全程干货！混合均匀性和剂量均匀性研究及ASTM标准E2709E2810应用

01

解读CDE2022版指导原则如何做？

本指导原则适用于化药口服固体制剂，制剂申请人应基于风险评估的原则，结合产品和生产工艺的特点，对混合或压片/填充工艺步骤评估为中高风险的品种进行研究。

如中国药典要求进行含量均匀度测定的化药口服固体制剂，即片剂、硬胶囊剂、颗粒剂或散剂等，标示量小于25mg或主药含量小于每一个单剂重量25%者，应进行混合均匀度和中控剂量单位均匀度的研究。

应对产品全生命周期中关键批次进行考察，如工艺验证、临床研究、上市后变更等批次。

因为混合和压片/填充步骤是化药口服固体制剂生产工艺的关键工艺步骤，所以混合物料的混合均匀度和中控剂量单位均匀度满足生产需求，确保每个单位剂量的物料中含有均等的活性物质，是实现成品含量均匀的前提。

混合粉末不均匀，压片/填充所得成品肯定不均匀。

混合粉末均匀，压片/填充所得成品也不一定均匀。

只有混合粉末均匀+中控剂量单位均匀（对压片过程控制），所得成品片剂/胶囊才能含量均匀，质量保证。

注：混合均匀度（Powder mix uniformity）：是指混合物料的均匀度。中控剂量单位（In-process dosage unit）：是指生产中的未经包衣或包装的单个胶囊和药片。 

推荐采用分层取样方法。

分层取样（Stratified sampling）：是指一种收集代表性样品的方法。该方法从研究批次的各个确定位置选取单剂量样品，或者从生产过程的不同阶段或时期选取单剂量样品，取样点在覆盖全生产过程，可以在预定的时间/位置间隔收集单剂量样品，还应选取可能造成成品含量均匀度不合格的较高风险的位点。

分层取样的优势，它是一种系统取样，可以覆盖全部过程，批次的不同部分的权重是相等的，批次的开始、中间或结束的任何趋势在样本中都是相等的。可根据检查趋势，对对问题发现与解决，对批次进行整体分析均非常有用。

3.1、混合阶段取样计划

生产过程中的任何混合操作均可进行混合均匀度评估。

压片或填充操作步骤前的最终混合物均匀度是保证成品含量均匀度的基础，也是取样开展混合均匀度研究的最佳阶段，原则上不应跳过该阶段的混合均匀度研究而直接进行终产品含量均匀度检测。

指导原则建议：

1. 在混合设备和/或中间体物料容器中至少选取10个取样点，每个取样点至少取3份样品。

2. 单份样品取样量通常应在 1-10倍单位剂量范围内，样品应全量用于混合均匀度检测，应避免出现二次取样情况。

3. 建议评估粉体取样量的影响，当单份样品取样量大于3倍单位剂量时，需进行论证或科学说明，并提供相关依据。

这里需特别强调样品取样后，应注意全量转移，不要二次称量。时至今日，仍有很多人不明白这一步的重要性，取样后样品密封在小袋或小瓶中，样品从车间到检验过程中涉及多次转移、运输等，过程中的抖动可能造成分层，静电等可能造成吸附，而二次称量又可能人为的制造了分层，导致含量结果异常、失真。当混合后药粉含量异常时，有经验的制剂工作者通常都会关注素片含量，若片剂含量正常，则样品一般都不会有问题，需调查取样及分析过程即可。

供参考的总混取样示意图

制定压片/填充阶段取样计划时，应根据压片/填充工序的全过程预设适宜的取样位置和取样间隔，对剂量单位进行取样和检测。

1. 取样点必须覆盖整个压片/填充运行过程。

2. 取样点应大致分布均匀，并重点关注重要事件，如中间体容器的加料过程、生产设备停机再启动过程等，最有可能影响成品含量均匀度的步骤。

3. 建议对压片/填充工序的整个批次中一般不少于 20 个取样点进行在线取样，每个取样点至少取样 7 个剂量单位。对于部分特殊情况，例如批量较小、工艺时长较短等，无法达到建议的取样点，在提供了充分的科学说明后，可以适当减少取样点和取样剂量单位。

    

4.1在整个批次中选取至少10个取样点，每个取样点至少取 3 份样品。

4.2每个取样点检测一个样品，计算所有样品的相对标准偏差（RSD）（n≥10），所有单值在均值的±10.0%（绝对）以内。

1. 如果 RSD ≤ 5.0％，n=10，过，进行中控剂量单位均匀度的测定。

2. 如果RSD >5.0％，测定剩余样品（每个取样点所有未检验的样品）的混合均匀度。

4.3剩余样品的混合均匀度检测：测定每个取样点的其他样品，计算所有样品的RSD（n≥30），所有单值在均值的±10.0%（绝对）以内。

1. 如果 RSD ≤ 5.0％，进行中控剂量单位均匀度的测定（至少测定 20 个取样点，每个取样点至少检测 7 个剂量单位）；

2. 如果 RSD > 5.0％，则进行调查，以确定变异性是否是由产品/工艺问题或取样/含量测定误差引起的。如果高 RSD 归因于取样/含量测定误差，则进行中控剂量单位均匀度（至少测定 20 个取样点，每个取样点至少检测7 个剂量单位）；如果高 RSD 归因于产品/工艺相关的原因，混合均匀性则是不可接受的。

混合均匀度验收标准简化

验收标准：RSD≤5.0%，所有单值在均值的±10%以内。

（1）先测10个样，如果 RSD ≤ 5.0％，则过，直接去压片，监控中控剂量单位均匀度。

（2）如果RSD >5.0％，测定剩余20个样品的混合均匀度。如果30个样的RSD≤5.0%，则压片，并监控中控剂量单位均匀度。

（3）如果RSD >5.0％，测定剩余20个样品的混合均匀度。如果30个样的RSD＞5.0%，则调查：

1. 原因是取样、含量检测误差等，则过，压片，并监控中控剂量单位均匀度。

2. 确实是样品原因，重新开发产品工艺。

5.1整个批次中一般不少于 20 个取样点（包括运行的开始点和结束点；数值应进行重量校正）进行在线取样，每个取样点至少取样 7 个剂量单位。

5.2测定每个取样点中至少 3 个剂量单位，计算所有样品的 RSD（n≥60），每个取样点的平均值在目标剂量的 90.0%－110.0%之间，所有单值在目标剂量的 75.0%－125.0%之间。

1. 如果 RSD≤6.0%，则该批次样品中控剂量单位均匀度可被接受；

2. 如果 RSD＞6.0%，则测定剩余样品（每个取样点所有未检验的剂量单位）的中控剂量单位均匀度。

5.3剩余样品的中控剂量单位均匀度检测：测定未检验的剩余样品，计算所有样品的 RSD（n≥140）。每个取样点的平均值在目标剂量的 90.0%－110.0%之间。所有单值在目标剂量的 75.0%－125.0%之间。

1. 如果 RSD≤6.0%，则该批次样品中控剂量单位均匀度可被接受；

2. 如果 RSD＞6.0%，则该批次样品含量不均匀。需对两个阶段的所有数据进行分析，以确定潜在的变异性来源，从而对生产工艺加以改进。

中控剂量单位均匀度验收标准简化

RSD≤6.0%，每个取样点的平均值在目标剂量的 90.0%－110.0%之间，所有单值在目标剂量的 75.0%－125.0%之间。

（1）先测20*3个样，如果 RSD ≤ 6.0％，则直接通过。

（2）如果RSD >6.0％，测定剩余20*4个样品的混合均匀度。所有20*7个样的RSD≤6.0%，则通过。

（3）如果所有20*7个样的RSD＞6.0%，调查确定潜在的变异原因，重新开发产品工艺。

混合阶段和压片/填充阶段决策树

混合阶段和压片/填充阶段简化后决策树

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FDA推荐要求

FDA 2003年发布了关于混合均匀性和剂量均匀性研究的指导原则：《Powder Blends and Finished Dosage Units—-Stratified In-Process Dosage Unit Sampling and Assessment》（混合粉末和制剂成品–中控单剂量分层取样及评估），本次CDE指导原则基本借鉴了FDA的2003版指导原则。

但2013年8月，FDA撤回了混合均匀性评估的指导原则。FDA认为应对所有的不同位置的重复取样样品均应进行统计学分析，该统计学分析可证明粉体是均匀的同时取样位置的变动对检测结果不产生显著性影响。

有人在FDA官网对分层取样时剂量单位控制进行了咨询，FDA官方答复如下：

18. What are the Agency’s recommendations regarding in-process stratified sampling of finished dosage units?

  Stratified sampling is recommended to be used when the population is known to have several subdivisions (i.e., locations), which may give different results for the quality characteristics measured.  The Agency expects that no significant differences should exist between in-process locations that could affect finished product quality.  Between- and within-location variability is a critical component of finished product quality and therefore should be evaluated.  Please refer to ASTM E2709 and ASTM E2810 for further guidance on establishing acceptance criteria for a stratified sampling plan.

使用分层取样来覆盖可能会产生不同结果的几个位置；在可能影响成品质量的中间过程位置中不应存在显著性差异；位置间和位置内的变异是成品质量关键组成部分；采用ASTM E2709/2810建立分层取样计划的接收标准。

2013年8月国际制药工程学会(ISPE)成立了一个混合均匀性和含量均匀性小组，旨在讨论评估混合均匀性和含量均匀性的方法。

ISPE混合均匀性/含量均匀性小组发表的两篇著名的论文：

①“评估混合和含量均匀性的建议：对已撤销的 FDA 分层抽样指南草案的改进”。《Recommendations for the Assessment of Blend and Content Uniformity: Modifications to Withdrawn FDA Draft Stratified Sampling Guidance》

②混合和含量均匀性的评估，ASTM E2709/E2810的抽样方案和应用技术讨论。《Assessment of Blend and Content Uniformity. Technical Discussion of Sampling Plans and Application of ASTM E2709/E2810》

03

ASTM推荐标准E2709/E2810

至此，ASTM推荐的标准E2709/E2810终于登场了。

ASTM：美国材料与试验协会（American Society for Testing Materials,ASTM），19世纪80年代，为解决采购商与供货商在购销工业材料过程中产生的意见和分歧而建立技术委员会，讨论解决有关材料规范、试验程序等方面的争议问题。

即，ASTM是一个行业标准协会，制定各种标准，ASTM标准分为6种类型，如标准试验方法(Standard Test Method)它是为鉴定、检测和评估材料、产品、系统或服务的质量、特性及参数等指标而采用的规定程序。标准惯例(Standard Practice)对一种或多种特定的操作或功能给予说明，但不产生测试结果的程序。

ASTM的标准表示形式为：字母分类代码+标准序号+制定年份+标准英文名称。如统计方法等标准序号为E。

E2709-19：Standard Practice for Demonstrating Capability to Comply with an acceptance procedure.

E2810-19：Standard Practice for Demonstrating Capability to Comply with the Test for Uniformity of Dosage Unit.

 ASTM E2709提供了统计学的方法依据，ASTM E2810将ASTM E2709的一般方法专门应用于UDU测试。

FDA及ISPE之所以推荐采用ASTM的标准E2709/2810，因为一次通过UDU测试并不能在统计上保证一批药品符合规定的统计质量控制标准。因此，需要一个程序来提供这种保证。

2709/2810提供了一种评估单阶段或多阶段验收程序的通用方法，该方法根据抽样取样的均值X、标准偏差SD和样本量n，可以估算整批制剂的单片含量，该计算假设含量依据正态分布。在规定的置信水平下，使用来自抽样总体的测试结果分布参数的估计值，计算通过验收程序的概率的下限。

04

以XXX片为例，进行ASTM E2709/2810应用

因批量为10万片，我们设计在整个压片过程中每约4000~5000片取样一次，共取样20点，每点取样7片，先取其中3片样品进行含量测定，若不符合判定标准则取全量7片进行含量测定。

可接受标准定为：

（1）所有样品含量RSD≤5.0%，各点含量平均值在90.0%~110.0%范围内，所有样品含量单值均在75.0%~125.0%范围内。

（2）在90%的置信度下，本品应有95%以上的概率通过含量均匀度测试。

3.数据计算

1. 先测定20个取样点，每个取样点3片含量。需满足RSD、均值、单值要求。

2. 求20个点的均值。

3. 求点间标准差，20个点的均值求标准差。

4. 求每个点内3片样的方差。

5. 求点内标准差，将上述方差求均值后再开方，即得。

6. 将点间标准差与点内标准差，向上修约进0.1。

7. 查表，确定是否符合标准要求。

根据上表结果，本品压片过程素片的含量均匀稳定，所有样品含量单值均在75.0%~125.0%范围内，各点含量均值在90.0%~110.0%范围内且无明显的变化趋势，所有样品的RSD均小于5.0%。

参照ASTM推荐标准E2709和E2810，对样品点间与点内的标准差进行计算。20个取样点间与点内的标准差向上修约后分别为0.9和1.1。在该取样条件下，根据E2810的合格标准；平均含量可接受限度范围为88.0%~112.0%，实测样品平均含量为99.8%。

样品平均含量均在相应的接受限度以内，即在90%的置信度下，本品有95%以上的概率通过含量均匀度测试，符合ASTM推荐标准E2709和E2810的限度要求。

04

小结

2020年7月发补，审评老师提出参照ASTM推荐标准 E2709 和 E2810 等制订取样计划和验证要求。

而2021年09月，CDE《口服固体制剂混合均匀度和中控剂量单位均匀度研究技术指导原则》（征求意见稿），2022年02月，CDE《化药口服固体制剂混合均匀度和中控剂量单位均匀度研究技术指导原则（试行）》，仅提及分层取样进行中控剂量单位研究，均未提及ASTM推荐标准 E2709 和 E2810。

可能为了兼顾，指导原则只进行了部分提升。而实际上审评中心老师的认知可能更前沿，视野更广阔，对申报资料质量及药学研究的深度要求会更高。同时行业内可能有部分企业已经走得更在前，做的更加优秀，也带动了行业水平的整体提升。所以见贤思齐，举一反三，在工作研究中，还是需要有一定的前瞻性和国际化视野。

最后以指导原则中所提醒的与大家共勉：“本指导原则仅代表药品监管部门当前的观点和认识，随着科学研究的进展，本指导原则中的相关内容将不断完善与更新。”

1. CDE：《化药口服固体制剂混合均匀度和中控剂量单位均匀度研究技术指导原则（试行）》
2. FDA《Powder Blends and Finished Dosage Units—Stratified In-Process Dosage Unit Sampling and Assessment》
3. ISPE：《Recommendations for the Assessment of Blend and Content Uniformity: Modifications to Withdrawn FDA Draft Stratified Sampling Guidance》
4. ISPE：《Assessment of Blend and Content Uniformity. Technical Discussion of Sampling Plans and Application of ASTM E2709/E2810》
5. ASTM E2709-19：Standard Practice for Demonstrating Capability to Comply with an acceptance procedure
6. ASTM E2810-19：Standard Practice for Demonstrating Capability to Comply with the Test for Uniformity of Dosage Unit
7. 其它公开资料

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本篇文章来源于微信公众号:药时代