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某生物疫苗生产车间 GMP 净化工程案例 —— 无菌化疫苗原液与制剂生产解决方案

本案例为国内生物制药企业打造的专业化疫苗生产车间,总建筑面积 2200㎡,专注于流感疫苗、带状疱疹疫苗等病毒性疫苗的研发与规模化生产,覆盖 “病毒培养→原液纯化→制剂配制→无菌灌装→冻干” 全流程。项目严格遵循 中国《药品生产质量管理规范(2010 年修订)》 及 WHO GMP(2022 版) 标准,核心目标是构建高等级无菌环境,控制生产过程中微生物、微粒及外源因子污染,同时保障疫苗抗原活性,确保成品疫苗符合国家药品标准及国际出口质量要求。

1. 功能分区:按 疫苗生产风险等级科学划分

结合疫苗生产高无菌要求(尤其是原液纯化、无菌灌装环节),划分 5 大核心洁净区域,实现全流程风险管控:

 

功能区域

核心生产环节

洁净度要求

关键设计要点

病毒培养区

细胞培养、病毒接种与增殖(采用生物反应器)

核心洁净区(ISO 7 级)

配备生物安全柜(二级 B2 型,防止病毒外泄),车间设独立排风系统(排风经高效过滤 + 紫外线消毒),温湿度控制在 37±0.5℃RH 50-60%(适配细胞生长需求)

原液纯化区

病毒收获液纯化、浓缩(采用层析柱、超滤系统)

高洁净区(ISO 7 级背景下局部 ISO 6 级)

纯化设备接触药液部件为 316L 不锈钢(内壁抛光 Ra≤0.4μm),车间设垂直单向流罩(覆盖层析柱操作工位),压差相对于相邻区 + 10Pa(防止污染渗入)

制剂配制区

纯化原液与辅料混合、定容(制备疫苗半成品)

高洁净区(ISO 7 级背景下局部 ISO 6 级)

采用无菌配制罐(带在线灭菌 SIP 功能),配料过程全程密闭(避免与空气接触),车间配置超纯水机(出水电阻率 18.2MΩcm,符合注射用水标准)

无菌灌装区

疫苗半成品灌装(西林瓶 / 预充针)、轧盖

最高洁净区(ISO 5 级,即百级)

采用无菌隔离器(A 级环境),灌装设备自带 CIP/SIP 系统,车间设垂直层流(风速 0.45-0.55m/s),环境监测系统实时监控微粒、微生物(超标自动报警)

冻干与包装区

灌装后疫苗冻干、成品灯检、外包装

冻干区(ISO 7 级);包装区(ISO 8 级)

冻干机采用原位灭菌设计,冻干后产品经无菌传递窗进入包装区,包装区设除尘装置(避免外包装粉尘污染成品),温湿度控制在 20-24℃RH 35-45%

2. 核心净化系统:聚焦 无菌控制 + 抗原保护

• 空气处理系统:高等级过滤 + 精准环境管控

采用 初效(G4+ 中效(F9+ 亚高效(H12+ 高效(H14 HEPA+ 终端超高效(U15 ULPA,灌装区)五级过滤,核心区域配套专项功能模块:

◦ 无菌控制:无菌灌装区 ULPA 过滤器漏过率≤0.001%,车间设 无菌空气循环系统(每小时换气 60 次),确保无菌环境稳定;

◦ 抗原保护:原液纯化、制剂配制区设 低温控温模块(控温 2-8℃),避免高温导致疫苗抗原变性,同时配置 氧气浓度监控系统(氧含量控制在 18-22%,防止氧化影响活性)。

• 污染防控与消毒系统:全维度灭菌

◦ 日常消毒:各洁净区每日用 75% 医用乙醇擦拭表面(接触药液区域),每周用 500mg/L 过氧乙酸溶液喷雾消毒(非接触区域);

◦ 深度灭菌:每月对无菌灌装区、制剂配制区进行 VHP(汽化过氧化氢)灭菌(杀灭率≥99.999%,含病毒、芽孢),每季度开展 环境无菌验证(通过无菌培养基模拟灌装试验,合格率 100%);

◦ 外源因子控制:车间入口设 人员消毒通道(含全身喷雾消毒 + 鞋底消毒),物料进入需经 紫外线消毒 + 无菌传递,防止外源微生物、杂质带入。

3. 工艺适配设计:保障疫苗质量与生产效率

• 无菌传递设计:全流程无接触

各区域间物料传递采用 双门互锁无菌传递窗(带 VHP 灭菌功能),冻干后的半成品经 无菌接驳装置直接进入包装区,避免人工接触导致的污染风险,同时减少传递时间(提升生产效率 30%)。

• 设备选型:符合生物制药要求

所有接触疫苗的设备(如生物反应器、层析柱、灌装泵)均通过 药品 GMP 设备认证,生物反应器配备 在线细胞密度监测系统(实时监控细胞生长状态),灌装设备精度达 ±0.1ml(确保每支疫苗剂量准确)。

• 数据追溯系统:全流程可查

车间部署 “MES 生产执行系统,记录疫苗生产全流程数据(如培养温度、纯化时间、灌装剂量),同时环境监测数据(微粒、微生物、温湿度)实时存储(保存期≥5 年),满足 GMP 数据追溯要求。

4. 合规验收与运行效果

• 第三方检测达标:经国家药监局认可机构检测,无菌灌装区(ISO 5 级)≥0.5μm 微粒≤352 /m³,微生物(浮游菌)≤0.5 CFU/m³,所有指标均优于标准要求;

• 合规认证通过:顺利通过中国 GMP 认证及 WHO GMP 预认证,具备疫苗出口国际市场资质;

• 运行成效:投用后连续 24 个月无微生物超标、外源因子污染记录,疫苗原液回收率≥95%,成品合格率稳定在 99.8% 以上,生产效率较传统车间提升 40%

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