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生物負荷測試
生物負荷：制藥與醫(yī)材安全的關鍵角色
生物負荷 (Bioburden)，也稱為生菌數(shù)或負荷菌，通常指的是產(chǎn)品、原材料或表面上存在的活體微生物總數(shù)量 (如細菌、真菌、病毒等)。它能有效評估和控制產(chǎn)品的微生物含量，不僅是確保產(chǎn)品質(zhì)量的基石，更是保障患者與消費者安全的關鍵。
為什么生物負荷測試很重要?
生物負荷測試 (Bioburden testing)，又稱為生菌數(shù)測試 (total viable count, TVC) 或微生物限度（量)測試 (microbial limit testing)，是制藥與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)中關鍵的質(zhì)量控制過程 (quality control, QC)，用于偵測及量化產(chǎn)品在滅菌前的活體微生物含量，能夠反映原料質(zhì)量、生產(chǎn)流程潔凈度、污染控制狀況，并作為制定滅菌參數(shù)及驗證滅菌效果的依據(jù)。
全球主要法規(guī)機構，如美國食品藥品監(jiān)督管理局 (FDA) 和國際標準化組織 (ISO)，都明確要求需執(zhí)行生物負荷測試。例如：
· ISO 11737-1：被廣泛用作醫(yī)療器材的生物負荷測試標準，并被歐盟醫(yī)療器材法規(guī) (EU MDR) 和 美國食品藥物管理局 (FDA 510 (k)) 認可為共識標準。
· 美國藥典USP<61>,<62>,<1115>：涵蓋非無菌產(chǎn)品 (nonsterile products) 微生物限度與控制策略。
生物負荷測試被廣泛應用于醫(yī)療器材、制藥、生物制劑和食品與保健品等高風險產(chǎn)業(yè)，做為確保產(chǎn)品安全與法規(guī)合規(guī)的關鍵步驟。
生物負荷測試一般在最終滅菌程序 (terminal sterilization) 前、或在無菌制程 (aseptic processing) 中「無菌過濾或充填步驟」前進行。測試結(jié)果所反映的微生物含量，即為整體制程潔凈度的指標。因此，生物負荷測試被視為制程潔凈驗證與污染控制策略中的關鍵步驟，其代表意義如下：
· 滅菌策略設定：
微生物的數(shù)量及類型會直接影響最終滅菌的有效性。如果生物負荷過高，即使按照標準流程進行滅菌，也可能無法wanquan殺死所有微生物。因此，生物負荷水平越低，產(chǎn)品越容易滅菌。
· 質(zhì)量管理及控制：
透過定期監(jiān)測生物負荷水平能確認制程潔凈度是否穩(wěn)定、指出制程中的破口，并且使最終產(chǎn)品的微生物含量符合規(guī)范范圍內(nèi)。
· 風險評估：
生物負荷有助于評估產(chǎn)品對患者或消費者的潛在感染風險。特別是醫(yī)療器材，若無法有效控制生物負荷，可能導致醫(yī)療相關感染 (Healthcare-associated infections, HAIs)。其特性分析有助于了解內(nèi)毒素 (endotoxin) 的存在，即使滅菌成功，部份細菌仍會釋出內(nèi)毒素，對患者健康造成潛在風險。
· 法規(guī)要求：
許多國家和地區(qū)的法規(guī)，例如 ISO 11737-1，都要求醫(yī)療器材和藥品制造商定期進行生物負荷測試，以符合相關的質(zhì)量和安全標準。
生物負荷的來源是什么? 如何控制負荷菌 (bioburden control) ?
微生物 (microbial) 可透過多種管道進入產(chǎn)品或原料中。從原物料、人員、設備，乃至整個制造過程，都必須透過嚴格監(jiān)控，使滅菌程序發(fā)揮最大功效，制成使用安全無虞的產(chǎn)品。
常見的生物負荷來源及控制方式如下表所示：
| 來源 | 控制方式 |
| 原材料 | 對原材料進行微生物檢測和控制 |
| 制造環(huán)境 | 維持潔凈的生產(chǎn)環(huán)境，例如：使用無塵室、空氣過濾系統(tǒng)等 |
| 人員 | 穿著無菌服裝，并遵守嚴格的衛(wèi)生程序 |
| 設備與工具 | 定期對設備和工作表面進行cedi清潔和消毒 |
| 制造過程 | 遵守無菌操作規(guī)范，并選擇產(chǎn)品合適的滅菌方法 |
常見的生物負荷試驗流程及方法？
1. 收集樣品與處理：
依檢品之物理特性選用適用的前處理方式，取得待測檢液。若無適用方法，則應建立適當之替代序程。
| 樣品 | 檢液配制 | |
| 水溶性檢品 | 以適當緩沖液或培養(yǎng)基溶解 | |
| 非油性不溶于水檢品 | 以適當緩沖液或培養(yǎng)基溶解，可添加界面活性劑 | |
| 油性檢品 | 檢品溶解于適當酯類溶劑，再以預熱稀釋液稀釋檢品 | |
| 噴霧式液體/固體檢品 | 將容器中檢品移入微孔濾膜過濾裝置 | |
| 貼片檢品 | 具有黏性之面朝上放在無菌容器中，覆蓋無菌多孔材料，再將貼布移入適當稀釋液中，振蕩至少30分鐘 |
2. 選擇適合的測試方法：
為了量化負荷菌，目前主流有四種定量分析方法，包含微孔濾膜過濾法 (Membrane Filtration Method)、傾注培養(yǎng)法 (又稱混合稀釋法，Pour Plate Method)、表面涂布法 (又稱涂抹法，Spread Plate Method) 以及多重試管法 (又稱最確數(shù)法，Most-Probable-Number, MPN)，請根據(jù)檢液特性選用適合的測試方法：
| 微孔濾膜過濾法(Membrane Filtration Method) | 培養(yǎng)皿法 / 平板法 (Plate Count Methods) | 多重試管法 (Most-Probable-Number, MPN) | ||
| 傾注平板法 (Pour Plate Method) | 表面涂布法 (Spread Plate Method) | |||
| 原理 | 檢液以 0.45 μm 濾膜過濾后，將濾紙置于培養(yǎng)基上，進行培養(yǎng) | 將檢液與未凝固之培養(yǎng)基一起倒入培養(yǎng)皿中，進行培養(yǎng) | 將檢液涂抹于培養(yǎng)基中，進行培養(yǎng) | 將檢液進行至少3個連續(xù)10倍之序列稀釋，進行培養(yǎng) |
| 適合樣品 | 可過濾之大量液態(tài)、生物負荷較低的樣品 | 無法過濾之樣品，如凝膠、黏膠物質(zhì)等 | 無法過濾之少量樣品 | 生物負荷極低的產(chǎn)品 |
| 適用熱敏感物質(zhì) | 是 | 否 | 是 | 是 |
| 準確度 | 高 | 高 | 高 | 低 |
| 培養(yǎng)時間 | 約 5~7 天 | 約 3~7 天 | 約 3~7 天 | 約 3~7 天 |
| 結(jié)果單位 | 菌落形成單位 (CFU) | 菌落形成單位 (CFU) | 菌落形成單位 (CFU) | 依最確數(shù)表推估 |
*
一般認為多重試管法 (MPN) 是最不準確的方法，因此本法僅于無其他方法適用時才予選用。
3. 結(jié)果判定：
根據(jù)試驗結(jié)果判定產(chǎn)品是否符合法規(guī)標準，或用以評估最終滅菌所需之水平。
其中，微孔濾膜過濾法不僅是最常見的生物負荷檢測方法之一，也可以移除檢體中的干擾物質(zhì)。若待測樣品中含有抑制微生物的生長與繁殖的成分，如抗菌劑 (antimicrobial agent) 或其他具抑菌活性 (antibacterial activity) 的成分，可能會導致檢測結(jié)果出現(xiàn)偽陰性 (即樣品中實際存在微生物，但因生長受抑制而未被檢出)。因此，當檢體特性適合以微孔濾膜過濾法操作時，該方法常被視為進行生物負荷試驗的shouxuan技術。其方法是將檢液通過 0.45 μm 的濾膜，捕捉大于孔徑的微生物，再將濾膜轉(zhuǎn)置至適當培養(yǎng)基中培養(yǎng)，觀察菌落生長情形。
為加速過濾流程，洛科/ROCKER 提供多款真空過濾系統(tǒng) (vacuum filtration system)，皆兼容 0.45 μm 濾膜，并可搭配不銹鋼、塑料材質(zhì)漏斗，專為生物負荷測試設計。
生物負荷試驗最佳shouxuan：多連真空過濾系列，提升通量及效率
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「生物負荷試驗 」與「 無菌試驗 」的差異?
生物負荷試驗 (bioburden testing) 與無菌試驗 (sterility testing) 是醫(yī)療器材和制藥行業(yè)中，確保產(chǎn)品無菌性的兩個不同但相關的測試，其目的、執(zhí)行時機和方法有所不同。
| 生物負荷試驗 (bioburden testing) | 無菌試驗 (sterility testing) | |
| 目的 | 量化并監(jiān)控制程中的活體微生物總量 | 確定最終產(chǎn)品的無菌性 |
| 執(zhí)行時機 | 產(chǎn)品最終滅菌前的制程中設立檢查點 | 產(chǎn)品經(jīng)最終滅菌后 |
| 操作環(huán)境 | 一般層流柜 (laminar flow) | 無菌檢測隔離器 (Isolator) |
| 潔凈度 Class 100 (a ji) | ||
| 測試方法 | 微孔濾膜過濾法 傾注平板法 表面涂布法 多重試管法 | 微孔濾膜過濾法 直接接種法 |
| 測試對象 | 未經(jīng)滅菌前的產(chǎn)品 非要求無菌之產(chǎn)品 | 最終產(chǎn)品 要求無菌之產(chǎn)品 |
| 樣器類型 | 藥品 (固體及液體) | 藥品 (固體及液體) 醫(yī)療器材 |
| 測試結(jié)果 | CFU 數(shù)值 (微生物含量) | 是/否無菌 |
| 結(jié)果應用 | 評估滅菌劑量和參數(shù)；微生物監(jiān)測和趨勢分析、制程風險評估 | 驗證產(chǎn)品無菌性，最終放行產(chǎn)品的依據(jù)之一 |
| 標準依據(jù) | ISO 11737-1 USP<61> USP<62> | ISO 11737-2 USP<71> |
| 中華藥典 | (7007.1) 微生物計數(shù)法 (7007.2) 特定微生物檢驗法 | (7001) 無菌試驗法 |
總體而言，生物負荷試驗是預防性和制程控制的工具，用以了解和管理產(chǎn)品在滅菌前的微生物含量信息；而無菌試驗則是驗證性和質(zhì)量保證的工具，目的為確認最終產(chǎn)品在經(jīng)過滅菌處理后是否符合無菌要求
應用
1、 醫(yī)療器材產(chǎn)業(yè)：如手術刀片、導管、縫線、人工關節(jié)等
2、制藥產(chǎn)業(yè)：無菌注射劑、藥品原料、生物制劑 (疫苗、抗體、細胞治療產(chǎn)品) 等
3、食品產(chǎn)業(yè)：食品廠環(huán)境監(jiān)控、水樣監(jiān)測等
4、化妝品：產(chǎn)品原料
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