无菌工艺模拟，常被称为“培养基模拟灌装”，是评估无菌药品生产过程无菌保证能力的基石。它通过以无菌培养基替代实际产品，模拟从无菌物料暴露至最终容器密封的全过程，来挑战在既定工艺、设施、设备和人员操作下，整个无菌生产系统抵御微生物污染的内在能力。在这其中，冻干产品的工艺模拟因其引入了装载、冷冻、真空保持、压塞等一系列复杂且独特的无菌操作环节，始终被视为技术复杂度和风险最高的挑战之一。

美国注射剂协会（PDA）发布的第22号技术报告（TR22）作为全球范围内此领域的权威指南，其2011年修订版与2025年最新版之间的变迁，绝非仅仅是文字上的增删或细节上的修补，而是一场从“模拟操作”向“验证理念”的深刻升华，反映了过去十余年间全球无菌保证理念、风险评估方法和监管期望的系统性演进。本文旨在通过深度对比这两个版本，特别是聚焦于冻干工艺模拟这一专门的话题，对几个常见问题的进行分析理解。

模拟多长的冻干周期？

2011年版TR22为冻干工艺模拟提供了两种主要方法和对应时长：其一是“模拟装载/卸载并缩短保持时间”，该方法在环境温度下进行，仅施加部分真空以避免培养基沸腾，重点考察装载和压塞活动，其优势在于操作简便（TR22, 2011, p. 11-12）；其二是“模拟冻干全过程”，即在环境温度下维持部分真空至一个正常冻干周期的时长，以模拟时间因素的影响（TR22, 2011, p. 12）。

但在，2025版做出了进一步澄清。它明确指出：“模拟完整的停留时间可能并非必要，因为污染风险是周期内发生的活动或事件的结果，而非单纯暴露时长”（第4.2.2节）。这是一个关键的风险再评估。它指导企业将模拟重点放在那些可能引入污染的活动上（如真空泵启动/停止、阀门开关、气体引入），而不是单纯地挑战“时间”这个因素。模拟的停留时间和活动应由风险评估确定，足以涵盖这些关键事件即可。

是否模拟“冷冻”？

如上面提到，2011年版TR22为冻干工艺模拟提供了两种主要方法，这两种方法都有一个共同点：明确不推荐对培养基进行实际的冷冻，理由是担忧冷冻过程可能对微生物细胞造成损伤，影响其后续的生长，从而可能掩盖了真实的污染事件。因此，报告中明确指出：“为了最大化微生物回收，不推荐对培养基进行冷冻”（TR22, 2011, p. 12）。

2025年版TR22在继承“避免冻结培养基”这一科学立场的同时，提供了更富建设性的指导。

首先，明确模拟对象：2025版指出，冷冻步骤可以通过激活冷阱、打开阀门等活动中发生的操作来模拟（第4.2.2节）。这意味着模拟的重点是这些操作本身带来的干预和环境扰动，而非热力学上的相变。

此外，虽然在冻干章节未直接点明提及，但在第13.0附录1“培养基与安慰剂考量”中明确指出，在需要模拟物理特性（如悬浮液、膏霜）的工艺中，可以为了模拟特定粘度对灌装行为的影响，使用聚乙二醇6000 (PEG)、甘露醇、乳糖等材料已被成功使用，前提是它们不影响微生物生长（第13.1节）。这意味着引入替代物料的概念，即业界在必要时提供了科学且合规的解决方案思路，避免了以往“要么不模拟，要么违规冻”的两难境地，在将来有可能解决“冷冻可能影响微生物”与“模拟应尽可能真实”之间的矛盾。

怎样的真空环境？

在两个版本中，都强调了在模拟过程中施加的真空度不能导致培养基沸腾，以免破坏模拟的有效性。然而，2025年版对此的阐述更为精细和系统。它要求模拟中所采用的真空水平和保持时间，应基于对实际冻干工艺曲线的深入理解来设定，使其能够代表生产中的关键参数范围，而不仅仅是避免沸腾。

同时，2025版中提供了非常具体的技术参数。报告建议在升华和二次干燥模拟期间，将腔室压力维持在100至200毫巴之间，并且必须高于培养基在装载温度下的平衡蒸汽压（例如，水在25°C时为32毫巴）（第4.2.2.1节）。这种具体的指导使实际操作有据可依，避免了因真空设置不当导致的模拟无效。

用“氮气”掺气吗？

在实际冻干生产中，常用无菌惰性气体（如氮气）来调节和破除真空，这可能导致密封后的容器内残留厌氧环境。为了保证微生物的回收，正常情况下不使用氮气等惰性气体来进行模拟。在2011版中，对是否考虑允许使用惰性气体这一问题上，处理相对较为简单，允许理由为：如果在环境监测中，或在成品无菌检查中，持续存在严格厌氧菌的污染，那么使用惰性气体和厌氧培养基（如替代流体硫乙醇酸盐培养基）将是合适的。

而2025版，指出，使用惰性气体并不必然构成需要启用厌氧培养基的严格厌氧环境。随后给出了明确的启用厌氧培养基的条件：

• 通过环境监测或（更可能）产品无菌检验确认存在严格的厌氧微生物；或 

• 整个工艺是在严格厌氧条件下进行的（第4.2.2.1节）。

  
  

如果不符合以上条件，报告强烈建议冻干机模拟应在完全有氧条件下进行，即使用SCDM培养基，并用过滤除菌的空气来替代惰性气体破除真空（第4.2.2.1节）。

可见，2025年版则将这一逻辑进一步系统化，构建了更清晰的决策树：常规情况下，使用SCDM和空气；仅当有充分的历史数据证据（例如，环境监测中持续检出严格厌氧菌，或产品无菌检查中仅在FTM中检出阳性）表明工艺过程确实存在厌氧环境或厌氧菌污染风险时，才必须引入FTM进行额外的厌氧条件模拟。这避免了盲目使用厌氧培养基所带来的不必要的复杂性和成本，体现了基于证据的科学决策思想。

结语

对冻干章节的对比解读，是管中窥豹，认识到PDA TR22从2011年到2025年的演进，并非一次简单的技术要求更新，而是一场关于无菌保证理念的深刻范式转移。新版TR22应更符合行业共识与监管期望，在推动行业超越基础的合规性，通过对工艺更真实、合理的挑战，来构建一个更具韧性和科学深度的无菌保证体系。

作者：Shengyi 

来源：拾西

公众号日期：2025年11月5日