湿热灭菌原理和常用灭菌设备.ppt

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1、 范围范围 湿热灭菌基础湿热灭菌基础 灭菌法选择的基本原则灭菌法选择的基本原则 灭菌方法的开发及选定灭菌方法的开发及选定 记录仪表记录仪表 几种常用的湿热灭菌设备介绍几种常用的湿热灭菌设备介绍 蒸汽蒸汽-湿热灭菌具备无残留，不污染环境湿热灭菌具备无残留，不污染环境，不破坏产品表面，易于控制和重现性，不破坏产品表面，易于控制和重现性好等优点，被广泛应用于注射剂的除菌好等优点，被广泛应用于注射剂的除菌过程之中。过程之中。GMP的产生和发展（包括理论和实践）的产生和发展（包括理论和实践）都与药物制剂的灭菌过程有关。对无菌都与药物制剂的灭菌过程有关。对无菌产品的制造厂而言，没有什么比灭菌更产品的制造厂

2、而言，没有什么比灭菌更为重要为重要 在生产过程中要做到没有活的微生物是在生产过程中要做到没有活的微生物是不可能的，因为有：不可能的，因为有：人员；人员；原辅料原辅料/包装材料；包装材料；接触产品设备的表面；接触产品设备的表面；用于清洗用于清洗/淋洗的液体；淋洗的液体；环境环境在革兰氏阴性菌的在革兰氏阴性菌的细胞壁中脂多糖细胞壁中脂多糖这是细菌内这是细菌内毒素毒素也叫热原也叫热原革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌106105104103102101100灭菌剂量灭菌剂量(时间时间)对数表示对数表示1 x 103=10001 x 101 =10微生微生物数物数无菌保证水平无菌保证水平

3、达到达到 10-610610510410310210110010-110-210-310-410-510-6微生物数微生物数以恒定的以恒定的速率下降速率下降(D value)我们想提高灭菌的我们想提高灭菌的“概率概率”提高无菌信心的安全限度提高无菌信心的安全限度无菌保证的水平要优于百万分之一无菌保证的水平要优于百万分之一!灭菌剂量灭菌剂量 (时间时间)继续灭菌继续灭菌以提高无以提高无菌保证的菌保证的水平水平10610510410310210110010-110-210-310-410-510-6我们可以检验微生物数的下降情况我们可以检验微生物数的下降情况微生物数微生物数以恒定的以恒定的速率下降

4、速率下降(D value)继续灭菌继续灭菌以提高无以提高无菌保证的菌保证的水平水平灭菌剂量灭菌剂量 (时间时间)我们可计算可信度增加我们可计算可信度增加的程度的程度/无菌保证水平无菌保证水平无菌保证水平无菌保证水平达到达到 10-6原料的原料的质量检验质量检验内包装料内包装料的质量检验的质量检验对接触产品表对接触产品表面消毒并控制面消毒并控制生物生物负荷负荷灌封操作。灌封操作。最终密封最终密封容器容器内包材料清洗、内包材料清洗、消毒去热原消毒去热原全过程强化环境控制全过程强化环境控制热原控制一直到最后一步热原控制一直到最后一步在密封的在密封的容器中最容器中最终灭菌终灭菌SIP设备消毒设备消毒隧

5、道灭菌器隧道灭菌器最终灭菌最终灭菌 空气空气 蒸汽蒸汽 水水 细菌细菌 内毒素内毒素 过度杀灭过度杀灭 残存概率残存概率 其他其他过热过热潜热潜热 显热显热100oC0oC热热(能量能量)温度温度表表压压绝绝对对压压力力最高最高真空真空大气压大气压（约（约1巴绝压值，表压为巴绝压值，表压为0）最佳真空最佳真空（0 巴绝压值）巴绝压值）绝压值绝压值=表压值表压值+1个大气压个大气压通常的通常的压差值压差值bar a=绝压值绝压值g=gage的缩写，的缩写，bar g=表压值，表压值，绝压值与表压绝压值与表压值相差值相差1个大气压个大气压Gauge pressureBar(g)Absolute p

6、ressureBar(a)Boiling pointoC 0.0217.5 0.0324.1 0.0429.0 0.0532.901.099.60.11.1102.30.21.2104.80.31.3107.10.41.4109.30.51.5111.40.61.6113.30.71.7115.20.81.8116.90.91.9118.61.02.0120.21.12.1121.81.22.2123.31.32.3124.7Gauge pressureBar(g)Absolute pressureBar(a)Boiling pointoC1.42.4126.11.52.5127.41.62.

7、6128.71.72.7130.01.82.8131.21.92.9132.42.03.0133.52.13.1134.72.23.2135.82.33.3136.82.43.4137.92.53.5138.92.63.6139.92.73.7140.82.83.8141.82.93.9142.73.04.0143.63.24.2145.4表压表压绝压值绝压值沸点沸点表压表压绝压值绝压值沸点沸点 对灭菌柜及对灭菌柜及SIP而言而言 Dryness/干度干度 潜热的量潜热的量 Superheat/过热过热 超过的温度超过的温度 NCG/不凝气体不凝气体 不凝气体的不凝气体的%Condensate

8、 Quality 冷凝水质量冷凝水质量 GB 18278-2000 医疗保健产品灭菌确认和常规控医疗保健产品灭菌确认和常规控制要求工业湿热灭菌制要求工业湿热灭菌.pdf A5.2.2.1 HTM2010HTM2010-31.pdf 9.0 湿热灭菌工艺验证指南湿热灭菌工艺验证指南-08-12-08.doc 附录附录 对密封容器中的液体而言对密封容器中的液体而言 冷凝水质量冷凝水质量(根据风险分析确定根据风险分析确定)灭菌工艺灭菌工艺 (灭菌柜的灭菌柜的SIP)不凝气体不凝气体测试点测试点干度和过热干度和过热测试点测试点蒸汽温度蒸汽温度参考点参考点 造成不凝性气体的原因：造成不凝性气体的原因：蒸

9、汽发生器的供水温度低蒸汽发生器的供水温度低(建议建议 80)在蒸汽分配系统中滞留空气在蒸汽分配系统中滞留空气(不良的系统设计，疏水器出故障不良的系统设计，疏水器出故障)蒸汽启动程序不当蒸汽启动程序不当(没有将分配管路中的空气吹除掉没有将分配管路中的空气吹除掉)蒸汽干度是蒸汽中潜热的量度蒸汽干度是蒸汽中潜热的量度 最理想是最理想是100%潜热，有最大的能量来加热装潜热，有最大的能量来加热装载载 限度标准限度标准 一般多孔性装载：一般多孔性装载：0.90(90%)金属装载：金属装载：0.95(95%)过热过热 潜热潜热 显热显热 100oC0oC热热(能量能量)温度温度蒸汽干度蒸汽干度干度为干度为

10、 0.9=90%的潜热的潜热干度为干度为 1.0=100%的潜热的潜热 冷凝水是以下任何一个地方都需要加以管理的冷凝水是以下任何一个地方都需要加以管理的问题问题 蒸汽发生器蒸汽发生器 蒸汽分配系统蒸汽分配系统 灭菌柜管路灭菌柜管路 灭菌柜腔室灭菌柜腔室 冷凝水始终不断地产生冷凝水始终不断地产生蒸汽流动的方向应有斜坡蒸汽流动的方向应有斜坡冷凝水跟着蒸汽流动冷凝水跟着蒸汽流动冷凝水比蒸汽重，冷凝水比蒸汽重，它会向下流动它会向下流动 湿热灭菌的机理湿热灭菌的机理 细胞繁殖的最终停止细胞繁殖的最终停止 蛋白质变性蛋白质变性 湿热灭菌工艺验证指南湿热灭菌工艺验证指南-08-12-08.doc PDA_T

11、R-1-Technical_Report_No.1.pdf 影响芽孢耐热性的因素影响芽孢耐热性的因素 物理物理/化学条件化学条件 湿度湿度 能量转移能量转移传导传导对流对流辐射辐射 实验表明，在恒定的灭菌条件下，微生物（只实验表明，在恒定的灭菌条件下，微生物（只指芽孢）的死亡遵循一级动力学规则。指芽孢）的死亡遵循一级动力学规则。芽孢的杀灭率（体现为残存曲线）是耐热性的芽孢的杀灭率（体现为残存曲线）是耐热性的函数，与芽孢的数量无关。函数，与芽孢的数量无关。采用内生芽孢（生物指示剂采用内生芽孢（生物指示剂BI）的悬浮液或放）的悬浮液或放在载体形式的芽孢进行灭菌试验的结果表明，在载体形式的芽孢进行灭

12、菌试验的结果表明，在湿热灭菌中，半对数规则适用于芽孢的灭活在湿热灭菌中，半对数规则适用于芽孢的灭活过程。过程。残存曲线残存曲线可用如下可用如下的一级方的一级方程式来描程式来描述：述：Log NF=Log No-F(T,z)/DT NF挑战微生物灭菌F分钟后的残存数No灭菌前微生物的数量DT微生物在T和Z值下的耐热参数。注意，DT中的温度T需和FT中的温度相一致。F(T,z)在温度T和温度系数Z值条件下，经计算获得的湿热灭菌程序的杀灭力，以T下的时间（分钟）表示10N99.999999.99999.9999.99099%-6-510-3-41010-1-210100110104523101010

13、106103D4D5D6D1D2D3D4D5D6D1D2D0每一单元的残存数残存概率区杀灭的%T度下的等效灭菌时间（F 值）T,z123456789101112D=1 残存曲线的半对数模式必须满足二个先残存曲线的半对数模式必须满足二个先决条件：决条件：挑战菌应是均一的（没有其它杂类芽孢）挑战菌应是均一的（没有其它杂类芽孢）挑战菌的灭菌条件相同，或能折算成相同的挑战菌的灭菌条件相同，或能折算成相同的灭菌条件，例如，折算标准灭菌时间灭菌条件，例如，折算标准灭菌时间在基础温度下减少一个Log菌数所需的时间。就是在一定温度下，将微生物杀灭90（即下降一个对数单位）所需的时间。6543210-1-2-3

14、-4-5-61 2 3 4 5 6 7 8 9 10Log#ofSurvivors残存物残存物Log数数Minutes at 121.1 oC 在在121.1 oC 时的分时的分钟钟D value=1D值值=1Thermal death curve热杀死曲线热杀死曲线微生物名称微生物名称 温度温度 介质介质 D值（分）值（分）嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌1055葡萄糖葡萄糖 87.8嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌1105葡萄糖葡萄糖 32.0嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌1155葡萄糖葡萄糖 11.7嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌1215葡萄糖葡萄糖 2.4嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌 1215葡萄糖乳酸液葡萄糖乳酸液

15、2.1嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌121注射用水注射用水 3.0嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌1055葡萄糖葡萄糖 1.3嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌105注射用水注射用水 13.7嗜热芽胞杆菌嗜热芽胞杆菌115注射用水注射用水 2.1 低热力程序低热力程序 或单独测试或单独测试D值值 欧洲药典要求欧洲药典要求“确认确认BIs在在121(+/-1)灭菌仍有存活孢子灭菌仍有存活孢子”用至少用至少106 及及D为为1.5计算存活时间，得到：计算存活时间，得到：存活时间存活时间(Log No-2)D 值值存活时间存活时间 4 x 1.5分分=6 分钟分钟 BI 的每单元的最低数量的每单元的最低数量 USP 104

16、 EP 5 105 ISO 11138 1 105 通常通常 106 以获得以获得6个对数下降单位的证个对数下降单位的证据据 D 值及第一单元值及第一单元(BI)的数量的数量 USP 104D121 =1.5 至至 3分分钟钟 EP 5 105 D121 1.5 ISO 11138 1 105 D121 1.5 通常通常 数量数量 1 106 D121 1.5 分钟分钟10610510410310210110010-110-210-310-410-510-6无菌保证水平无菌保证水平达到达到10-6灭菌时间灭菌时间可测试部分可测试部分计算部分计算部分活微生物以活微生物以恒定速度恒定速度/D下降数下降数继续灭菌继续灭菌以提高无以提高无菌保证水平菌保证水平Z Z值是指使某一种微生物的值是指使某一种微生物的D D值下降一个对数单位时，值下降一个对数单位时，灭菌温度应升高的度数灭菌温度应升高的度数。Z Z值对于比较不同灭菌过程温度的标准灭菌时间值对于比较不同灭菌过程温度的标准灭菌时间F F0 0值值计算是必须的计算是必须的 10121.1111.1131.110.1Log ofD ValueD值