包括容器密封完整性的重要性，相关概念等；介绍了容器密封完整性测试中相关测试要点，需要关注的内容。比如相关法规要求，方法的选择，阳性样品的选择和制作，物理化学方法与微生物侵入方法的关联。

1、什么是容器密封完整性？

容器密封完整性是指容器密封系统能够提供的保护内容物的能力。它能够维持和保护内容物，使其能够符合质量要求。容器密封完整性是包装系统一个重要的质量属性。

2、为什么容器密封完整性非常重要？

由于注射剂产品的用药途径，使得容器密封完整性对于注射剂产品来说尤其重要。容器密封完整性能够防止微生物侵入，保持产品的无菌状态以及产品的稳定性和药效，最终保证患者用药的安全。失效的药品和非无菌的注射剂不只影响疗效，对患者的健康和生命可能存在潜在的危害。由于容器密封完整性破坏带来的严重的后果，使得容器密封性成为了药企注射剂产品放行的重要质控项目。影响容器密封性的因素很多，从产品开发的早期阶段包材的设计和选择到产品最终货架期的存储条件，都能够对容器密封完整性造成影响。所以保证注射剂产品整个生命周期的容器密封完整性就显得很有必要。

3、什么是容器密封完整性测试？

注射剂的容器密封完整性测试通过物理化学或是微生物方法直接或是间接地证明容器密封完整性。随着国内化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价的推进，容器密封完整性测试作为注射剂质量控制的重要手段，也成为了业内的讨论热门。目前容器密封完整性测试方法没有统一的标准方法。虽然新改版的USP <1207>对于无菌产品的容器密封完整性的评估已经给出了详细的指导。但是药品生产企业在实际的操作过程中还是遇到了很多困惑。比如，方法选择，方法接受标准，阳性样品的选择，样品量的选择，物理方法与微生物侵入方法的关联，等等。

4、容器密封完整性测试的法规要求有哪些？

法规对容器密封完整性的要求主要都是体现在各国的GMP的法规和指导文件中。欧美可供参考的容器密封性相关的法规以及指导文件有：

•EU GMP Annex 1 Manufacture ofSterile Medicinal Products

•US FDA related guidance forindustry

◦Submission Documentation forSterilization Process Validation in Applications for Human and Veterinary DrugProducts

◦Container and Closure SystemIntegrity Testing In lieu of Sterility Testing as a Component of the StabilityProtocol for Sterile Products

•PDA Technical Report No.27Pharmaceutical Package Integrity

•USP <1207> 

•ATSM related standards (ASTMF2338, ASTM F2391, ASTM F2096, …)

国内相关的法规和指导文件主要有：

•《药品GMP指南-无菌药品》2011

•《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》2020

•《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（征求意见稿）》2020

从各国的法规中，我们可以看到各国对于注射剂产品的容器密封完整性的要求，还是有许多共同的要求。总结如下，供参考：

•无菌药品包装容器的密封性应当经过验证

•容器密封完整性的方法需要验证，提供方法灵敏度相关的信息

•熔封的产品（如玻璃安瓿或塑料安瓿）应当作100%的检漏试验，其它包装容器的密封性应当根据操作规程进行抽样检查，欧盟GMP附录1第二次征求意见稿中把Blow-fill-seal (BFS),Form-Fill-Seal (FFS), Small and Large Volume Parenteral(SVP & LVP) bags增加到了100%检漏的产品中

•有真空包装的产品需要按照合适的，预设的周期测试包装保持真空的能力

•无菌产品稳定性研究方案中除开始和结束结点，容器密封完整性测试可以代替无菌测试

•容器密封完整性测试不能代替产品放行中的无菌测试

•在产品整个生命周期中容器密封完整性都需要保证

5、如何选择测试方法？

目前为止，容器密封完整性测试没有能够被业界接受的统一方法和标准。各国和地区的监管机构对于方法的选择也没有很明确的规定。PDATechnical Report No.27 Pharmaceutical Package Integrity 中列举了18种容器密封完整性相关的测试方法。它们可以分为确定性方法和概率性方法。USP <1207>对于这两种方法有详细的定义。概率性方法和确定性方法在业内都有应用。容器密封完整性测试方法只要能够很好的被验证，都能被广泛的接受。概率性方法如微生物侵入法以及色水法，在业界应用很广泛，也使用了很多年，监管机构也比较熟悉和接受。确定性方法如真空衰减等也开始在容器密封完整性测试中应用得多起来。

从监管机构的接受情况以及容器密封完整性测试方法的优缺点来看，没有一个方法是能够很好适合产品的整个生命周期的。也就是说在产品生命周期的不同阶段可以使用不同的容器密封完整性的方法。比如，在产品包装开发设计阶段，可能需要灵敏度很高的方法（真空氦检）来支持包装的选择。在生产过程中对产品的监控，可能就需要能够进行高通量测试的方法，对于与灵敏度的要求就降低了，此时真空衰减，色水法，或是高压放电法都能满足要求。

关于具体方法选择的标准或是考虑点，USP <1207>也有详细的总结，本文总结了一些不同的考虑角度：

•目标用途，比如，包装开发设计，灭菌工艺验证，工艺流程监控，以及稳定性测试等

•方法本身特性，比如，微生物侵入，一般认为只适合包装验证，不适合日常监测；真空氦检灵敏度很高，但有由于其在部分情况下为非无损测试，所以不适合产品放行

•企业内部的经验，比如，已有产品的相关方法可以运用到新产品中去

•企业自身的成本考虑，比如高压放电或是激光顶空设备价格较贵，仪器对环境要求带来的高成本。在满足监管机构要求的前提下，可以选用经济以及适合企业自身的方法进行测试

•监管机构法规的要求，比如，《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（征求意见稿）》中要求如方法灵敏度无法达到产品最大允许泄露限度水平或产品最大允许泄露限度不明确，建议至少采用两种方法（其中一种推荐微生物挑战法）进行密封性研究

6、如何做“方法开发”

对于使用仪器测试的物理完整性方法的开发（真空衰减，真空氦检，高压放电等），仪器厂家会提供完整的方法开发的流程。有不明确的地方，获得帮助还是比较容易的。

色水法这样的物理测试方法，由于使用历史比较长，有一些可供参考的文献，比如USP<381>, EP 3.2.9, 以及ASTM，ISO也都有提及。可以先参考这些方法里的相关条件来进行测试。如果测试发现参考条件不能满足目前产品需求，比如灵敏度没有达到预期，那我们可以加严暴露条件（真空度，暴露时间）来达到目的。色水法由于其概率性方法特性带来的结果不稳定，也可以通过增加真空度，增加暴露时间以及增加样品量等条件来改善。

微生物侵入方法的开发，如果方法是用来验证包装抵抗微生物能力，需要尽可能高的灵敏度。在这种情况下可以参考色水法的条件以及方法开发的过程。如果微生物挑战法目的主要是通过模拟或增强实际过程中产品可能遇到的最差情况（生产，贮存以及运输等），来找到包装的最大允许泄漏限度与物理方法进行关联，说明物理方法的有效性。此时我们就需要考虑产品在真实情况下的情况来设计暴露条件并说明理由。

7、如进行方法验证

为了保证容器密封性测试方法的有效性，这些方法需要进行方法学验证，这是各国法规都有提到的要求。容器密封完整性方法的验证参数可以参照相关的指导文件，如USP <1225>, ICH Q2。由于容器密封完整性方法的特殊性，大部分测试方法得到的是定性结果，但是测试过程会有定量数据的产生。所以不能简单的当成定性测定和定量测定来选择参数，还是需要根据参数的适用性来选择可以操作的参数进行方法学验证。

比如对于真空衰减法来说，准确度，精密度，专属性，检测灵敏度，线性，范围，以及耐用性都能够匹配适当的操作来验证这些参数。但是对于微生物侵入和色水法等方法来说，这些参数就很难运用到方法验证中去。

《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（征求意见稿）》中也明确“重点关注方法灵敏度考察”。所以对于微生物侵入和色水法，我们着重考察方法灵敏度就可以了。

8、如何处理阳性样品

阴性样品和阳性样品在容器密封完整性中起着非常重要的作用。比如在方法开发，方法验证以及测试的系统适应性中都需要用到阴性样品和阳性样品。《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（征求意见稿）》中明确方法验证需设立阴性及阳性样品。强调在概率性检测方法（如微生物挑战法、色水法等）验证时，采用阳性样品，对明确检出概率与泄漏孔隙尺寸间的关系的重要性。

阴性样品通常比较简单，也容易获得。通常是没有已知泄漏的包装，可以是没有泄漏的真实样品，也可以是模拟产品包装形状和设计的模型。

阳性样品就是为了模拟产品的泄漏而引入的小孔或通道的样品。模拟产品泄漏有很多方式，以下是比较常用的方式：

•在容器上激光打孔

•在金属片上激光打孔，然后把金属片整合到容器上

•利用金属丝在密封件和容器之间形成泄露通道

•毛细管植入到容器上或是密封件上

•微量滴管植入到容器上或是密封件上

同样的目前制作阳性样品也没有指定的标准。每种阳性样品制作方式都有其优缺点，见表1。目前国内CDE对于方法开发及验证中使用的阳性样品也没有指定制作方式，只要制作方式合理，经过检定，就能够使用。

为了能够方便的表示泄漏的程度，现在通常会使用名义泄漏孔径来表示泄漏的程度，虽然激光打孔或是金属丝法的泄漏是不规则的。目前也没有一种物理方法能够用来测量孔径，只是通过测定气体的泄露率来对应相应的名义泄漏孔径，对应关系见表2。但是根据Hagen-Poiseuille公式，液体和气体在相同孔径下，类似的条件下，计算出来的体积泄漏流速是有差异的。那就意味着利用气体泄露率测定出来的名义孔径在液漏的情况下或是微生物侵入的情况下可能就不适用了。比如，一段12 mm的10 µm毛细管制作的阳性样品，在干燥空气入口压力为1013 mbar，出口压力为1.3 mbar的条件下对应的名义孔径为0.63 µm。这个名义孔径对于微生物侵入的参考价值就不太好说了。这个问题也导致了不同方式制作的阳性样品之间没有直接的可比较性。所以我们做方法比较或是方法关联时，最好使用同种方式制作的阳性样品进行。

9、物理化学方法与微生物侵入法有什么关联？

《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（征求意见稿）》中明确要求密封性检查方法优选能检测出产品最大允许泄露限度的确定性方法，如方法灵敏度无法达到产品最大允许泄露限度水平或产品最大允许泄露限度不明确，建议至少采用两种方法（其中一种推荐微生物挑战法）进行密封性研究。USP <1207>中也有类似建立物理方法与微生物方法关联的要求。

我们通过实验发现利用激光打孔的阳性样品来进行微生物侵入的研究，比相关文献上提到的类似的实验更容易发生侵入，也就是在相对比较弱的暴露条件下依然能够达到很高的灵敏度。之前CDE的培训中，也提到激光打孔5µm时就能发生100%侵入。与我们的实验数据也是类似的。具体的原因我们还在研究中。我们分析可能有如下原因：

•使用的阳性样品的制备方式不同

•文献中表达灵敏度的方式有差异

•使用的菌种的差异

现在通常认为物理方法与微生物法建立关联时，要能够说明物理方法的灵敏度要高于或至少不差于微生物侵入法的灵敏度，才能说明物理方法的有效性。我们在用激光打孔阳性样品进行关联的过程中，如果微生物侵入法的暴露条件太强，就会造成灵敏度高于物理方法，在目前的要求下，可能就意味着实验失败。所以选择合适的微生物侵入的暴露条件也非常重要，可以综合考虑实际样品可能遇到的情况。现在也有观点认为微生物侵入（浸没法）的条件太强，与实际的情况差异太大。认为微生物侵入（气溶胶法）与实际样品的接触环境比较接近。

还有由于激光打孔的孔径可能容易受环境影响而改变，比如阳性样品灌装培养基后高温灭菌的过程。所以要谨慎选择灭菌方式，做好研究比较工作。

References：

a.Chen, S.-C.Container Closure Integrity Testing of Primary Containers for ParenteralProducts. In Challenges in Protein Product Development; Warne, N. W., Mahler,H.-C., Eds.; AAPS Advances in the Pharmaceutical Sciences Series; SpringerInternational Publishing: Cham, 2018; Vol. 38, pp 257–290.

b.Brown, H.;Mahler, H.-C.; Mellman, J.; Nieto, A.; Wagner, D.; Schaar, M.; Mathaes, R.;Kossinna, J.; Schmitting, F.; Dreher, S.; Roehl, H.; Hemminger, M.; Wuchner, K.Container Closure Integrity Testing—Practical Aspects and Approaches in thePharmaceutical Industry. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology 2017,71 (2), 147–162.

c.Guazzo DM,Singer DC, Stevens-Riley M, et al. Proposed revisions to general chaptersterile product packaging—integrity evaluation <1207>. Stimuli to therevision process. Pharmacopeial Forum. 2014, 40(5).

d.EU GMPAnnex 1 Manufacture of Sterile Medicinal Products

e.EU GMP Annex 1 - Second Targeted Public Consultation – Revision of annex 1 of EU GMP Guide （Feb 2020）

f.Peláez, S.S.; Mahler, H.-C.; Herdlitschka, C.; Wertli, T.; Kahl, M.; Koulov, A.; Matter,A.; Singh, S. K.; Widmer, M.; Germershaus, O.; Mathaes, R. Comparing PhysicalContainer Closure Integrity Test Methods and Artificial Leak Methodologies. PDAJournal of Pharmaceutical Science and Technology 2019, 73 (3), 220–234.

g.Nieto, A.;Roehl, H.; Brown, H.; Adler, M.; Chalus, P.; Mahler, H.-C. Artificial Leaks inContainer Closure Integrity Testing: Nonlinear Finite Element Simulation ofAperture Size Originated by a Copper Wire Sandwiched between the Stopper andthe Glass Vial. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology 2016,70 (4), 313–324.

h.国家药品监督管理局药品审评中心. 《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求》（2020年第2号）

i.药品生产质量管理规范（2010年修订）（卫生部令第79144 号）

j.《药品GMP指南 无菌药品》中国医药科技出版社, 2011

k.《化学药品注射剂包装系统密封性研究技术指南（征求意见稿）》2020

l.USP <1207>Package Integrity Evaluation—Sterile Products

m.USP<1207.1> Package Integrity Testing in The Product Life Cycle—Test MethodSelection and Validation

n.USP <1207.2>Package Integrity Leak Test Technologies