制药非无菌制剂车间纯化水管道生物膜洋葱伯克霍尔德菌污染排查

引言：

在制药行业，非无菌制剂，吸入用途、口服制剂（片剂、胶囊、口服溶液），水基质非无菌产品占据重要地位，对于这类产品，其制药用水系统有着特殊要求。特别是水分活度大于0.95的非无菌化学药品制剂，应特别关注非发酵革兰氏阴性菌。而纯化水系统作为制药用水的关键部分，其微生物污染问题不容忽视，其中生物膜及Bcc洋葱伯克霍尔德菌的污染更是给药品质量带来严重威胁。奥克泰士工程师深入了解不可接受微生物污染规律，并找到有效清除和预防的方法，对于保障药品安全至关重要。

关键词：

非无菌产品、制药用水；纯化水系统清洗消毒方案；生物膜；Bcc洋葱伯克霍尔德菌；车间环境微生物污染控制、口服制剂，片剂、胶囊、口服溶液、水基质非无菌产品、非发酵革兰氏阴性菌、罗尔斯通氏菌、奥克泰士除生物膜消毒剂，腐蚀和残留验证、基本无腐蚀，霉菌、芽孢，GMP车间，不可接受微生物防范策略。

一、制药用水：非无菌产品、口服制剂、水基质非无菌产品、关注不可接受微生物

依据相关规定，非无菌化学药品及原辅料微生物限度研究技术指导原则（试行）》、《药典》1107、9209、9212等；常见不可接受微生物：洋葱伯克霍尔德菌群（Bcc）、罗尔斯通菌(Ralstonia spp.)，属于高风险污染的危害性微生物。

非无菌产品由于其自身性质，在生产过程中存在被微生物污染的潜在风险，且不同特性的非无菌产品对微生物的敏感程度和防控要求也有所差异。基于非无菌产品、水基质非无菌产品的这些特性，制药用水系统作为生产过程中的关键环节，应特别关注非发酵革兰氏阴性菌。这类细菌在制药环境中较为常见且具有一定危害性，一旦污染产品可能影响其质量和安全性。尤其是水分活度大于 0.95 的非无菌化学药品制剂，较高的水分活度为微生物的生长繁殖提供了有利条件，使得非发酵革兰氏阴性菌更容易滋生，所以更要着重加强对制药用水系统中此类细菌的监测与控制 。

纯化水系统生物膜滋生的微生物种类：

细菌和真菌都具备形成生物膜的能力。在水系统中，细菌占据主导地位，细菌生物膜是纯化水系统微生物污染的主要原因，导致需氧菌总数超标和不可接受微生物污染。通常对水基质非无菌产品抑菌体系具有较强的耐受性，这些不可接受微生物一旦在纯化水系统中滋生，会对水质产生严重影响，进而威胁药品质量。

制药用水系统中常见不可接受微生物：

洋葱伯克霍尔德菌群(Burkholderia cepacian complex)

罗尔斯通菌(Ralstonia spp.)

寡养单胞菌(Stenotrophomonas spp.)

鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas spp.)

二、非无菌制剂车间纯化水系统Bcc洋葱伯克霍尔德菌群生长特性及抗性

(一）BCC生长特性及抗性

Bcc洋葱伯克霍尔德菌群具有独特的生长特性。它对环境有一定的适应性，能够在纯化水系统中存活并繁殖。Bcc为革兰氏阴性杆菌，对营养要求不高，最适合生长温度为30℃，在4℃不生长。所以，制药企业的纯化水系统可以促进生物膜的生成，也有利于Bcc生长。（Bcc极容易形成生物膜。）

其抗性较强，对一些常见的消毒方式具有一定的耐受性，这使得它在纯化水系统中的污染难以彻底清除。例如，对氯、臭氧等消毒剂有一定的抵抗能力，在低浓度的消毒环境中仍能生存。

（二）常见BCC污染原因

如车间纯化水机RO膜破损是导致BCC穿透进入纯化水系统的常见原因之一。当RO膜出现破损，原本应被截留的BCC得以进入后续水系统，为后续污染埋下隐患。此外，生产车间纯化水系统生物膜滋生BCC，环境污染，也会使产品在检测中检出该菌，影响产品质量。

（二）Bcc污染特性主导环节：

不同于需氧菌总数，在纯化水RO膜反渗透制备单元、纯化水储配系统。

需氧菌总数是衡量纯化水系统中微生物污染程度的一个常用指标，但它并不能完全反映系统中不可接受微生物（如Bcc洋葱伯克霍尔德菌）的污染情况。而在纯化水系统中，RO膜反渗透制备单元和纯化水储配系统是Bcc洋葱伯克霍尔德菌污染的主导环节。RO膜反渗透制备单元虽然能够截留大部分微生物，但对于一些微小的微生物或受损的微生物细胞，仍有可能无法完全截留。而纯化水储配系统由于水体流动相对缓慢，容易滋生生物膜，为Bcc洋葱伯克霍尔德菌的生长提供了条件。而纯化水储配系统作为纯化水的存储和分配关键环节，一旦受到污染，将直接影响用水点的水体品质。

总结：生产车间纯化水系统污染主导原因：生物膜

生物膜是生产车间纯化水系统污染的主导原因。生物膜是由微生物及其分泌的胞外聚合物组成的复杂结构，它能够附着在管道内壁、储罐、阀门等表面。生物膜中的微生物处于一种相对稳定的状态，对消毒剂和抗生素具有较强的抗性。此外，生物膜还能够保护微生物免受水流冲刷和剪切力的影响，使其能够在系统中长期存活。一旦生物膜形成，就很难被彻底清除，从而导致纯化水系统的持续污染。

三、纯化水系统制备单元、储配等生物膜污染的环节分析（溯源排查参考）

（一）RO膜反渗透系统

反渗透系统包含膜架、压力容器（膜壳）、膜元件、管路、仪表阀门等多个部分。这些部件在长期运行过程中，若清洁和消毒不到位，极易滋生生物膜。例如，膜元件表面若附着有杂质和微生物，随着时间的推移，微生物会分泌胞外聚合物，逐渐形成生物膜，影响反渗透系统的过滤效果，降低水质。

（二）存储、分配系统（高发）

储配系统是纯化水系统微生物控制的核心环节。罐体和管道内壁是生物膜滋生的常见部位。由于纯化水在存储和分配过程中，水流速度相对较慢，为微生物的附着和生长提供了条件。微生物在罐体和管道内壁附着后，会不断分泌胞外聚合物，形成生物膜，导致持续性的微生物污染。

（三）常见错误应对方式及标准处理方式

面对储配系统生物膜污染，一些企业采用酸碱洗、巴氏消毒、管道钝化等方式进行处理，但这些方法往往无法有效去除生物膜。酸碱洗可能对设备造成腐蚀，且不能彻底清除生物膜内的微生物；巴氏消毒和管道钝化虽然能杀死部分微生物，但对于顽固的生物膜结构作用有限。

标准处理方式是使用去生物膜消毒剂进行清洗消毒，如奥克泰士生物膜专项方案。采用奥克泰士除生物膜消毒剂进行循环冲洗，能够彻底有效穿透生物膜，杀灭内部微生物，并破坏生物膜结构。冲洗完成后，需使用试纸工具测试药剂是否冲洗干净，确保纯化水系统中无消毒剂残留，避免对药品生产造成影响。

（四）水系统污染间接传播环境与定期环境监测

制剂车间纯化水系统生物膜滋生Bcc污染检出后，还会传播到环境，造成交叉污染。因此，强化环境监测至关重要。通过对车间空气、设备表面、人员手部等环境的定期监测，及时发现潜在的污染源，采取有效措施进行控制，防止污染扩散。

四、纯化水系统出现微生物污染的原因(排查预处理，制备单元，存储单元）

（一）预处理、过滤、杀菌单元的局限性

尽管纯化水系统拥有较为完善的过滤和杀菌配置，但预处理、过滤、杀菌等单元并不能100%地截留和杀灭微生物。例如，预处理环节可能无法完全去除水中的所有杂质和微生物；过滤单元的滤膜可能会随着使用时间的增长而出现破损或堵塞，影响过滤效果；杀菌单元的杀菌能力也可能受到水质、温度等因素的影响，无法彻底杀灭所有微生物。

（二）输入污染和内部交叉污染风险

纯化水系统存在输入污染和内部交叉污染的风险。输入污染可能来自于原水、化学药剂、空气等外部因素。例如，原水中可能含有各种微生物和杂质，若处理不当，会进入纯化水系统；化学药剂在储存和使用过程中若受到污染，也会影响纯化水质量。内部交叉污染则主要发生在系统的不同环节之间，如反渗透系统与储配系统之间、不同用水点之间等。若系统设计不合理或操作不当，容易导致微生物在不同环节之间传播。

（三）微生物形成生物膜的能力

微生物尤其是革兰氏阴性菌具有形成生物膜的能力。生物膜是细菌分泌的胞外聚合物（EPS）附着于物体表面而形成的三维结构化群落。在纯化水系统中，微生物一旦附着在设备表面，就会迅速分泌EPS，形成生物膜。生物膜为内部微生物提供了保护屏障，使其免受外部不良条件和消杀措施的影响，从而导致微生物难以被彻底清除。

（四）常见问题：不可接受微生物的浅度污染

RO膜（一级、二级）制备单元的浅度污染，尤其是反渗透系统的微量污染，都可能造成不可接受微生物的污染（阳性），而此时需氧菌总数指标可能仍合格。例如，一些正常的纯化水系统（需氧菌总数正常）中检出了Bcc，这就是由于反渗透系统存在微量污染，导致不可接受微生物进入后续水系统。这种情况往往容易被忽视，但对药品质量却存在潜在威胁。

五、非无菌制剂车间纯化水系统生物膜的形成及过程

（一）生物膜的定义与危害

生物膜英文简称BF，是细菌分泌的胞外聚合物（EPS）附着于物体表面而形成的三维结构化群落。在纯化水系统的存储分配系统中，生物膜会导致持续性的微生物污染，影响水质稳定性，进而影响药品质量。

（二）EPS的成分与功能

EPS主要以多糖和eDNA为主，其功能侧重于粘附和群体协同。多糖具有良好的粘附性，能够帮助微生物牢固地附着在物体表面；eDNA则参与生物膜的形成和结构稳定，促进微生物之间的信息交流和协同作用。

（三）真菌生物膜的特点

真菌与细菌类似，也具有形成生物膜的能力，例如念珠菌属、曲霉属等。真菌生物膜为胞外基质（ECM），ECM以刚性多糖和脂类为主，功能侧重于抗药性。这使得真菌生物膜更难被清除，对纯化水系统的污染更为严重。

（四）生物膜的发展过程

生物膜的发展过程包括黏附、表面聚集、增长、释放四个阶段。在黏附阶段，微生物通过自身的粘附结构附着在物体表面；表面聚集阶段，更多的微生物聚集在已附着的微生物周围，形成微菌落；增长阶段，微生物不断繁殖，分泌更多的EPS，生物膜逐渐增厚；释放阶段，部分微生物从生物膜中释放出来，进入周围环境，继续寻找新的附着点，形成新的生物膜。

一般的清洗和消毒方式在生物膜形成初期浮游微生物状态，是比较好处理的，最怕的是滋生到一定的厚度，聚集增长，定期，释放阶段，再用常规的酸碱，巴氏，蒸汽灭菌等无法彻底去除生物膜，需要专业的除生物膜消毒剂和方案（奥克泰士专项方案和技术服务）。

六、制剂车间纯化水系统生物膜的作用和抗性

（一）生物膜对微生物的作用

生物膜是微生物为适应自然环境有利于生存而形成的一种形态。它为内部微生物提供营养、排放代谢废物等，使内部微生物能够快速生长和繁殖。同时，生物膜还能保护内部的微生物，使其免受外部的不良条件和消杀措施的影响，如抵抗清洗剂、化学消毒剂、紫外线辐射等。

（二）生物膜自身的特性

细菌生物膜简称EPS，是粘稠状的胞外聚合物，主要由多糖、蛋白质、核酸和脂类构成。不同条件下细菌分泌的EPS成分会发生变化，不同细菌形成的EPS特性也会有所不同。EPS能抵抗清洗剂，能抵抗氯、臭氧和紫外线辐射等方式的效力，且抗性随着生物膜厚度的增加而显著增加，这使得生物膜很难被破坏和穿透。

制剂车间纯化水系统生物膜常用的清洗消毒方式分析（可作为日常维护）

（一）热力杀菌

巴氏、蒸汽等热力方式可以减少生物膜内部活菌数量，但往往无法彻底杀灭且无法移除生物膜组织。热力杀菌只能杀死生物膜表面的部分微生物，对于深层的微生物和生物膜结构作用有限。而且，高温可能会对设备造成损坏，影响设备的使用寿命。

（二）清洗剂

酸洗、碱洗、表面活性剂等清洗方式中，碱洗有助于降低系统有机物负载，但对生物膜去除效力不够。酸洗和碱洗可能会对设备造成腐蚀，表面活性剂虽然能去除部分污垢和微生物，但对于顽固的生物膜效果不佳。

（三）化学消毒剂

化学消毒剂很难穿透生物膜，接触生物膜表面时被酶分解，导致很难进一步解决生物膜组织及其内部微生物。不同的化学消毒剂对生物膜的作用效果也有所不同，而且化学消毒剂可能会残留于纯化水系统中，对药品生产造成污染。

（四）酶制剂

酶很难穿透胞外聚合物（EPS），另外酶的作用范围有限，效力易受环境因素影响。例如，温度、pH值等因素的变化可能会影响酶的活性，从而降低其对生物膜的去除效果。

七、制剂车间纯化水系统定期清洗消毒和监测的重要性

（一）定期清洗消毒

企业应升级水系统消毒方式，采用更有效的去生物膜消毒剂进行定期清洗消毒。定期清洗消毒能够及时清除纯化水系统中的微生物和生物膜，防止污染的积累和扩散。同时，应根据系统的运行情况和污染程度，制定合理的清洗消毒周期，确保系统的微生物指标始终处于可控范围。

（二）强化环境微生物监测

强化环境微生物监测能够及时发现潜在的污染源，采取有效措施进行控制。通过对车间空气、设备表面、人员手部等环境的定期监测，了解环境中微生物的种类和数量，评估污染风险。一旦发现环境监测结果异常，应立即对纯化水系统进行全面检查和消毒处理，防止污染进入药品生产环节。

八、关于奥克泰士 - 制药用水消毒专家

8.1 产品介绍

奥克泰士Oxytech消毒剂是专业除生物膜、杀孢子剂供应产品。提供一站式微生物控制方案和技术咨询服务，能够解决生物膜、不可接受微生物（洋葱伯克霍尔德菌、罗尔斯通氏菌等）、霉菌、芽孢等多种微生物污染问题。广泛应用于GMP车间、洁净区环境空气、设备表面及纯化水系统等多个领域。

8.2 材料腐蚀和残留测试数据

腐蚀性挑战测试显示，不锈钢材质按照72h（正常操作的18倍接触时间）进行测试，腐蚀性结果为基本无腐蚀，外观无明显变化。残留验证检测表明，奥克泰士无残留。这保证了在使用奥克泰士消毒剂后，极大的降低对纯化水系统的设备和管道造成腐蚀。

8.3 GMP车间及纯化水系统微生物技术服务和方案核心优势

1.拥有丰富的微生物治理实践经验，有专业工程师团队、丰富的处理经验和案例数据库等，能够为企业提供针对性的解决方案。

2.除生物膜消毒剂为德国品质，无色无味，生态无毒。

3.提供检测验证资料支持，能够去除生物膜、洋葱伯克霍尔德菌、罗尔斯顿菌、霉菌、芽孢等，并有腐蚀性和残留验证，让企业使用更加放心。作为纯化水微生物应用服务商和技术方案提供商，奥克泰士能够为制药企业的纯化水系统微生物控制提供全方位的支持。