ISPE中文版V4 水和蒸汽系统
1、 引言 1?1 背景
制药工业用的水和蒸汽系统的设计、建造和验证（调试和确认）是建造者、工程专业人员和设备供应商的关键机会。为此，要求水和蒸汽系统符合现行的GMP规定，同时应符合其他一切管理法律、法规和规定。
由于对管理要求的不同解释和过分保守的设计方法，接入水和蒸汽系统的费用差别很大。本指南旨在给予实际的、一致的解释，而仍允许有灵活性和改进。
本指南由ISPE根据各工业界和专业的代表反馈的信息以及FDA提出的意见而制订。该指南反映了ISPE关于水和蒸汽新系统工程的现行想法。
工业标准的演变是大家公认的，因此本文件反映了对迄今为止的工业标准的理解。 1?2 指南范围
本指南用于设计、建造和操作新的水和蒸汽系统。指南既不是一个标准，也不是一个详细设计指南。水和蒸汽系统的验证，包括调试和确认，不在本指南中作深入讨论，而在“调试和确认基本指南”中阐述。 本指南的目的是集中工程问题，并提供费用低廉的水和蒸汽系统。当阐述非工程问题时（例如：微生物问题），其中包括的资料是强调上述问题的重要性和上述问题对水和蒸汽系统设计产生的影响。因此，不全面阐述非工程问题，而需要技术资料时，必须向QA部门和技术专家征询专门意见。
本指南主要用于符合美国国内市场的规定，并遵循美国标准和参考文献。而在今后的修订版中可以收编欧洲和其他非美国的标准。
1?3 制药水系统的一些适用FDA现行规程和指南： 食品、药品和化妆品条例 美国药典XXIV 21 CFR－211
高纯化水系统检验的FDA指南 1?4 基本概念
本指南中阐述的基本概念有：
a） 定义所需水的质量和配置供水系统的方法 b） 临界工艺参数
c） 工程质量管理规范（GEP） d） 设计方案
a） 定义所需水的质量和配置供水系统的方法：
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从管理以及技术和财务观点看，新的制药用水和蒸汽系统最关键一步也许是所需水或蒸汽的技术规范制定的水或蒸汽的技术规范很可能对水、汽系统的寿命周期成本有较大影响，而超过随后的任何设计决定。另外，受管理工业必须考虑不符合规范和供水系统故障的费用。因此，在设计过程中，在设计初期谋求质保部门和技术专家的忠告对设计师至关重要。
一旦确定水和/或蒸汽的工艺要求，则需提出系统设计方案。本指南介绍其他基本的水和蒸汽系统的预制构件和每个预制件的有关优/缺点。为此，在投资费用；供水化学；成品水质量；化学处理；用水消耗；能耗；外界服务维修费要求；化学/微生物/内毒素排除功能等有关方面，基本预制构件都要考核合格。 指南强调在供水质量；预处理和最终处理系统设计；贮水和配水系统设计和操作/维修步骤基础上，应当如何确定系统设计。
本指南的目的是通过改善系统的性能和可靠性，来改善整个工业中制药用水和蒸汽质量的稳定性。指南还提供给用户其他基本的系统预制构件，以能可靠和稳定地生产所需的优质水或蒸汽。 b）临界工艺参数：
临界参数定义为直接影响产品质量的参数。例如：因为微生物质量无法实现直接监测，所以根据控制微生物生长确定的参数通常认为是具有临界性的。参数可包括温度；UV强度；臭气浓度；正压下的循环系统等等。关于化学纯度，其质量属性（生产的水性能）可在每一工序中或其后和直接确认正确进行操作进监测。关于生产制药用水的系统，在正式的专题文章中叙述的性能明显构成临界参数。
精密的仪器仪表系指测取临界质量属性的仪表。本概念在第二章中阐述，并作为后一章适用处阐述的基础使用。
c）工程质量管理规范（GEP）
GEP承认设计中的所有系统，不管是否是供水系统、供蒸汽系统、升降机、过程反应器、安全阀或休息室等等，都需要采用某一方式进行调试和/或确认。几乎所有系统都需要有文件证明，进行检验和现场试验。GEP利用本规范建议生产厂应使所有责任人（工程师、操作工、质保部门和其他有关部门），尽早介入计划、设计、建造、调试/确认阶段，以便保证对系统一次性完成文件。 d）设计方案
本指南强调供水系统能以许多不同的方法进行设计，但仍然符合系统的全部要求。指南对设计鼓励采用计划法，以及来自本机构各部门的资料，包括质量保证部门。 1?5 指南结构
指南结构请参见下图表1－1。业已按逻辑决定过程编制章节，以有助于确定所需要的制药用水类型和提供水所需的系统设计。
图1－1 制药用水和蒸汽基本指南结构
2、 主要设计原理 2?1 引言
制药用水在药品生产中是最广泛使用的成分，并且是设备/系统清洁的主要部分。因此，制药用水的生产系统在各生产设施中是关键部分。生产制药用水的性质是尽量减少或消除污染的潜在源头。本指南考虑到这一点，并且考虑到工程师能设计出或保证控制风险的工具。
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制药用水和蒸汽的质量，不仅从规章制度观点看是关键，而且从财务观点看也是关键。制药用水和蒸汽的技术规范对系统的寿命周期费用影响最大。
为此，必须说明：所有制药用水（非制药和USP专题篇目中规定的制药用水）都能按技术规范生产。制订无菌产品生产中使用制药用水和蒸汽系统里所需的微生物控制等级，需要了解产品的用途和生产工艺。 生产厂根据充分了解工艺和系统设备的能力，需规定合适的制药用水纯度。生产厂必须确定每道处理工序的具体纯化能力、设备运行的限制和关键参数，这在化学上、物理上或生物学上都影响水/蒸汽的规定质量。技术专家的QA忠告应当极力获取，以便对这个重要领域提供进一步细节。
USP阐述两种制药用水质量（USP纯化水和USP注射用水）。本指南支持上述两种制药用水的质量，外加非制药用水，包括“饮用水”。根据最后处理工序命名制药生产中使用的非制药用水（不包括“饮用水”），这是通常的做法。（即：反渗透/RO水、去离子水/DI水等等）。
在USP中，对专题篇目中规定的USP制药用水制订技术规程提供了指南。另外，高纯化水系统（由FDA人员开发）检验的FDA指南还给用户提供有用资料。 2?2 美国药典（USP）
在美国，USP是生产供消费的医疗产品的指南。USP对若干种水，包括制药（USP）剂型制备中使用的两种散装水，“注射用水”和“纯化水”，规定了水的质量、纯度、包装和标签标准。本指南涉及两种制药用（USP）水生产，而未提及USP中专门规定的其他“包装水”。USP24（和补遗）是本指南编制时的现行版本。
2?2?1 USP纯化水
“纯化水”正式专门规定的要求： “纯化水”：
从符合“美国环境保护局国家主要饮用水条例”，或符合欧盟或日本类似条例的水中获取，并称为“饮用水”
不含添加剂
采用合适的处理方法制取 满足水导电率的要求 满足总有机碳（TOC）要求 2?2?2 USP注射用水（WFI） “注射用水”的正式专门规定的要求： “注射用水”：
符合“纯化水”的全部要求
采用合适的工艺制取，并采用蒸馏法或反渗透法纯化
符合细菌内毒素试验要求，并且含量不超过0.25USP内毒素单位/毫升 采用合适方法制取，以便将微生物生长减至最低限度。
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2?2?3 非专门规定的但合格的要求
USP“一般资料”提供说明规定用意的背景资料。本指南附录中包括下列资料：
纯化水系统要求经常消毒和检测微生物，以保证使用点上的水符合相应的微生物质量要求
注射用水“最后采用蒸馏法或反渗透法处理”，这意味着蒸馏釜或RO设备是设施的最后工序。“必须设计生产、存储和分配注射用水使用的系统，以防止微生物污染和微生物内毒素形成，并且必须验证注射用水。”
建议“纯化水”作用限量为100CFU/100ml（10，000CFU/100ml） 建议“注射用水”作为限量为10CFU/ml（10CFU/100ml）
样品最小量为USP纯化水1ml，而WFI为100ml（FDA建议纯化水为100ml，WFI为250ml）
注：“必须强调：上述作用量指南并不是为了全部包括对使用成分水的各种情况。因此，生产厂有责任补充一般作用量指南，以便适合每种特殊的生产情况”[USP24第2163页]。在设计制药或医药器械供水系统时，设计师向生产厂的技术专家咨询，以便确定必须达到何种纯化等级是至关重要的。 2?2?4 USP试验和仪器仪表要求
三级电导率试验
级 测量方法 验收标准 一级 用进水管路中的或定时取集的样品，然后测取导电率用USP最新修订本中的一级表确定极限
和工作水温。 导电率。
二级 在强力搅拌并且在达到25℃±1℃正常温度后，就导电5分钟净值变化不超过0.1μs/cm时，则
率而言，至少再试验100ml一级定时取集的样品。 可测取导电率。若低于2.1μs/cm，说明
符合要求。
三级 若二级试验未满足要求，则5分钟内在保持温度的情用USP最新修订本的三级表确定极限导
况下要重新试验样品。先添加0.3ml/100ml饱和氯酸电率。若测取的导电率超过极限值，或钾溶液，然后测定PH精确到0.1PH单位。 者PH值超过5至7的范围，说明水不符
合要求。
验收调整测量导电率的仪表要求 温度测量 导电率传感器常数 进水管路中仪表位置： 仪器型号： 2?2?5 总有机碳（TOC）和TOC控制要求
TOC在高纯化水中是间接测取碳的的有机分子的。USP采用进水管路中能作TOC试验来代替USP22“氧化物”湿式化学试验。USP根据研究成果和制药用水系统的工业广泛调查曾测取的极限值为0.5ppm或500ppb。
测取TOC使用的仪器
±0.25℃精度 ±2%精度 分辨率 读数精度 ≤±0.1μs/cm ≤±0.1μs/cm 必须反映使用水的质量。配水迴路的最佳位置一般在管路中最后“使用点”阀后，并在贮水箱迴水接头前。 上述程序是根据“沉浸”或“流经”导电率传感器的用途。控制USP制药用水使用的导电率读数必须是非热补偿测量值。 第 4 页 共 72 页