潔凈無菌車間的濕熱滅菌

為了滿足特定物品的無菌要求和質(zhì)量穩(wěn)定性，有必要開發(fā)與被滅菌物品相適應(yīng)的濕熱滅菌程序，滅菌程序的開發(fā)是確定滅菌工藝的各項(xiàng)物理參數(shù)的過程。滅菌程序的開發(fā)應(yīng)列入正式的開發(fā)計劃并有相應(yīng)的文件和記錄。本文將以濕熱滅菌柜為例進(jìn)行濕熱滅菌程序的開發(fā)。

（1）設(shè)計滅菌方法

滅菌程序設(shè)計方法主要有兩種。其中一種是殘存概率法。兩種方法都可以使被滅菌物品達(dá)到相同的無菌保證水平，選擇哪種設(shè)計方法很大程度上取決于被滅菌物品的熱穩(wěn)定性。但殘存概率法要求的熱能較小，有利于被滅菌物品的穩(wěn)定性。

殘存概率法   不耐熱產(chǎn)品或物品的滅菌不能使用另一種方法，這就需要所建立的滅菌程序必須能恰當(dāng)?shù)厝コ⑸铮荒軐?dǎo)致產(chǎn)品或物品的降解。這樣的滅菌周期的建立有賴于研究產(chǎn)品或物品上的微生物數(shù)量和耐熱性。一旦確定了微生物的數(shù)量和耐熱性，就可以設(shè)計出一個能達(dá)到 SAL小于 10^-6的滅菌程序。

殘存概率法設(shè)計時，N₀和 D_T的取值要基于產(chǎn)品或物品在滅菌前污染菌含量檢測數(shù)據(jù)，另需加上安全余地，它取決于以下方面：

a.    專業(yè)判斷；

b.    生物負(fù)荷數(shù)據(jù)的范圍；

c.    對于產(chǎn)品生物負(fù)荷常規(guī)測試的程序。

按 GMP 規(guī)范生產(chǎn)的產(chǎn)品，實(shí)際微生物初始數(shù)量應(yīng)該很低。通常每個容器 1～100 個菌。通常說來，只有環(huán)境中形成的芽孢或從產(chǎn)品分離的芽孢才需要測試 D 值。將產(chǎn)品在80～100℃下加熱 10～15mm，可以篩選掉耐熱性差的微生物。D_T值的選擇應(yīng)將初始微生物試驗(yàn)中檢出的耐熱菌的安全系數(shù)考慮在內(nèi)。所選定的安全系數(shù)反過來又與初始微生物的數(shù)量和耐熱性測試的頻率和程度相關(guān)。

      假設(shè)產(chǎn)品的生物負(fù)荷測試中：

N₀=10²;D_121℃=1min；Z-10℃

利用以上數(shù)值，可以計算出經(jīng) 121℃滅菌，微生物現(xiàn)存概率小于 10^-6所需的F_PHY和F_BIO如下：

F₀=F_PHY=F_BIO= D_121℃ X（lg N₀-lgN_F）=8min

殘存概率法設(shè)計的滅菌工藝，通常要求對每批產(chǎn)品天菌前進(jìn)行微生物含量及耐熱性測試，積累微生物污染的數(shù)據(jù)。如果長期以來的數(shù)據(jù)證明在實(shí)際的 GMP 控制條件下，污染水平很低，且檢不到耐熱菌，污染菌監(jiān)控的方案可做適當(dāng)調(diào)整。

（2）確定裝載類型

滅菌工藝開發(fā)的下一個步驟是確定滅菌物品的種類，確定裝載類型。滅菌物品通常劃分為多孔/堅(jiān)硬裝載和液體裝載。不同裝載類型應(yīng)選擇合適的滅菌方法。

①多孔/堅(jiān)硬裝載    多孔/堅(jiān)硬裝載是指直接接觸飽和蒸汽來實(shí)現(xiàn)滅菌的物品。當(dāng)蒸汽在被滅菌物品的表面冷凝時，發(fā)生熱量轉(zhuǎn)移。多孔/固體物品包括但不局限于下述內(nèi)容：

a.    過濾器《薄模式過濾器、簡式過濾器、預(yù)過濾器等）；

b.    膠賽和其他聚合物密封件；

c.    管道和軟管；

d.    工作；

e.    清潔設(shè)備；

f.     設(shè)備部件。

②液體裝載    液體裝載的滅菌通過傳導(dǎo)和（或）對流作用，將能量傳遞給容器中的內(nèi)容物。液體裝載包括但不局限于以下內(nèi)容：

a.容器（如小瓶、袋、瓶子，針筒或安瓿）的液體（溶液、懸浮液和/或乳劑）；

b.實(shí)驗(yàn)后或生產(chǎn)后需處理的含有潛在致病微生物的廢液。

（3）選擇滅菌程序

對于濕熱滅菌來說，有兩種常用的滅種程序：飽和蒸汽滅菌程序和空氣加壓滅菌程序。飽和蒸汽滅菌程序通常用于多孔/堅(jiān)硬裝載滅菌，空氣加壓滅菌程序常用于液體裝載滅菌。中凈環(huán)球凈化可提供潔凈車間、無菌車間、無菌實(shí)驗(yàn)室等凈化工程的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

下面對這兩種滅菌程序做簡要介紹。

①飽和蒸汽滅菌程序    按滅菌前排除空氣的方式不同，飽和蒸汽滅菌程序分為脈動真空滅菌程序和重力置換滅菌程序。

a.脈動真空滅菌程序    脈動真空滅菌程序在滅菌前通過機(jī)械真空泵將空氣從腔室中抽走，常用于難以去除空氣的多孔/堅(jiān)硬裝載的滅菌，比如軟管，過濾器和灌裝機(jī)部件。滅菌程序開始之前，對裝載的處理很重要。如果每次抽真空至 0.1 個大氣壓，那么每個脈沖（抽真空-充蒸汽）將使滅菌柜內(nèi)的空氣減少 90%或者 1 個對數(shù)單位。三次脈沖可使滅菌柜內(nèi)的空氣下降 3 個對數(shù)單位，有效地將空氣去除 99.9%。為了使裝載處于正常狀態(tài)，可能另需正壓脈沖（充蒸汽至高于大氣壓，避免空氣進(jìn)人腔室)。通過這個方法，提高去除空氣的效率，縮短平衡時間。在制定滅菌程序時，要準(zhǔn)確地確脈沖的衣數(shù)和類型。

b.重力置換滅菌程序    重力置換滅菌程序的原理在于滅菌柜腔室中的冷空氣比進(jìn)入的蒸汽重，冷空氣被從腔室頂部輸入的蒸汽往下排擠到腔室的底部，并通過腔室底部的排水管排出。蒸汽往往通過導(dǎo)流擋板或散流器輸至滅出柜腔室。蒸汽注入腔室的速度非常關(guān)鍵，如果蒸汽進(jìn)入過快或分布不合理，裝載的頂部或周圍可能會夾帶空氣層。如果進(jìn)汽過于緩慢，空氣受熱而擴(kuò)散入蒸汽中，從而使排除空氣更加困難。

重力置換滅菌程序排除空氣的效率低于脈動真空滅菌程序，對排氣比較閑難的裝載而言，不建議采用這類天菌程序。

② 空氣加壓滅菌程序    對于液體裝載滅菌，液體容器頂部常留有小部分氣體（空氣氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w)。當(dāng)液體被加熱時，頂部氣體膨脹，容器中的壓力隨之增大。冷卻階段，容器內(nèi)的溫度高于容器外，容器內(nèi)的壓力也會比腔室內(nèi)壓力大。為保持容器的形狀和密封完好性，需空氣加壓，增大腔室的壓力，降低腔室和容器內(nèi)的壓差。加壓滅菌程序通常采用無油壓縮空氣，通入腔室的空氣須先經(jīng)過除菌過濾器過濾。為防止加入冷空氣會引起腔室內(nèi)的溫度波動，空氣在通人腔室前要預(yù)熱。常見的空氣加壓程序有蒸汽-空氣混合滅菌程序(SAM)和過熱水滅菌程序。

a.蒸汽-空氣混合滅菌程序    該程序以空氣和蒸汽混合物為加熱介質(zhì)。當(dāng)蒸汽中加入空氣，產(chǎn)生高于一定溫度下飽和蒸汽壓的壓力，這種滅菌程序即為蒸汽-空氣混合況圈程序。與飽和蒸汽滅菌相比。它的熱傳遞速率低，滅菌結(jié)束后，常見的冷卻方法是向滅菌柜夾套通入冷卻水，保持空氣循環(huán)冷卻，也可通過在裝載上方噴淋冷卻水使其降溫。

b.過熱水滅菌程序    過熱水滅菌程序是指在空氣加壓條件下，以過熱水為加熱介質(zhì)進(jìn)行滅菌。這個程序中，加壓是為了保持水在高溫下的液體狀態(tài)。

（4）多孔/堅(jiān)硬裝載滅菌程序開發(fā)要素

多孔/堅(jiān)硬裝載滅菌重現(xiàn)性和獲取無菌保證水平的大風(fēng)險是單個產(chǎn)品中可能夾帶的空氣，因此滅菌前，應(yīng)確保充分地排除滅菌柜腔室和產(chǎn)品中的容氣，同時滅菌過程確保向滅菌柜提供干飽和蒸汽。通常多孔/堅(jiān)硬裝載滅菌程序的開發(fā)需要從以下方面進(jìn)行考慮。

①裝載最冷點(diǎn)    在腔室熱穿透試驗(yàn)前進(jìn)行熱分布研究，量出裝載的分布圖，確定滅菌     品中適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控點(diǎn)位置，確定裝載中很難加熱的部位。

裝載的溫度測試應(yīng)取難加熱的物品(如質(zhì)量大的、易包藏空氣的、長的軟管、或這類特性兼?zhèn)涞难b載物品)。做溫度分布圖時，要比較裝載類型對加熱的影響(如比較排除空氣的難易及大裝載加熱的難易程度)，并將溫度探頭放置在很難加熱的位置。

②裝載準(zhǔn)備    多孔/堅(jiān)硬裝載的準(zhǔn)備方式可有多種，包括但不局限于以下示例：

a.用可穿透蒸汽和空氣的包裝材料將裝載包扎（如不脫落纖維的紙或其他聚合包裝材料）；

b.加蓋但不封閉的桶/盒;

c.無菌生產(chǎn)中所用的物品必須加以包裝或包扎，以便在使用之前保持無菌狀態(tài)。包裝材料需要考慮空氣及冷凝水的排除。避免微生物污染。

③裝載方式    在運(yùn)行確認(rèn)后及性能確認(rèn)前，要確認(rèn)裝載的類型和方式，并有相應(yīng)記錄裝載方式的確定應(yīng)考慮以下方面。

a.裝載不能接觸腔室內(nèi)壁。

b.盡可能減小金屬容器平面間的接觸以及與滅菌車之間的接觸。

c.為方便去除空氣及冷凝水，明確裝載物的方位并有相應(yīng)記錄，如將桶倒置。

d.質(zhì)量大的裝載應(yīng)放在腔室中較低的架子上，盡量減少冷凝水所致的裝載潮濕.

e.控制滅菌柜中裝載物的數(shù)量，如果預(yù)期裝載物的量是變化的，則需確定最小和最大裝載量。

f.如果確認(rèn)表明物品的擺放位置不影響滅菌效果，那么裝載方式是可變的.

g.應(yīng)制定適當(dāng)?shù)?/span>SOP,便于相關(guān)操作人員執(zhí)行操作。

④運(yùn)行參數(shù)    建立滅菌程序的關(guān)鍵要素是確定運(yùn)行參數(shù)，以滿足滅菌工藝設(shè)計的目標(biāo)并確定它們屬關(guān)鍵因素或重要因素。

關(guān)鍵參數(shù)涉及產(chǎn)品的安全和有效性。關(guān)鍵參數(shù)不合格可能會導(dǎo)致滅菌的失敗，參數(shù)不合格時被滅菌產(chǎn)品不得放行。重要參數(shù)保證日常滅菌運(yùn)行處于“受控”狀態(tài)。重要參數(shù)不合格時。需進(jìn)行調(diào)查并有說明合理處理裝載的文作和記錄。

⑤平衡時間    平衡時間表示去除空氣并使裝載達(dá)到滅菌條件的能力。即使達(dá)到了設(shè)定的滅菌溫度，平衡時間的延長也表示去除空氣或加熱能力的不足。在程序開發(fā)中，盡可能減小平衡時間，采用以下方法可縮短平衡時間。

a.確認(rèn)裝載正確放置，有效排除空氣（如膠管不受擠壓)；

b.增加真空或蒸汽正脈沖的次數(shù)；

c.提高真空脈沖的真空度；

d.優(yōu)化裝載方式。

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