工艺验证与GMP认证课件.ppt
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1、工艺验证与GMP认证,姚日生,教育部高等学校制药工程教学指导分委员会委员(2001至2005年)教育部高等学校制药工程教学指导分委员会委员(2006至2012年)教育部高等学校药学类专业教学指导委员会委员(2013至2017年)中国化工学会精细化工专业委员会委员安徽省药学会制药工程专业委员会主任委员安徽省教学名师奖(2013年)药用高分子材料“十一五”国家级精品教材奖(2011年),研究方向 (抗骨质疏松、抗肿瘤和抗痒症)药物分子设计与合成 (秸秆)生物质炼制 (反应精馏耦合、气固非均相反应、高效冻干、等离子场)过程强化技术与设备 制药工程专业建设与工程类课程教学目前在研项目 国家“863”计
2、划 安徽省十二五重大专项 制药工程专业国家级卓越工程师教育培养计划,系统设计师,设备/过程设计师,产品/过程支持或操作工程师,企业工程师或管理人员,研究员与开发人员,制药工程师,1.1 工程的历史和制药工程的发展,工程 人类改造自然的手段、过程与系统集成。工程 在中国古代主要指土木建造。Engineering 在西方最初意为古罗马军团使用的“撞城锤”, 后泛指军事设施以及民用建造活动。“工程”一词在古代主要是指称运用技艺或技能进行土木建造活动。到18世纪末,因工程与自然科学的结合,工程活动由原来的技艺传统逐渐转变为具有科学理论指导的技术应用。到20世纪初,形成了将数学和力学等理论结合起来应用于
3、工程实践的比较成熟的现代工程。,1.制药工程,技术-工程的基础和元素 它是通过对客观事物运动机理的理解和经过巧妙构思的再加工而获得新的“工具性”(条件)手段,并由此创造财富。 科学-认识自然的构成、本质和运动规律的知识。 工程科学-工程技术的直接理论基础,活动主体-工程科学家。 工程技术-在工程原理的指导下运用技术或技能进行具体的工程建造活动,不直接进行工程基本理论创新,活动主体-工程师。,1.1 工程的历史和制药工程的发展,1.1 工程的历史和制药工程的发展,1.1 工程的历史和制药工程的发展,1.1 工程的历史和制药工程的发展,到2011年我国有63所高校设有制药工程专业硕士学位教育、当年
4、招生数3174人。,药品pharmaceutical product,药品管理法第一百零二条的定义 用于预防、治疗、诊断人的疾病,有目的地调节人的生理机能并规定有适应症或者功能主治、用法、用量的物质。 包括中药材、中药饮片、中成药、化学原料药及其制剂、抗生素、生化药品、放射性药品、血清、疫苗、血液制品和诊断药品等。 活性药物组分active pharmaceutical ingredient,API 药品中具有药理活性的一种原料药(组分)。 中药 以中医学理论体系的思想表述其性能、功效和应用规律的药物 。 在中医理论指导下并依据中药的“四气五味”、“升降浮沉”、“功效”、“归经”以及“君臣左使
5、”等原则,利用天然药物进行配伍、组方而成的复方药或单味药材等。 10种标准纳入美国药典,丹参药材及粉末2个质量标准已被美国药典正式采纳;中国药典委向美国提供的99个中药品种正在接受美国药典委的复核与审定;穿心莲、积雪草、肉桂、青篙、灵芝收入美国膳食补充剂法典。,1.2 药品、药品制造与制药工程,药物制剂pharmaceutics 为使用医疗用药需要,将原料药制成各种便于给药的“形态”,简称制剂。,1.2 药品、药品制造与制药工程,药物drug,学术界的定义 一类能改变人体局部或全身的某些生理功能而常用于保健、预防、诊断、治疗疾病的生物活性物质,其中也包括一些处理或防止环境、用具污染的物质,如消
6、毒剂、灭菌剂等。 药物可来源于天然的动物、植物、矿物,也可用人工方法通过生物发酵提取或化学合成制得。,Drug,药品制造(Pharmaceutical Manufacturing ) 将原料经化学或物理加工成为新结构、新组成和/或新形态的产品和过程。这种制造仅允许在取得相应类别GMP证书的企业内进行。 按照产品类型分为原料药制造、药剂制造、生物和生化制品制造以及医学诊断试剂和医用材料制造;其中,血和血浆等血液制品的生产不属于原料药制造,系生物、生化制品制造;按照制药的方法分为化学制药、生物制药、中药制药。药物制剂需要借助传递过程工程技术、材料成型工程技术以及洁净工程技术等共同构成的制药工程技术
7、来实现。,1.2 药品、药品制造与制药工程,1.2 药品、药品制造与制药工程,药品的制造过程 通常包括(化学的和/或生物的)反应或/和分离、加热、冷却、混合、溶解以及颗粒的大小与形状的形成与改变等步骤(工序),就像其他流程工业生产过程一样,药物的生产过程也需要有相应的设备,并通过一定的条件(工艺、物流器件、装备与厂房)将过程与设备连接在一起。其过程以及为其提供保障的(HVAC)和水系统等都必须符合药品生产质量管理规范(GMP)的要求。GMP要求制药企业,采用洁净技术消除污染,采取严格的人流物流和其他技术措施消除混药以及差错,采用精细成型加工技术和在线监控技术保证药品质量的稳定和均一。具有特殊性
8、,1.2 药品、药品制造与制药工程,制药工程 运用药学理论和化学工程与生物工程原理等,研发制药技术和设备,指导药品生产所需系统和设施的设计与建设,实施制药技术与过程管理,进行药品生产。制药工程学科是药学、化学、化学工程与技术和生物工程为主并相互交叉的新型学科。利用相关自然学科的研究成果和本学科专业领域的工程技术基础及原理研究并揭示制药过程的基本规律,为制药工业技术的开发实施与药品的生产提供理论和技术支撑。(在一定程度上是)特殊的化学工程?应用药学?,空气净化系统流程(图),空气净化系统的流程图1、新回风混合段;2、初效过滤段;3、一次表冷段;4、二次表冷段;5、风机段; 6、加热段;7、加湿段
9、;8、消音段;9、中间消毒段;10、中效过滤段;11、送风段;12、高效过滤段,反渗透纯水设备,注射用蒸馏水设备,饮用水,软化水,蒸馏水,至车间用水点,来自城市供水管网,制水系统(与设备),Company Logo,生产过程装备与设施,生产过程工程与技术,工程设计(图纸等),科学与工程技术研究,学科、专业与知识,制药工程是研究批量与规模化制造药物以及改变药物的物理、力学和生物性质的工程技术学科,是典型的过程工程。,1.2 药品、药品制造与制药工程,制药产业需要制药过程和产品双向定位的专业技术人才。 具有多种能力,掌握最新技术和交叉学科的知识,了解密集工业信息,熟悉全球和本国政策法规。 能够利用
10、所学专业知识和掌握的技能去分析解决药物生产及技术开发过程的实际问题,能有效地优化药物的开发和制造过程,为社会提供质量可靠的药品。 在不违反法律并坚守从业基本道德的前提下为企业创造经济效益。,大多数人认为制药工艺验证是美国人“发明的”-此项药品质量技术管控是US 的FDA的Theodore E. Byers 和 Bernard T. Loftus提出的。 The truth is that many of our fundamental concepts of pharmaceutical process validation came to us from “Validation of Man
11、ufacturing Processes,” Fourth European Seminar on Quality Control, September 25, 1980, Geneva, Switzerland, and Validation in Practice, edited by H. Sucker, Wissenschaftliche Verlagsegesellschaft, GmbH, Stuttgard, Germany, 1983.,2. 工艺验证,三个关联词Qualification 确认-针对设施、仪器和设备、原料和产品等, 注重“做的结果”,保证“做的东西正确”。Va
12、lidation 验证-针对方法,注重“过程”,保证“做得正确”。Certification 认证-依法认可制度。,药品GMP认证-国家依法对药品生产企业(车间)和药品品种实施GMP监督检查并取得认可的一种制度,是国际药品贸易和药品监督管理的重要内容,也是确保药品质量稳定性、安全性和有效性的一种科学的先进的管理手段。法定认证机构-中国药品认证委员会(china certification committee for drugs,缩写为cccd),比如你要找一个(男/女)朋友: 首先必须是一个(男/女)的,你进行qualification(合格,限制) 然后她必须合乎你的要求:帅气/漂亮,能干大
13、度/贤惠,你要进行Verification(确认), 主要是看看是否帅气/漂亮,能干大度/贤惠。 最后还要看是不是适合你:这时要进行validation(验证)。,原辅料可以利用化学合成、发酵、酶促反应合成、重组DNA、从天然产物中提取或这些方法组合的工艺技术进行生产。间歇生产工艺提供的原料是可追溯的,连续过程可能在连续反应器中进行,对其唯一性识别或可追溯是不可行的。在经济上,对许多新的药物活性成分的生产,连续操作是不合适的而普遍采用间歇生产工艺;大多数药物用相同的辅料加工,且用量比活性成分高得多,因此,辅料生产工艺常常涉及连续过程。,1.1 原辅料生产工艺验证,原辅料生产工艺验证-Proce
14、ss Validation of Pharmaceutical Ingredients原料药-Bulk drug,药剂的生产,在所有步骤(单元操作)都在工艺验证范围内。例如,清洗、称重、量取、混合、混配、包装和贴签。原料药的生产,纳入工艺验证的是一些关键步骤(单元操作)。但关键步骤并不是仅限于最后一步,能够包括引入主要分子结构元素、导致主要化学转化,以及引入重大杂质或除去重要杂质的步骤。,为了达到验证的目的,制造商应该确定、管控和监控影响活性成分(API)重要质量指标的关键工艺参数。与质量不相关的工艺参数,比如,控制使能耗或设备使用最低的变量是不必包括在工艺验证中的。,确定关键工艺参数的途径涉
15、及制订“关键步骤的分析”。在为了确定那些可以影响整个工艺特性的关键过程变量的工艺确认阶段,制造商面临单元操作(反应步骤、结晶和沉淀分离)的挑战。,Figure 1 Working in parallel,可单用分析方法作为API和药品之间的重要技术桥梁。,从开发、临床研究、工艺研发和工艺验证到生产各阶段。,工艺验证应证实每个API杂质情况在限定的范围内,在工艺开发或用于临床和毒理研究的批量生产期间确定的杂质情况是可比较的或比历史的数据更好。,A.杂质,FDA指南对药用物质的杂质要求单杂不超过0.1%并应该是用一个可验证的分析方法充分地表征和定量。USP允许在药物活性成分中存在不超过2%的一般无
16、毒性杂质。杂质包括:残留原料、中间体、试剂、副产、降解产物、催化剂、重金属 、电解质、助滤剂和残留溶剂等对 APIs 成功的验证项目的目标之一是杂质情况控制维护以及保证污染物和杂质量尽可能的小。,为了实现可追溯,对生产的每一批API都应该在批结束的报告中列出以下信息: 批号和量 Batch identity and size 生产日期 Date of manufacture 生产地点 Site of manufacture 生产工艺说明 Specifics of the manufacturing process 杂质含量(单和总杂)Impurity content (individual a
17、nd total) 所用分析方法参考 Reference to analytical procedures used 批处理 Disposition of the batch,B. API 目前,APIs的绝大多数是有机的、碳基 、化学治疗剂,通过化学合成或发酵技术制备,或经由天然产物分离。90%以上的活性药物是固体,其多数是白色和晶体,并具有精确的熔点或范围。其余室温下是液体,还有少量的是医学气体。APIs的分子量范围1001000,倾向于300左右;熔点在100300C。,Active Pharmaceutical Ingredient,B. API APIs本质上属于下面四类化学品之一:
18、1.弱酸及其盐(磺胺醋酰钠、愈创木酚磺酸钾、 水杨酸镁,等)约占30%2. 弱碱及其盐(盐酸奥昔布宁、硫酸苯乙肼、磷酸氯喹、氢溴酸东莨菪碱、枸橼酸它莫西芬,等)约占45%3.有机非电解质(中性分子:水合三氯乙醛、氢化可的松、睾酮、甘露醇,等)约占15%4. 四元化合物(取代铵盐、氯化乙酰甲胆碱、溴美喷酯、及碘依可酯,等)约占10%,FDA 原则 “You are what you claim you are” 同食品、药品和化妆品一样适用于 APIs 。 比如,葡萄糖: 它被用作为烘焙食品的甜味剂时,它是食品原料(成分)并符合食品的要求。 它用作为片剂、胶囊或液体制剂的甜味剂或稀释剂的时候,它
19、是一个辅料。 它用于无菌葡萄糖注射剂的时候,它是活性药物成分,而一个API就必须通过内毒素和5-羟甲基呋喃含量的检测和测试。,药用辅料(非活性成分)-不同于药物活性物质的或(经过安全评价的)药品的物质,其在药物剂型中具有以下功能: ()辅助药品加工 (例如,粘结剂、 崩解剂、润滑剂、悬浮剂, 助滤剂) ()保护、支撑,或提高稳定性、生物利用度或病人的顺应性 (如, 螯合剂, 表面活性剂, 甜味剂)()帮助产品的识别 (如,色素, 香料, 成膜物)()提高药物在存储或使用期间的整体安全性和有效性的其他功能(如,惰性气体、防腐剂、避光剂)。,与APIs一样,药用辅料也是通过化学合成、发酵、从天然产
20、物中提取等工艺生产的。在粘土、纤维素、淀粉和天然胶类药用辅料的生产中通常的纯化工序可以不用。另外,在加工期间的某些辅料物理化学变化是不罕见的。 与APIs不一样, 许多辅料具有复杂的化学和物理结构难以用现代分析和色谱方法检测的。 估计目前有超过1000种药用辅料在全球使用。,International Pharmaceutical Excipient Council.药用辅料的GMP规则.与 APIs 的GMP相关的基本信息包含在有关技术规范文件中: European Chemical Industry Council/European Federation of Pharmaceutical
21、 Industries Association. GMP Guide (Aug. 1996).FDAs manufacturing, processing, or holding APIs draft guidance(March 1998).The Pharmaceutical Inspection Convention. API guide (revised April 1998).International Conference on Harmonisation. GMP Guide for APIs (Nov. 2000).World Health Organization (WHO)
22、.GMP guide for APIs(July 2001, also reflects ICH guidance documentation).ICH. Guidance for Industry: Q1B Photostability Testing of New Drug Substances and Products (Nov. 1996).FDA. Guidance for Industry, ANDAs: Impurities in Drug Substances (June 1998).FDA. Guidance for Industry, BACPAC I: Intermedi
23、ates in Drug Substance Synthesis (Feb. 2001).SFDA.药品生产质量管理规范(2010修订版,2011-01颁布)SFDA.药品注册管理办法(修订稿 2014-07,http:/),上述指南文件的确没有cGMPs那样重要和正式,但是它们确反映监管当局的最佳考量。ICH的指南文件涵盖下列基本要点:(1)概况 (包括指导对象和指导范围) 、质量管理 (内部审核和检查)、人员(资质, 卫生和咨询), 建筑和设施 (设计, 构造, 用水, 容器, 照明, 污水和卫生环境)。(2)工艺设备 (设计, 构造, 维修, 清洁, 校准和计算机软件系统)。(3)文件和
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