蒸汽灭菌消毒

2020/4/14ALLMEDQADEPT.1STEAMSTERILIZATIONVALIDATION(TRAINING)ANDYLAW蒸汽消毒验证2020/4/14ALLMEDQADEPT.2大纲蒸汽灭菌基本原理蒸汽灭菌术语灭菌程序设计/蒸汽消毒验证生物指示剂验证/参数放行12342020/4/14ALLMEDQADEPT.3灭菌原理在热力灭菌中，当温度超过细胞最佳生理活动的温度范围时，随着温度的升高，细胞代谢减缓，细胞的生殖及繁殖最终停止。每种细胞的生理活动的温度均有一上限，一旦温度超过它的上限，起生命作用的蛋白质、酶及核酸会被永久性破坏，从而导致细胞发生不可逆转的死亡。绝大多数生长态菌在80~100度下即可被迅速杀灭。而在细菌中，需氧菌的芽孢杆菌属（Bacillus）和厌氧菌中的梭状芽孢杆菌属（Clostridium）则具有较强的耐热性。这些细菌的细胞能产生内源性孢子(芽孢)或胞间休眠体，一旦形成这种状态，它们对热、干燥及化学消毒剂的耐受性增强。要想杀灭这类芽孢，使之下降一个数量级(对数单位)，干热灭菌的温度必须达到100～170℃，湿热灭菌的温度在80～134℃之间。2020/4/14ALLMEDQADEPT.4灭菌原理在热力灭菌中，水对杀灭细菌芽孢起着重要作用，与水相关的灭菌方式只有两种：湿热和干热。湿热灭菌：指湿度达到相对饱和，即RH为100%时的灭菌。导致细胞内的关键性蛋白质和酶发生热变性和凝固。湿度对该破坏过程起促进作用。干热灭菌：相对湿度低于100%条件下的灭菌统称为干热灭菌。使微生物氧化而不是变性。试验数据表明，温度在90~125度，相对湿度在20%~50%时，细菌芽孢较难杀灭，当相对湿度高于50%或低于20%时，则较易杀灭，这对选择灭菌条件具有指导意义。2020/4/14ALLMEDQADEPT.5灭菌原理在热力灭菌机理：组成细胞的蛋白质分子的功能取决于他的特殊结构，在一定高温条件下受热时，蛋白质分子内氢键发生断裂影响分子空间结构的重排，从而导致微生物的死亡。耐热孢子的破坏取决于在水分条件下孢子的水合作用以及核酸和蛋白质的变性。因此，蒸汽灭菌中使用饱和蒸汽是至关重要的。饱和蒸汽的穿透性比干热空气及过热蒸汽的穿透性要强得多。蒸汽冷凝时放出的潜热（2.27kj/g）传给被灭菌品，使之升温使被灭菌品所带的微生物尤其是表面微生物发生水合作用，从而加速了它们的死亡。2020/4/14ALLMEDQADEPT.6影响灭菌效果的参数相对湿度物理/化学条件：对芽孢有损伤作用的物理因素以及对芽孢有抑制作用的化学品等，它们均会影响芽孢的耐热性。曝热时间2020/4/14ALLMEDQADEPT.7蒸汽灭菌相关标准欧盟标准：EN554国际标准：ISO17665-1：2003(取代原ISO11134标准）国家标准：GB8599GB86002020/4/14ALLMEDQADEPT.8灭菌工艺参数灭菌工艺有关参数及相关性D值Z值F0值SAL值L2020/4/14ALLMEDQADEPT.9D值微生物耐热参数（D值）：是指在特定灭菌条件下，使微生物数量下降一个对数单位或杀90%所需要的时间（分钟）Nt-灭菌后微生物残存量N0-灭菌前微生物含量2020/4/14ALLMEDQADEPT.10D值D值越大，该温度下微生物的耐热性就越强，在灭菌中就越难杀灭。对某一种微生物而言，在其他条件保持不变的情况下，D值随灭菌温度的变化而变化，灭菌温度升高时，微生物杀灭90%所需的时间就短。Nt-灭菌后微生物残存量N0-灭菌前微生物含量2020/4/14ALLMEDQADEPT.11Z值温度系（Z值）：使D值变化一个对数单位（或90%）灭菌温度需升高或下降的度数。在湿热灭菌条件下Z值通常取10℃。2020/4/14ALLMEDQADEPT.12F0值F0值：标准灭菌时间（用于湿热灭菌），系灭菌过程赋予待灭菌物品在121℃下的等效灭菌时间（分钟）。2020/4/14ALLMEDQADEPT.13L值灭菌率（L）：指的是在某一温度T下灭菌1min所获得的标准灭菌时间。L=10^(T-121)/Z=F0/Ft温度低于100度时，灭菌率L低得几乎可以不计，随着温度上升，L值变大。在超过121度时，L值随温度上升急剧增加。2020/4/14ALLMEDQADEPT.14L值2020/4/14ALLMEDQADEPT.15F0值F0在灭菌程序设计及验证中的应用(1)灭菌程序F0的计算在理想状态下，即假设灭菌过程中升温和降温能在瞬间完成，灭菌温度恒定不变，标准状态下，F0＝D121×lgQ然而，一个产品的灭菌周期实际上总有3个阶段：升温，保温和冷却。也就是说灭菌过程不可能始终在恒定温度下完成。根据L＝10(T－121)/Z，可以获得不同温度T下的灭菌率L，并把图3－17的温度时间曲线转换成灭菌率—灭菌时间曲线。2020/4/14ALLMEDQADEPT.16F0值例：蒸汽灭菌中，5％葡萄糖药液灭菌温度达100℃(药液温度)时9:00，以后以每分钟上升3℃的速度升温。9:07时温度达121℃，保温至9:17，之后以每分钟平均下降3℃的速度均匀地降至100℃。已知Z=10℃求产品在此灭菌过程中获得的标准灭菌总值。解：列表3－61，查附录的Z＝10℃栏下数据，并填入L项内，然后按式(3－14)计算。保温阶段F0’＝1×10＝10min升温阶段F0＇＇=0．008×1+0．016×1+⋯+0．501×l=ΔtΣL=1×0．997=0．997冷却阶段的计算同升温阶段F＇＇＇＝0．997因此，产品灭菌全过程获得的标准灭菌时间F0＝F0’+F0＇＇+F0＇＇＇＝11.994min2020/4/14ALLMEDQADEPT.17从理论上说，无菌产品应当是没有任何微生物污染的产品。然而，一旦将无菌定义为绝对无微生物污染，那么，这种绝对的标准就无法用试验来认定或用科学的方法来验证，从而使标准架空，以致无法在工业界建立起可以应用的技术标准，因为技术标准的确立必须具备3个必要条件：科学性、安全性和可操作性。无菌检查不是也不可能拿一个批的产品百分之百地检查。这样，含有少量微生物污染产品的批也有可能通过无菌检查。无菌检查局限性2020/4/14ALLMEDQADEPT.18对表中的数据进行分析，可以得出3个结论。(1)无菌检查存在明显的局限性，在取样数小时，这种局限性尤其突出。从表中可以看出，一批中染菌为10％，取样数为4，通过无菌检查的概率为66％，即使把取样数增加到20，则通过无菌检查的概率也只有降低到12％，即几乎每作10批无菌检查，仍有l批可误判为合格。(2)批产品的染菌率越低，根据无菌检查的结果来判定批的无菌，其风险就越大。一个批中有30％的染菌率而取样数为2时，通过无菌检查的概率尚只有49％。当染菌率下降到5％时，若取样数仍为2，则误判合格的概率上升到90.25％，即5％产品染菌的批，每作10批无菌检查，竟有9批可误判为无菌检查合格。(3)同一个污染水平条件下，增加无菌检查的取样数，在一定程度上可以提高无菌检查的可信度。无菌检查这种令人担忧的局限性促使人们努力探索确保产品无菌可靠性的途径。无菌检查局限性2020/4/14ALLMEDQADEPT.19SAL值什么是最终灭菌产品无菌的标准?从以下国外药典的摘录，可以清楚地看出，污染概率低于百万分之一是国际公认的标准，它意指灭菌后产品达到的无菌状态。(1)欧洲药典1997年版无菌保证水平(SAL)系指一项灭菌工艺赋予产品无菌保证的程度。一项灭菌工艺的无菌保证水平用该灭菌批中非无菌品的概率来表示，如SAL为10－6，系指在一百万瓶最终灭菌产品中活菌的数量不超过一个。(2)USP24版1211药品的灭菌及无菌保证提到当用灭菌柜对无菌产品或关键性设备进行最终灭菌时，通常要求灭菌工艺赋予产品的无菌保证值达到10－6，即在一百万个已灭菌品中活菌的数量不得超过一个。问题：百万分之一概念误解？2020/4/14ALLMEDQADEPT.20灭菌程序设计设计灭菌程序例：已知某品种适宜的灭菌温度为116～117℃，设从该产品中分离出来的污染菌的D121不超过lmin，Z＝10℃，如果升温和冷却阶段的F0可以忽略，求达到F0＝8所需的灭菌时间。解：L116＝0．316，L117＝0．398并分别代人L＝F0／FT即达到F0＝8所需的灭菌时间分别为116℃25min117℃20min评估产品的无菌保证水平例：某产品湿热灭菌中，已知F0＝4min，灭菌前药液的含耐热孢子的量为20个/100ml，成品为500ml瓶装，相应的D121℃＝0．4min，求灭菌后该种微生物存活概率。解：将已知数据代人lgP＝lgN－F0／D121℃lg(20CFU／100ml×500m1)－4／0．4＝2－10＝－8所以P＝10－8即灭菌工艺为该批产品提供的无菌保证值为8，微生物存活概率为亿分之一。2020/4/14ALLMEDQADEPT.21灭菌程序设计计算产品灭菌所需的最低F0值例：某成品为500ml瓶装注射剂，从日常菌检资料查得药液在生产时被嗜热脂肪杆菌B．S．污染，药液孢子污染水平在每100m1140个，现测得B．S．在成品中的D121℃＝1．5min，求达到无菌保证值6所需的最低F0。解：将已知数据代人lgP＝lgN0－F0／D121℃lgl0－6=lg(40个／100ml×500m1)－F0／1．5F0／1．5＝lg200+6所以F0＝8．3×1．5＝12．5min即标准灭菌值不得低于12．5min。2020/4/14ALLMEDQADEPT.22实现无菌要求的标准手段热稳定性产品（过度杀灭）过度杀灭是指能使D值不小于1.0min的耐热微生物(常指嗜热脂肪芽孢杆菌)至少下降12个对数单位的灭菌工艺。按此计算，过度杀灭的F0应不低于12。国内外药典所定的121℃15min灭菌程序，也属过度杀灭程序。热稳定好的产品以及物品，如包装材料和生产设备等的灭菌，可以采用过度杀灭工艺。热敏感性产品残存概率灭菌程序适用于热稳定性较差的产品，其F0的常见值为8min。准确地说，对这类产品的灭菌工艺而言，灭菌前产品的污染水平及其耐热性是灭菌终点的决定性因素。因此，生产全过程应当将防止产品被耐热菌污染放在首位，而不是依赖最终灭菌去消除污染从这一观念出发，这类产品有的在无菌条件下灌装，然后再作最终灭菌；有的则在非无菌条件下灌装后灭菌，在后一种情况下，日常生产中应对微生物污染采取极为严格的监控措施以达到灭菌完全的目标。2020/4/14ALLMEDQADEPT.23灭菌程序的效力测定生物学手段用特定的生物指示剂作为标准微生物制剂数据直接反映灭菌效果有时可取代物理手段的不足（如探头无法放入安瓿瓶）局限性：较难进行统计学分析物理/数学手段用灭菌值作为评价标准精确测定热分布和热穿透状况便于准确计算不同灭菌条件下的灭菌效果测量数据便于统计学分析2020/4/14ALLMEDQADEPT.24灭菌工艺验证确认（IQ、OQ）灭菌设备的运行符合设计要求验证（PQ）产品灭菌程序的有效性和重现性评估灭菌时产品可能发生的变化给灭菌效果带来的影响2020/4/14ALLMEDQADEPT.25灭菌工艺验证-IQ、OQ检查设备构造、控制/检测系统、运行系统、安全系统及所有的零部件均与采购要求相同控制/监测仪表的校验，包括程序控制器、温度、压力和时间控制设备，以及计时器、记录测量仪等；试车-空载热分布试验温度探头10-20支，探头精度±0.5℃需有探头与室内原探头并列放置检测报警和安全系统的可靠性真空系统的可靠性（产生的效率，维持的时间等）灭菌温度下，各点间最大温差≤2℃，同一点的最大温差±1℃重复试验至少三次以证明重复性2020/4/14ALLMEDQADEPT.26灭菌工艺验证-PQ(1)每种装载方式下的热穿透试验将传感器均匀放置在产品及腔室内，以确定灭菌相应装载方式下的冷点。某一灭菌程序的热穿透试验应在最大