kas nodrošina izcilu izturību pret sērskābi -, ko izmanto vitamīnu, aminoskābju un speciālu ķīmisko vielu farmācijas ražošanā.
6 mēn (254 SMO) with 6% molybdenum and a PREN >40, ir norādīts, ja piekrastes farmaceitiskajās iekārtās parasti tiek izmantots jūras ūdens vai tehnoloģiskā ūdens ar augstu -hlorīda saturu -.
Normatīvā sistēma: ko noteikumi patiesībā prasa
Izpratne par normatīvo vidi ir būtiska ikvienam profesionālim, kas ir atbildīgs par farmaceitisko iekārtu specifikācijām. Šajā tabulā ir norādīti galvenie standarti un vadlīnijas atbilstoši to īpašajām prasībām attiecībā uz nerūsējošā tērauda izvēli un lietošanu:
|
Standarts / Vadlīnija |
Izdevēja iestāde |
Saistība ar nerūsējošo tēraudu farmācijā |
|
21 CFR 210. un 211. daļa |
FDA (ASV) |
Pašreizējā LRP zāļu ražošanā: aprīkojumam ir jābūt inertam, ne-reaģējošam, tīrāmam, bez-piedevām produktam |
|
EudraLex Vol{0}} (ES GMP) |
Eiropas Komisija |
ES GMP: saskares virsmām jābūt gludām, ne{0}}porainām, ne-reaģējošām; nosaka virsmas apdares prasības |
|
ASME BPE-2022 |
ASME (ASV) |
Bioapstrādes aprīkojums: nosaka izmērus, pielaides, virsmas apdari (Ra/Rz/Rq), metināšanas kvalitāti un materiālu kategorijas |
|
ISO 14159 |
ISO |
Higiēnas prasības mašīnu projektēšanai; pārtikas un farmācijas iekārtu tīrāmības kritēriji |
|
3-A sanitārie standarti |
3 A SSI (ASV) |
Sanitārais dizains piena/farmācijas produktiem; virsmas apdare Ra Mazāka vai vienāda ar 0,8 µm produkta saskarei; Ra ir mazāks par vai vienāds ar 3,2 µm bezkontakta gadījumā |
|
EHEDG vadlīnijas |
EHEDG (Eiropa) |
Eiropas Higiēnas inženierijas un dizaina grupa: tīrāmība, materiālu savietojamība, virsmas apdare farmācijai/pārtikai |
|
USP<661> & <1661> |
USP (ASV) |
Plastmasa un ekstrahējamie materiāli: materiāls nedrīkst izskalot vielas zāļu produktā tādā līmenī, kas ietekmē drošību vai kvalitāti |
|
ICH Q9 / Q10 |
ICH |
Kvalitātes riska pārvaldība un farmācijas kvalitātes sistēmas: uz risku{0}} balstīta pieeja materiālu atlasei un GMP |
|
ISPE bāzes ceļveži |
ISPE |
Farmācijas inženierijas paraugprakse, tostarp ūdens sistēmas, beztaras cietās vielas, sterila ražošana |
2. tabula. Normatīvie standarti un vadlīnijas, kas attiecas uz nerūsējošo tēraudu farmācijas ražošanā
FDA pamatprasība (21 CFR 211.65)
FDA Pašreizējā labas ražošanas prakses (cGMP) regula 21 CFR 211.65 nosaka pamatprasības visām iekārtām zāļu ražošanā. Tajā teikts, ka aprīkojuma virsmas, kas saskaras ar sastāvdaļām, -procesa materiāliem vai zāļu produktiem, nedrīkst būt reaģējošas, piedevas vai absorbējošas, lai mainītu zāļu drošumu, identitāti, stiprumu, kvalitāti vai tīrību. Šis viens teikums virza visu farmācijas nerūsējošā tērauda specifikāciju ainavu.
ASME BPE: inženiera specifikācijas standarts
ASME Bioprocessing Equipment (BPE) standarts ir visdetalizētākā tehniskā atsauce farmācijas un bioapstrādes iekārtu projektēšanai. Regulāri atjaunināts (pašreizējais izdevums: 2022), tajā ir norādīts:
Virsmas apdares klasifikācijas (SF1 līdz SF6) ar noteiktiem Ra, Rz un Rq parametriem
Metināšanas kvalitātes prasības orbitālajai un manuālajai GTAW metināšanai
Materiālu kategorijas kvalifikācija un ķīmiskā sastāva prasības
Higiēnas caurules, veidgabalu un skavu savienojumu izmēru pielaides
Elektropolēšanas un pasivēšanas prasības un verifikācijas metodes
Nozares piezīme: ASME BPE atbilstību FDA nav juridiski pilnvarojusi, taču tas ir de facto nozares standarts. FDA inspektori sagaida BPE{1}}saderīgus projektus produktu-kontaktu sistēmām jaunās iekārtās, un novirzēm ir nepieciešams dokumentēts riska pamatojums.
ES GMP 1. pielikums (2022. gada pārskatīšana) - Aseptiska ražošana
2022. gadā pārskatītā ES LRP 1. pielikuma “Sterilo zāļu ražošana” ieviesa ievērojami stingrākas prasības materiālu kvalifikācijai aseptiskajā ražošanā. Galvenās prasības tagad ietver formālu piesārņojuma kontroles stratēģiju (CCS), pilna virsmas raksturojuma dokumentāciju visām produkta -kontaktvirsmām, obligātu elektropulēšanu aseptiskajam iepildīšanas-un-apdares aprīkojumam, kā arī uzlabotu bioplēves riska novērtējumu ūdens sistēmas materiāliem.
Virsmas apdare: vissvarīgākā specifikācija
Farmaceitiskā nerūsējošā tērauda virsmas apdare neapšaubāmi ir vissvarīgākā specifikācija. Pārāk raupja virsma aiztur mikroorganismus, produktu atliekas un tīrīšanas līdzekļus -, radot piesārņojuma risku, ko neviens tīrīšanas cikls nevar pilnībā novērst. Virsmas apdare tiek kvantificēta ar Ra (vidējais aritmētiskais raupjums, mikrometros), kur zemāka Ra vērtība nozīmē gludāku virsmu.
|
Pieteikums |
Ra Max (µm) |
Pabeigšanas metode |
Standarta atsauce |
Piezīmes |
|
Produkta{0}}kontaktvirsmas (perorāla cietā deva) |
0.8 |
Mehāniskā pulēšana (120–180 graudainība) |
3-A SSI; ES GMP |
Minimums cGMP atbilstībai; nav atļauta bedri |
|
Produkta{0}}kontakts (sterils/injicējams) |
0.5 |
Mehāniskā + elektropulēšana |
ASME BPE SF1–SF3 |
Vēlams Electropolish; noņem virsmas dzelzi, nogludina mikro{0}}pīķus |
|
WFI (Water for Injection) cauruļvadi |
0.25–0.38 |
Electropolish (EP) |
ASME BPE SF4; Eur. |
EP obligāts WFI lielākajai daļai LRP interpretāciju; slīpums Nepieciešams lielāks vai vienāds ar 1%. |
|
Attīrīta ūdens (PW) cauruļvadi |
0.5–0.8 |
Mehāniski vai EP |
ASME BPE SF2; USP<1231> |
EP stingri ieteicams; nepieciešama pasivēšana pēc-metinājuma |
|
CIP/SIP trauku iekšpuse |
0.5 |
Mehāniskais + EP |
ASME BPE; ES LRP 1.pielikums |
Jāiztur 121 grādu tvaiks; nav plaisu vai mirušu kāju |
|
Bez-produkta-kontakta (ārējās virsmas) |
3.2 |
Mehāniskā apdare / 2B dzirnavas |
3-A SSI |
Tīrāms ar standarta slaucīšanu; nav rūsas{0}}sprostošas virsmas |
|
Aseptisks uzpildes un apdares aprīkojums |
0.25 |
Electropolish |
ASME BPE SF4; 1. pielikums (2022) |
2022. gada ES 1. pielikums nosaka pilnīgu virsmas raksturojumu |
3. tabula: Virsmas apdares prasības pēc farmaceitiskā lietojuma (ASME BPE / EU GMP / 3-A SSI)
Mehāniskā pulēšana pret elektropulēšanu
Mehāniskā pulēšana(izmantojot abrazīvas siksnas, diskus vai pulēšanas maisījumus) pakāpeniski noņem virsmas materiālu, sasniedzot Ra vērtības līdz aptuveni 0,4–0,8 µm farmaceitiskajam darbam. Tas ir piemērots daudzām produktu-kontaktu lietojumprogrammām, taču atstāj mikro-virziena skrāpējumus, kas var radīt piesārņojumu.
Elektropulēšana (EP)ir elektroķīmisks process - komponents tiek iegremdēts fosforskābes/sērskābes vannā, un elektriskā strāva vislabāk izšķīdina virsmas mikro-pīķus, atstājot gludu, noapaļotu topogrāfiju. EP sasniedz Ra, kas ir mazāks vai vienāds ar 0,25 µm, vienlaikus noņem virsmas dzelzs piesārņojumu (uzlabojot hroma -un -dzelzs attiecību uz virsmas) un uzlabo oksīda slāņa pasivitāti -, radot nepārprotami tīrāku virsmu farmaceitiskajiem pakalpojumiem.
Labākā prakse: jebkurai WFI sistēmai, sterilai ražošanas iekārtai vai aseptiskai uzpildīšanai-un-finišam elektropulēšana ir jānorāda - ne tikai kā apdare, bet arī kā ieguldījums higiēnas un atbilstības jomā. Ra uzlabojums no 0,8 līdz 0,25 µm samazina bioplēves pievienošanai pieejamo virsmas laukumu par aptuveni 10 reizēm.
Lietojumprogramma-novērtējumu kartēšanai
Farmācijas iekārtā ir desmitiem dažādu sistēmu un aprīkojuma veidu, un katram no tiem ir noteiktas īpašas korozijas, tīrības un normatīvās prasības. Šajā tabulā ir sniegtas praktiskas specifikācijas rokasgrāmatas visbiežāk lietotajiem farmaceitiskajiem lietojumiem:
|
Farmaceitiskā sastāvdaļa / sistēma |
Ieteicamā(-ās) atzīme(-es) |
Atslēgas izvēles pamatojums |
|
API (Active Pharmaceutical Ingredient) reaktora tvertnes |
316L, 317L |
Pretoties agresīviem šķīdinātājiem, skābēm, sārmiem; zems oglekļa saturs novērš metināšanas šuvju sensibilizāciju |
|
WFI uzglabāšanas tvertnes un sadales cilpas |
316L (elektropolēts) |
PREN ~25; obligātais EP līdz Ra mazāks vai vienāds ar 0,25 µm; slīps, drenējams dizains |
|
Attīrīta ūdens (PW) cauruļvadu sistēmas |
316L, 304L (zemāka riska zonas) |
Gluds urbums turbulentai plūsmai; orbitālā metināšana; pasivēta pēc-instalēšanas |
|
CIP (tīras-vietā{1}}sistēmas |
316L |
NaOH un slāpekļskābes izturība; Ra mazāks vai vienāds ar 0,5 µm; nav plaisu pie veidgabaliem |
|
SIP (Steam{0}}In-Place) sistēmas |
316L, 316Ti |
augstas{0}}temperatūras tvaiks līdz 135 grādiem; Ti stabilizācija novērš karbīda nogulsnēšanos pie metināšanas HAZ |
|
Sterilas uzpildes un finiša līnijas |
316L (elektropolēts) |
Ra mazāks vai vienāds ar 0,25 µm; orbitāls{1}}metināts; atbilst ES 1. pielikumam (2022) |
|
Tablešu pārklājuma pannas un maisītāji |
316L, 304L |
saskare ar sausām cietām vielām; gluda apdare novērš savstarpēju{0}}piesārņojumu; viegli noslaucīt- |
|
Liofilizatora (saldēšanas{0}}žāvēšanas) kameras |
316L |
Kriogēnā saderība; augsta tīrāmība; saderīgs ar H2O2 VHP sterilizāciju |
|
Siltummaiņi (procesa dzesēšana/sildīšana) |
316L, 316Ti, 904L |
Izturība pret koroziju plašā temperatūras diapazonā; 904L agresīvam hlorīda dzesēšanas ūdenim |
|
Bufera un barotnes sagatavošanas trauki |
316L |
Izturēt NaCl, fosfātus, aminoskābes; pilnīga nosusināšana; CIP{0}}saderīgs |
|
Bioreaktori un fermentatori (biotehnoloģijas) |
316L, Duplex 2205 (apvalks) |
316L produkta kontaktam; duplekss konstrukcijas spiediena saglabāšanai; ASME BPE kvalificēts |
|
Šķīdinātāju uzglabāšana un izplatīšana |
316L, 317L |
Paaugstināts Mo saturs šķīdinātāju izturībai; saderīgs ar ATEX zonu; statiskais zemējums |
|
Tīras telpas konstrukcijas sastāvdaļas |
304, 316L |
Kontaktpersona, kas nav-produkta-kontaktpersona; Ra mazāks vai vienāds ar 3,2 µm; nav porainu virsmu; bez korozijas-dezinficējošā vidē |
|
Augstas-tīrības gāzes sadale (N2, CO2) |
316L (elektropulēts, tīrīts) |
Elektropolēts + iztīrīts; nav ogļūdeņražu piesārņojuma; Swagelok-stila kompresijas piederumi |
4. tabula. Ieteicamās nerūsējošā tērauda kategorijas pēc farmaceitiskā pielietojuma
Ūdens sistēmas: visvairāk regulētais nerūsējošā tērauda lietojums
Farmaceitiskās ūdens sistēmas -, kas ietver attīrītu ūdeni (PW), ūdeni injekcijām (WFI) un tīru tvaiku (PS) - ir visstingrāk regulētais un visplašāk norādītais nerūsējošā tērauda lietojums jebkurā zāļu ražošanas uzņēmumā. Gan FDA, gan ES GMP vadlīnijas nosaka, ka šīs sistēmas ir jāprojektē un jākonstruē tā, lai novērstu mikrobu piesārņojumu un uzturētu ūdens kvalitāti visos lietošanas punktos.
WFI sistēmām jābūt konstruētām no 316 l nerūsējošā tērauda, elektropulētām līdz Ra, mazāku vai vienādu ar 0,25 µm, ar orbitālu -metinātām, slīpām, lai nodrošinātu pilnīgu drenāžu (lielāks par vai vienāds ar 1 grādu), un tām ir jābūt 70 grādiem vai lielākām, lai novērstu mikrobu augšanu (vai pārbaudītām aukstuma sistēmām).
Attīrīta ūdens sistēmām ir nepieciešami līdzīgi projektēšanas principi, ar Ra mazāku vai vienādu ar 0,5 µm, un 316 L vai 304 L (zema -riska izplatīšanas zonās), kas ir pieņemami atkarībā no tīrīšanas līdzekļa režīma.
Pure Steam sistēmām ir jāizmanto 316 l visā - tvaika kvalitāti pārbauda vadītspēja, endotoksīns un ne-kondensējamās gāzes testēšana atbilstoši Ph. Eur. 0169/USP<1231>.
Metināšanas un izgatavošanas prasības
Farmaceitiskā nerūsējošā tērauda sistēma ir tik tīra un atbilstoša kā tās vājākā šuve. Metinātie savienojumi ir visneaizsargātākie punkti jebkurā farmaceitiskajā cauruļvadā vai tvertņu sistēmā - tie rada karstuma-ietekmētas zonas (HAZ), virsmas krāsas maiņu (karstuma nokrāsu) un potenciālus ģeometriskus pārtraukumus (plaisas, padziļinājumus), kas aiztur piesārņojumu un iztur tīrīšanu.
|
Izgatavošanas prasība |
Specifikācija / limits |
Normatīvais pamats |
|
Metināšanas metode (kontakts ar izstrādājumu) |
Orbital GTAW (TIG) - automatizēta, pilnībā dokumentēta |
ASME BPE; FDA 21 CFR 211,65; ES GMP |
|
Metināt iekšējās virsmas apdari |
Ra Mazāks vai vienāds ar 0,5 µm (mehāniski pulēts vai EP pēc metināšanas) |
ASME BPE WG (Metināšanas grupa); ES 1.pielikums |
|
Metinājuma krāsas (karstuma nokrāsa) ierobežojums |
Zelts/salmi pieņemams; zils, pelēks, melns=noraidīt |
ASME BPE daļa MJ; DIN 17441 (vizuāla pārbaude) |
|
Atpakaļ-attīrīšanas gāze (argona tīrība) |
lielāks vai vienāds ar 99,999% tīra argona; rasas punkts mazāks vai vienāds ar –60 grādiem |
ASME BPE; novērš metinājuma sakņu oksidēšanos |
|
Metināšanas dokumentācija |
WPS, PQR, metinātāja kvalifikācija atbilstoši ASME IX |
FDA cGMP; ASME BPE daļa MJ-4 |
|
Pēc{0}}metināšanas pasivēšanas |
Citronskābe (10% pie 60 grādiem, 30 min) vai slāpekļskābe (20–25% pie 49 grādiem) |
ASTM A967 / ASTM A380; ASME BPE daļa PM |
|
Mirušās kājas (nav-plūsmas zonām) |
Maksimālā L:D attiecība=2:1 uz ASME BPE |
FDA rokasgrāmata augstas tīrības ūdens sistēmu pārbaudēm |
|
Slīpums drenāžai |
Vismaz 1 grāda (1,7%) slīpums pret notekas punktu |
ASME BPE DT (izmēri un pielaides); ES GMP |
5. tabula. Galvenās metināšanas un izgatavošanas prasības farmaceitiskajām nerūsējošā tērauda sistēmām
Kāpēc orbitālā metināšana ir farmaceitiskais standarts?
Orbital GTAW (gāzes volframa loka metināšana) izmanto datorizētu metināšanas galviņu, kas griežas par 360 grādiem ap cauruli, radot pilnībā automatizētu, reproducējamu metinājumu ar precīzi kontrolētu siltuma padevi. Salīdzinot ar manuālo TIG metināšanu, orbitālā metināšana nodrošina izcilu ģeometrisko konsistenci (nav metināšanas sakņu izvirzījumu urbumā), vienmērīgāku HAZ (samazina sensibilizācijas risku), pilnīgu elektronisku metināšanas ierakstu regulējošai izsekojamībai un spēju veikt atpakaļ-attīrīšanu ar augstas-tīrības argonu, lai novērstu iekšējo oksidāciju.
Siltuma nokrāsa - Kritisks vizuālās apskates punkts
Kad nerūsējošais tērauds tiek metināts, karstums izraisa hroma virsmas migrāciju un krāsainu oksīda slāņu veidošanos -, ko parasti sauc par "karstuma nokrāsu". Šie tonētie slāņi norāda uz samazinātu hroma pieejamību pamatā esošajā metālā, kas apdraud pasīvo oksīda slāni un var būt dzelzs jonu izdalīšanās avots farmaceitiskajos produktos. ASME BPE Part MJ nodrošina fotogrāfisko krāsu standartu metināšanas šuvju pieņemšanai: gaiši zelta un salmu krāsas parasti ir pieņemamas; zilas, pelēkas un melnas karstuma nokrāsas ir iemesls noraidīšanai, un tām ir nepieciešams-atkārtots darbs vai pasivēšana.
Pasivēšana: korozijas izturības atjaunošana un maksimizēšana
Pasivācija ir ķīmiskas apstrādes process, ko izmanto nerūsējošajam tēraudam pēc izgatavošanas, metināšanas vai uzstādīšanas, lai noņemtu virsmas dzelzs piesārņojumu un uzlabotu hromu{0}}bagāta pasīvā oksīda slāņa veidošanos, kas nodrošina nerūsējošā tērauda izturību pret koroziju. Farmācijas ražošanā pasivēšana nav obligāta - tā ir cGMP prasība.
|
Procesa solis |
Aģents / metode |
Nosacījumi |
Standarta |
|
Iepriekšēja-tīrīšana (attaukošana) |
Sārmains mazgāšanas līdzeklis vai IPA salvete |
Telpas temperatūra; kontakta laiks saskaņā ar ražotāja SDS |
ASTM A380; vietne SOP |
|
Pasivācija - slāpekļskābe |
20–25% HNO3 šķīdums |
49–55 grādi; 20–30 min iegremdēšana vai cirkulācija |
ASTM A967 prakse C |
|
Pasivācija - citronskābe (vēlams) |
10-12% citronskābes šķīdums |
60–70 grādi; 30 min; noskalo ar WFI/PW |
ASTM A967 prakse A; ASME BPE PM-4 |
|
Elektropulēšana (kontakts ar produktu) |
Fosfora/sērskābes vanna (patentēta) |
Strāvas blīvums 30–100 mA/cm²; 10–30 min |
ASME BPE SF4; ASTM B912 |
|
Post{0}}pasivācijas verifikācija |
Ūdens pārtraukuma tests, augsta mitruma tests vai vara sulfāta tests |
Saskaņā ar ASTM A380 pieņemšanas kritērijiem |
ASTM A380; ASTM A967 |
|
CIP tīrīšanas cikls (tipisks) |
1% NaOH → DI ūdens skalošana → 1% HNO3 → WFI skalošana |
70–80 grādu NaOH; 65 grādu skābe; Lielāks vai vienāds ar 3 log samazināšanas mikro |
ES GMP; ICH Q9; USP<1231> |
|
SIP sterilizācijas cikls |
Tīrs tvaiks, 121 grāds (minimums) 15 min F0 |
Validēts saskaņā ar ISO 17665; spiediena turēšanas tests |
ES 1. pielikums (2022); USP<1229> |
6. tabula. Farmaceitiskā nerūsējošā tērauda pasivācijas, tīrīšanas un sterilizācijas protokoli
Kāpēc citronskābe ir aizstājusi slāpekļskābi kā ieteicamo metodi
Vēsturiski slāpekļskābe (HNO3) 20–25% koncentrācijā bija standarta pasivēšanas līdzeklis, kas norādīts ASTM A967 un militārajos standartos. Lai gan slāpekļskābe ir ļoti efektīva, tā rada ievērojamus riskus darbinieku drošībai (oksidējošā skābe), vides apglabāšanas problēmas un saderības problēmas ar noslēgtām sistēmām.
Citronskābes pasivēšana (10–12% 60–70 grādu temperatūrā), kas tagad ir vienlīdz atzīta ASTM A967 praksē A un ASME BPE daļā PM, ir kļuvusi par farmācijas nozares iecienītāko metodi. Tas nodrošina līdzvērtīgu vai izcilu pasivācijas kvalitāti, ir drošāk apstrādājams un likvidējams, neatstāj nitrātu paliekas sistēmā (svarīgi injicējamo zāļu ražošanā) un ir saderīgs ar uzstādīto farmaceitisko sistēmu pasivāciju in situ.
Izturības pret koroziju atsauce: pakāpe pret ķīmisko vielu
Farmaceitiskā ražošana ietver plašu ķīmisko iedarbību - no procesa vides (API, šķīdinātāji, buferi, bioloģiskie līdzekļi) līdz tīrīšanas un sterilizācijas līdzekļiem (kaustiskām vielām, skābēm, oksidētājiem, spirtiem), ko regulāri izmanto iekārtām. Tālāk esošajā tabulā ir sniegts ātrs-atsauces korozijas izturības ceļvedis parastajās farmaceitiskās ķīmiskās vidēs:
|
Ķīmiskā viela / aģents |
304L |
316L |
317L |
904L |
6Mo SS |
|
Slāpekļskābe (HNO3, atšķaidīta) |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
|
Sālsskābe (HCl) |
Nabaga |
Godīgi |
Labi |
Labi |
Lieliski |
|
Etiķskābe (HAc, atšķaidīta) |
Labi |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
|
NaOH / Kaustiskā soda |
Labi |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
|
Fosforskābe (H3PO4) |
Godīgi |
Labi |
Labi |
Lieliski |
Lieliski |
|
Acetons / IPA / šķīdinātāji |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
|
Hlorēti dezinfekcijas līdzekļi (NaOCl) |
Godīgi |
Labi |
Labi |
Ļoti labi |
Lieliski |
|
Ūdeņraža peroksīds (H2O2) |
Labi |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
|
Jūras ūdens / dzesēšanas ūdens ar augstu{0}}hlorīda saturu |
Nabaga |
Godīgi |
Labi |
Ļoti labi |
Lieliski |
|
Formaldehīds / aldehīdi |
Labi |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
Lieliski |
7. tabula. Nerūsējošā tērauda kategoriju izturība pret koroziju salīdzinājumā ar parastajiem farmaceitiskajiem ķīmiskajiem līdzekļiem (vispārīgā rokasgrāmata - apstipriniet, norādot konkrētus koncentrācijas, temperatūras un kontakta laika datus kritiskiem lietojumiem)
Svarīgi! Noturības pret koroziju vērtējumi ir orientējoši, pamatojoties uz vispārīgiem nozares datiem. Jebkuras nerūsējošā tērauda kategorijas faktiskā veiktspēja ir atkarīga no konkrētās ķīmiskās koncentrācijas, temperatūras, saskares laika un piesārņotāju klātbūtnes. Vienmēr veiciet oficiālu korozijas saderības pārbaudi - vai skatiet publicētās korozijas rokasgrāmatas (piem., Outokumpu Corrosion Handbook) -, pirms norādāt materiālus agresīvai ķīmiskai apkopei.
Materiālu pārbaude un dokumentācija cGMP atbilstībai
Dzirnavu pārbaudes sertifikāti (MTC/materiālu sertifikāti)
Katrai nerūsējošā tērauda partijai, ko izmanto farmācijas iestādē, ražotājam ir jāsaņem un jāsaglabā materiāla sertifikāts (saukts arī par Mill Test Certificate vai MTC). Šajā dokumentā jāiekļauj vismaz:
Ķīmiskā sastāva analīze (karstumam/partijai specifiska), pārbaudot visus elementu diapazonus atbilstoši ASTM vai EN standartam
Mehāniskās īpašības (stiepes izturība, tecēšanas robeža, pagarinājums, cietība)
Siltuma/partijas numurs pilnīgai materiāla izsekojamībai
EN 10204 3.1 tipa sertifikācijas minimums (ražotāja neatkarīga pārbaude); 3.2. veids kritiskām farmācijas lietojumprogrammām (verificēta trešā puse)
Klases apstiprinājums (piemēram, 316L atbilstoši ASTM A240/A312)
Delta ferīta satura - metināšanas kvalitātes nodrošināšana
Austenīta nerūsējošā tērauda metinājuma pildvielas materiāliem un metinājuma nogulsnēm delta ferīta saturs ir svarīgs kvalitātes kontroles parametrs. Delta ferīta saturs 3–8 FN (ferīta numurs) farmaceitiskām metinātām šuvēm - parasti ir norādīts pietiekami zems, lai saglabātu ne-magnētisko, korozijizturīgo- austenīta raksturu 316 L, bet pietiekami augsts, lai novērstu karstās plaisāšanu cietēšanas laikā.
Pozitīvā materiāla identifikācija (PMI)
PMI testēšana -, izmantojot portatīvos rentgena fluorescences (XRF) analizatorus vai optiskās emisijas spektrometrijas (OES) -, pārbauda, vai sistēmā ir uzstādīta pareizā sakausējuma klase. FDA pārbaudes grupas un farmaceitiskās kvalitātes auditori arvien vairāk sagaida pierādījumus par PMI testēšanu visiem izstrādājumiem{4}}kontakta materiāliem, jo īpaši pēc viltotiem vai nepareizi nosūtītiem nerūsējošā tērauda izstrādājumiem, kas nonāk farmācijas piegādes ķēdēs.
Virsmas apdares mērījumi un dokumentācija
Ra virsmas apdares mērījumi jāveic ar kalibrētiem kontaktprofilometriem (irbulis instrumenti atbilstoši ISO 4288 / ASME B46.1) un jādokumentē virsmas apdares pārbaudes ziņojumā (SFIR). Galvenās dokumentācijas prasības ietver:
Mērījumu vietas un biežums uz kvadrātmetru (ASME BPE nosaka minimālās mērījumu vietas tvertnēm un cauruļu sekcijām)
Mērīšanas iekārtu kalibrēšanas ieraksti
Pieņemšanas kritēriji, kas saistīti ar piemērojamo standartu (ASME BPE SF klasifikācija, 3-A SSI vai ES GMP)
Inspektora kvalifikācija un paraksts
Elektropulētu virsmu foto ieraksti (pirms un pēc salīdzināšanas)
Biofilma - Slēptais risks farmācijas nerūsējošā tērauda sistēmās
Bioplēve ir strukturēta mikroorganismu kopiena, kas ir ietverta pašražotā-polimēra matricā, kas pievienota virsmai. Farmaceitiskajās ūdens sistēmās un procesu iekārtās bioplēve ir viens no nopietnākajiem un visgrūtāk novēršamajiem piesārņojuma riskiem. Kad bioplēve ir izveidota, tā aizsargā mikroorganismus no tīrīšanas līdzekļiem, iztur dezinfekcijas temperatūru, kas iznīcinātu planktoniskās (brīvi -peldošās) baktērijas, un nepārtraukti izmet šūnas lielajā šķidrumā -, kas piesārņo attīrītu ūdeni, API un gatavos zāļu produktus.
Nerūsējošā tērauda specifikācija un virsmas apdare tieši ietekmē bioplēves veidošanās risku:
Virsmas raupjums (Ra):Salīdzinoši{0}}recenzētā literatūrā publicētie pētījumi konsekventi parāda, ka baktēriju piesaiste ievērojami palielinās, kad Ra palielinās virs 0,4–0,8 µm. Pie Ra=0.25 µm (elektropulētas) sākotnējā baktēriju adhēzija ir samazināta līdz pat 60–70%, salīdzinot ar Ra=0.8 µm mehāniski pulētām virsmām.
Plaisas un atmirušās kājas:Zema vai nulles plūsmas ātruma zonas ir primārās bioplēves iniciācijas vietas. ASME BPE maksimālā L:D attiecība 2:1 atmirušajām kājām un vismaz 1 grāda drenāžas nogāzēm ir bioplēves mazināšanas projektēšanas prasības, nevis tikai inženierijas preferences.
Virsmas ķīmija:Elektropulēšana bagātina virsmas hroma -un-dzelzs attiecību no aptuveni 1,5:1 (mehāniski pulēta) līdz lielākai par 2,5:1 -, radot stabilāku un hidrofilāku pasīvo slāni, kas iztur sākotnējo mikrobu saķeri.
Izmaiņu kontrole un apkope: sistēmu atbilstības uzturēšana
Farmaceitiskā nerūsējošā tērauda sistēma ir kvalificēta uzstādīšanas laikā -, taču, lai saglabātu šo kvalifikācijas statusu, ir nepieciešama disciplinēta izmaiņu kontrole un profilaktiskā apkope visā sistēmas darbības laikā.
Re{0}}pasivācijas prasības
Nerūsējošā tērauda sistēmu re{0}}pasivācija ir nepieciešama pēc jebkura notikuma, kas varētu būt apdraudējis pasīvo slāni, tostarp:
Jebkurš metinājuma šuvju remonts vai sistēmas modifikācijas
Pakļaušana spēcīgu skābju (HCl, HF) vai vidē ar augstu{0}}hlorīdu saturu bez pasivēšanas
Fiziski bojājumi, kas izraisa virsmas skrāpējumus vai izgriezumus, kas ir dziļāki par Ra, kas ir lielāki vai vienādi ar 1,6 µm
Regulāra plānotā pasivēšana katrai ražotāja vietnei SOP (parasti reizi gadā WFI/PW sistēmām)
Pēc jebkura mikrobu pārsnieguma notikuma ūdens sistēmās, kur ir aizdomas par bioplēvi
Pārbaude un integritātes uzraudzība
Iekšējo metināto savienojumu un cauruļu sekciju ikgadējā boroskopiskā pārbaude WFI/PW sistēmās
Regulāra ūdens kvalitātes pārbaude saskaņā ar USP<1231>/ Ph. Eur. 0169 visos lietošanas un atgriešanas punktos
Reizi ceturksnī visu produkta{0}}kontaktvirsmu vizuāla pārbaude, lai atklātu bedru, krāsas izmaiņas vai mehāniskus bojājumus
Biezuma mērīšana lielas -ātruma plūsmas zonās (elkoņi, tee krustojumi), kur ir iespējama erozija{1}}korozija
Nerūsējošā tērauda norādīšana: praktisks kontrolsaraksts
Sagatavojot specifikāciju farmaceitiskajam nerūsējošajam tēraudam - vai jaunai sistēmai, modifikācijai vai aprīkojuma iegādei -, tālāk norādītais kontrolsaraksts nodrošina, ka ir ievēroti visi kritiskie parametri.
Materiāla pakāpe
Apstipriniet UNS apzīmējumu: 316L (S31603) produkta -kontaktpersonai; 304L (S30403) tikai bez{5}kontakta
Norādiet L kategoriju (zemu oglekļa saturu), kas ir obligāta visiem metinātajiem mezgliem
Norādiet piemērojamo produkta standartu: ASTM A240 (plāksne/loksne), A312 (caurule), A276 (bārs) vai EN ekvivalents
Nepieciešams EN 10204 Type 3.1 MTC (tips 3.2 kritiskajām sistēmām)
Virsmas apdare
Norādiet maksimālo Ra µm katrai pielietojuma zonai (produkta-kontakts, CIP/SIP, bez-kontakta)
Norādiet, vai ir nepieciešama elektropulēšana (obligāti, ja Ra Mazāks vai vienāds ar 0,38 µm)
Atsauces ASME BPE SF klasifikācija (SF1–SF6) bioapstrādes iekārtām
Pieprasīt profilometra mērījumu protokolus ar kalibrēšanas sertifikātiem
Metināšana
Norādiet orbitālo GTAW visiem izstrādājuma{0}}kontaktu cauruļvadiem un tvertnes sprauslām
Norādīt atpakaļ{0}}attīrīšanas gāzi: argons, tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99,999%
Nepieciešama metināšanas procedūras specifikācija (WPS) un procedūras kvalifikācijas ieraksts (PQR) atbilstoši ASME IX
Definējiet karstuma nokrāsas pieņemšanas kritērijus, atsaucoties uz ASME BPE Part MJ krāsu standartu
Nepieciešama metinājuma pārbaude: 100% vizuāla + boroskopiska iekšējām virsmām; kritiskām šuvēm izvēlieties RT vai PT
Pasivēšana un dokumentēšana
Norādiet pasivēšanas metodi: citronskābe atbilstoši ASTM A967 praksei A (vēlama) vai slāpekļskābe praksei C
Nepieciešami pasivēšanas ieraksti: aģenta koncentrācija, temperatūra, laiks, pārbaudes testa rezultāti
Pieprasiet PMI testēšanas sertifikātus visiem instalētajiem produktu{0}}kontaktu materiāliem
Apstipriniet sistēmas dokumentācijas pakotni: IQ/OQ protokoli, kā{0}}uzbūvētie rasējumi, metināšanas kartes, virsmas apdares atskaites
Secinājums
Nerūsējošais tērauds -, īpaši 316 L elektropulētā un pareizi pasivētā stāvoklī - ir drošas, prasībām atbilstošas farmaceitiskās ražošanas iekārtas pamats visā pasaulē. Tā ķīmiskās inerces, virsmas tīrāmības, metināmības un sterilizācijas savietojamības kombinācija ir padarījusi to par izvēlētu materiālu saskares virsmām ar zālēm visās farmaceitiskās zāļu formās un ražošanas platformās.
Tomēr atbilstība nav automātiska. Tam nepieciešama pareiza pakāpes izvēle, atbilstoša virsmas apdares specifikācija, kodam-atbilstoša metināšana, pārbaudīta pasivēšana un stingra pastāvīga dokumentācija un izmaiņu kontrole. Regulatīvās iestādes - FDA, EMA un to globālie partneri - sagaida pierādījumus par visiem šiem elementiem objektu pārbaužu laikā.
Šajā dokumentā esošās datu tabulas un norādījumi par specifikācijām nodrošina praktisku,{0}}pamatotu pamatu pareizo lēmumu pieņemšanai katrā farmācijas iekārtu projektēšanas, būvniecības, kvalifikācijas un apkopes posmā. Ja rodas šaubas, vadošais princips paliek tāds, kā noteikts 21 CFR 211.65: aprīkojums nedrīkst mainīt, piesārņot vai absorbēt zāļu produktu, ar kuru tas saskaras. Katrs nerūsējošā tērauda specifikācijas lēmums ir jāpārbauda saskaņā ar šo standartu.
Izņēmums: jebkuram farmaceitiskajam produktam{0}}norādiet 316 L nerūsējošo tēraudu (UNS S31603, ASTM A240/A312), kas ir elektropulēts līdz ASME BPE SF4 (Ra Mazāks vai vienāds ar 0,25 µm) sterilām sistēmām, orbitāls{0}}armāts.9.9,9,9,9,9 pasivēts ar citronskābi atbilstoši ASTM A967 praksei A un dokumentēts ar EN 10204 3.1 tipa MTC, metināšanas ierakstiem un PMI sertifikātiem. Šī kombinācija ir globālais cGMP standarts.

