ろ過滅菌グレードフィルターの完全性試験は製薬業界において、重要なろ過プロセスアプリケーションの必要条件です。FDAのガイドラインは多量注射薬(LVP)や少量注射薬(SVP)のような無菌製剤のプロセスで用いられるフィルターの完全性試験を要求しています。FDAはまた、バッチ生産記録の中に、完全性試験の記録を含めるよう求めています。
完全性試験には、破壊試験と非破壊試験の二種類があります。メルクミリポアでは、ろ過滅菌グレードフィルターの各製造ロット毎にロット出荷基準として破壊試験を行っています。また、完全性を確認するため出荷前に各滅菌グレードフィルターに関して全数非破壊試験を実施しています。
破壊試験
メルクミリポアでは、ASTM F838-83法に従ってバクテリアチャレンジ試験（破壊試験）を実施しています。破壊試験であるチャレンジ試験は、ろ過滅菌グレードフィルターのバクテリアの捕捉能力を判断するための最良の方法です。バクテリアチャレンジ試験により、メンブレンとカートリッジ全体がろ過滅菌グレードフィルターの重要な性能基準に適合することが確認出来ます。この試験は、生産されたメンブレンとカートリッジ全体の各ロットについて統計的に抜き取り数を決定して行われます。
メルクミリポアのバクテリアチャレンジ試験では、バクテリア(Brevundimonas diminuta ATCC 19146)を最低107 cfu/cm2濃度で、0.22 µmフィルターディスクおよびデバイスの試験を行います。その通過液を、今度は0.45 µm分析用フィルターでろ過し、そのフィルターを寒天培地上に置き培養します。
非破壊試験
非破壊試験は、フィルターの使用前後で行うことができます。使用前のろ過滅菌フィルターの完全性試験は、確実なろ過滅菌を実施するために、バッチのろ過に先立ってフィルターの完全性を調べるものです。
バッチがろ過された後の滅菌フィルターの完全性試験は、プロセス中にフィルターの完全性に問題があったかどうかを検出するための試験です。その結果、フィルターが不合格であった場合、バッチのろ過後ただちに問題があることが分かり、遅れることなく迅速な対処ができます。
非破壊的試験にはバブルポイントテスト、拡散流量テスト、疎水性フィルターに対するウォーターフロー完全性試験（ハイドロコア試験）の三種類があります。プレッシャーホールド、フォワードフローは、拡散流量テストの変法です。製薬業界では各滅菌アプリケーションで、フィルターの非破壊完全性試験を実施するという厳しい要求を出しています。
プロセスで非破壊完全性試験が行えるように、バクテリアチャレンジ試験と完全性試験には相関関係が成り立ちます。一度この相関関係が確立されれば、完全性試験に合格したカートリッジは、ろ過滅菌グレードフィルターであると言えます。
バブルポイントテスト
最も広く使用されている非破壊完全性試験は、バブルポイントテストです。バブルポイントは、表面張力と毛細管現象によって液体がフィルターの孔の中に保持される理論に基づいています。孔から液体を押し出すのに必要な最小の圧力によって孔の直径を測定します（数式を参照）。
P = バブルポイント圧
d = 孔の直径
k = 補正係数
cos = 液体―固体接触角度
= 表面張力
Integrity Testers
バブルポイントテストの手順：
1.フィルターを適当な液体、通常は親水性メンブレンには水、疎水性メンブレンにはアルコール/水混合液を用いて湿潤します。
2.製造元の文献に報告されているバブルポイント圧力のおよそ80 %までシステムに圧力をかけます。
3.速く連続した気泡が流出口側に認められるまで、ゆっくりと圧力を上げます。
4.バブルポイント値が規格値より低い場合には、次のようなことが考えられます :
-試験に用いた液体が表面張力の異なる液体である
-孔径が異なっている
-温度が高い
-メンブレンの湿潤が不充分である
-メンブレンまたはシールが不良である
拡散流量テスト
バブルポイント以下の差圧で、気体分子はFickの拡散の法則に従って、湿潤されたメンブレンの水で満たされた孔に拡散します。フィルターに対する気体の拡散流量は、差圧とフィルターの表面積に比例します。バブルポイント値のおよそ80 %の圧力で、メンブレンの孔に拡散する気体を測定しフィルターの完全性を判断します。ろ過面積の小さいフィルターでは気体の拡散量は非常に少ないのですが、ろ過面積が大きいフィルターではかなり多くなります。特定のメンブレンやカートリッジに対して最大拡散流量の値が決められており、バクテリア捕捉を予測するために用いられます。
拡散流量テストの手順
1.フィルターを試験に適切な液体、標準的には親水性メンブレンには水、疎水性メンブレンにはアルコール/水混合液、で完全に湿潤します。
2.製造元が推奨する試験圧力、通常は最小バブルポイント値の少なくとも80%まで、フィルターの1次側の圧力をゆっくりと上げます。
3.システムが平衡化するのを待ちます。
4.逆さに目盛のついたメスシリンダーまたは流量計を用いて1分間、流出口側で気体の拡散量を測定します。
5.仕様より拡散流量が多く読み取れる場合は、次のような事が考えられます :
-孔径が違う
-温度が高い
-メンブレンの湿潤が不十分である
-メンブレンまたはシールが不良である
-液体/気体の組み合わせが仕様と異なっており、適切ではない
-安定化の時間が適切でない
拡散流量テスト
プレッシャーホールドテスト
プレッシャーホールドテストは、圧力降下テストとも呼ばれますが、拡散流量テストの変法です。本試験では、正確な圧力計を用いて、フィルターを通る気体の拡散によって起こる1次側の圧力変化を調べます。フィルターの2次側の気体量を測定する必要がないので、2次側の滅菌状態に及ぼす危険が避けられます。
圧力保持値は拡散量と1次側の容量によります。次の等式によって計算することができます :
用例：
D = 拡散流量(mL/分)
T = 時間(分)
Pa = 圧力 (気圧またはkPa)
Vh = 装置の1次側の容量(mL)
P = 降下圧力(kPaまたはpsig)
プレッシャーホールドテスト
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