灭菌 - 概述
– 讨论“无菌”的定义
– 简要描述灭菌方法
– 描述用于验证灭菌工艺的方法：以湿热为例
– 描述灭菌日常监测和控制的要求
– 回顾其他灭菌工艺的特定问题
• 某些药品必须是无菌的
– 注射剂、眼科制剂、冲洗液、血液透析液
• 两类无菌产品
- 可在最终容器中灭菌（终端灭菌）的产品
- 不能进行最终灭菌而必须无菌制备的产品
“无菌”的定义是什么？
• 不含微生物
在实践中，无法证明不含微生物的绝对说法
- 定义为容器被污染的百万分之一的概率（10-6）
- 这被称为无菌保证水平 (SAL)
- 微生物以指数方式被杀死
“无菌”的定义
- 灭菌工艺必须达到百万分之一（10-6）的无菌保证水平（SAL）。
- 无法测量 10-6
- 要达到所要求的 SAL，可以采用一种工艺，将微生物数量减少到零，然后再应用安全系数，从而额外减少6个对数值。
举例
- 初始微生物负载为 102 时，灭菌工艺需要将存活微生物减少 8 个对数值
- 这需要8倍的D值（例如，如果微生物的D值为2分钟，则需要 8 x 2 = 16 分钟才能实现8个对数的减少和SAL 为 10-6）（Z 点）
D值：将微生物数量减少 1 log（或 90%）所需的时间（或剂量）
常用的灭菌方法
– 湿热
– 干热
– 气体（环氧乙烷）
– 辐射（伽马或电子射线）
– 过滤
– 其他 - 紫外线、蒸汽和甲醛、过氧化氢
湿热
• 饱和蒸汽
• 常见循环周期：
– 121°C 15 分钟
– 134°C 持续 3 分钟
– 可以使用其他较低温度和较长时间的循环（例如 115°C 30 分钟）
• 用于以下灭菌：
– 水性注射剂的终端灭菌、眼科制剂、冲洗和血液透析溶液、无菌工艺使用的设备
• 不适用于非水性/干燥制剂
• 首选的灭菌方法
干热
• 氧化过程导致微生物死亡
• 需要更高的温度和更长的暴露时间
• 典型循环周期：
– 160°C 120 分钟
– 170°C 60 分钟
– 180°C 30 分钟
– 用于西林瓶灭菌的隧道烘箱可以使用更高的温度 （300°）和更短的时间
• 用于：
- 无菌生产中使用的玻璃器皿和产品容器、非水性耐热粉末和液体（油类）
•也用于玻璃器皿的除热原（250°C）
- 热原--存在于某些细菌细胞壁中的物质，进入人体后可引起发热。
环氧乙烷气体
• 纯气体或与其他惰性气体混合物
• 需要水分存在
• 工艺复杂
• 典型循环周期：
– 1-24 小时
– 25-1200 mg/L气体
– 25-65°C
– 30-85% 相对湿度
• 用于：
– 不耐高温的产品容器
– 粉末的表面灭菌
• 充分通风以减少有毒残留物
辐照
• 由钴 60或铯137放射性核素产生的伽马射线;或
• 电子发生器产生的加速电子
• 25 kGy常规剂量
– 剂量取决于微生物负荷（生物体的耐受剂量不可预测）
• 必须对工艺进行适当验证
• 用于：
– 干燥的药品
– 不耐高温的产品容器
• 可能导致不可接受的变化
过滤
• 去除液体和气体中的微生物
• 0.2 - 0.22 微米，用于除菌
• 由纤维素酯或其他聚合物材料组成
• 过滤材料必须与被过滤的液体相容
• 用于散装液体、气体和呼吸器
验证 - 概述
•选择适合产品的灭菌工艺
– 终端灭菌是首选方法
– 湿热（高压灭菌）是用于终端灭菌的最常见工艺
– 产品不得受热影响
– 必须建立容器/密封系统的完整性
– 被灭菌的物品必须含有水（如果密封的话）或材料必须能够排出空气，允许蒸汽穿透以进行蒸汽（湿热）灭菌
验证 – 方案
湿热灭菌要求
-其他流程遵循类似要求
• 验证方案应包括每种灭菌工艺的以下详细信息
– 产品类型、容器/密封系统、所需 SAL 方面的工艺目标
– 时间、温度、压力和装载模式的标准
– 所有设备和辅助系统的类型、型号、容量和工作范围的描述
– 所有设备的性能特征，例如压力表、阀门、警报系统、计时器、蒸汽流速/压力、冷却水速、循环控制器功能、门密封垫和气闸系统和过滤器
– 监测设备和工艺性能的方法以及实验室测试方法
– 负责所有阶段和最终评估的人员（应具有经验和经过必要的培训并获得授权）
验证 - 校验
• 实验室测试应由合格的实验室进行，方法应记录在案
• 必须校验所有仪器，例如
- 温度记录仪和传感器
- 热电偶
- 夹套和箱体的压力传感器
- 计时器
- 冷却水电导率监测器
- 水/蒸汽流量计
- 使用冷却水时的水位指示器
- 温度计，包括用于热电偶校准、腔体监测和实验室测试的温度计
• 应校验指示剂
- 应测试物理和化学指标，以证明其对时间和温度的反应是可接受的
- 生物指示剂应进行计数和时间/温度暴露反应测试
- 对于市售指示剂--应提供包含计数、D值和暴露反应的测试证书。如果定期进行 “内部 ”验证，结果可以接受。
- 自制指示剂必须进行充分确认（D值、鉴定），并适用于灭菌工艺。
所有指示剂都应适当储存，并在有效期内。
验证 - 循环周期开发
• F0 的概念
– 致死系数相当于121°C时的时间
• 在 121°C 下1分钟相当于 F0 为1。
• 致死率会在加热和冷却阶段累积
热灭菌过程的典型温度曲线
• F0 使用以下公式计算：
F0 = ΔtΣ10（T-121/Z）
式中：
• “Δt” 是测量被灭菌产品温度 (T) 时的时间间隔
• “T” 是在时间（t）时被灭菌产品的温度
• “Z”是一个温度系数，用于测量将微生物的D值改变1log数所需的度数
• 灭菌工艺所需的最小F0与微生物负载的耐热性（D 值）有关
F0 = D121（Log A - Log B）
式中：
• “D121”等于在 121°C下将每个产品容器中最具耐热性的微生物数量减少 90%（或1个对数）的时间
• “A” 是每个容器中微生物的数量
• “B” 是可接受的最大存活概率（无菌保证水平，10-6）
• 两种灭菌方法
- 过度杀灭法
– 残存概率法
• 当产品可以承受过度热处理时而没有不良影响时，使用过度杀伤方法
– 循环周期应至少达到F0为12
• 这将实现微生物减少12个Log值，D 值为1分钟
（假设每个产品单位含有106个微生物，减少12个log值后，将导致每个单位 的微生物数为10-6或残存概率 （SAL） 为百万分之一）
（正常的微生物负载通常要低得多，而微生物的耐热性通常也比这低得多）
生物指示剂
• 由已知数量的微生物组成，这些微生物对载体中或载体上的特定灭菌工艺具有已知的耐受性，并封装在保护性包装中。
– 微生物以芽孢的形式存在（非营养状态），因为它们对灭菌最具耐受性。
微生物
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D值
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嗜热脂肪芽孢杆菌（最常见）
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1-2.8
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凝结芽孢杆菌
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0.3
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梭状芽孢杆菌
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0.8-1.4
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萎缩芽孢杆菌
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0.5
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BI
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实例
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孢子条 - 浸渍了玻璃纸信封中的细菌孢子悬浮液的纤维纸窄条；
孢子纸片 - 浸有孢子悬浮液的圆形纤维纸片；
孢子悬浮液 - 可接种到材料表面的含有所需挑战微生物的纯孢子悬浮液；
装有孢子条或悬浮液及其培养基的自含式装置（使用简单/方便）
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- 不耐热产品采用存活概率法
经验证，该工艺可将灭菌前的生物负载降至 100（Y 点），最低安全系数为再减少6 个log值（Z点）
根据生物负载及其耐热性确定所需的最低 F0 值
