8--何杨-灭菌工艺

北京·齐力佳·咨询1何杨BEIJINGGELEGSCI.-TECH.CO.LTD追求卓越止于至善灭菌工艺北京·齐力佳·咨询2内容第一单元无菌概述第二单元湿热灭菌湿热灭菌工艺基础知识湿热灭菌程序的开发湿热灭菌设备湿热灭菌设备验证日常工艺控制第三单元干热灭菌干热灭菌工艺基础知识干热灭菌设备干热灭菌设备验证日常工艺控制北京·齐力佳·咨询3无菌的定义常用的灭菌方法灭菌工艺生命周期及支持性依据第一单元概述北京·齐力佳·咨询4什么是无菌？“无菌”的理论定义完全无生物存在绝对条件“无菌”的实际定义经生长和繁殖证明无生物普遍接受的标准灭菌后，微生物存活的概率低于10-6，即保证一百万个已灭菌物品或制剂中存活的微生物数低于一（无菌保证水平SAL≤10-6）或者非无菌单元概率不超过百万分子一，PNSU≤10-6概率控制北京·齐力佳·咨询5无菌的保证药品无菌检验的风险取样量为20瓶时污染率与通过无菌检查概率的关系批产品污染率％5101520通过无菌检查的概率％361241历史的教训：1962年，美国FDA颁布第一部GMP1970-1975年，美国输液污染致败血症400多起，有问题的产品全部通过了无菌检查FDA首次将验证的概念引入GMP，无菌的保证必须依靠工艺过程的控制试验阴性只能保证样品无菌，但试验阳性则证明产品有菌北京·齐力佳·咨询6制药工业实现无菌的方法无菌生产工艺热力灭菌–通常的无菌保证水平(10-3至10-6)–影响因素多–赋予产品更高的无菌保证水平(至少10-6)–生产中可变因素少，出现偏差的概率低–几乎能杀灭产品中的所有微生物北京·齐力佳·咨询7常用的灭菌方法制药工业热力灭菌应用湿热灭菌干热灭菌干热灭菌除热源通常用于最终灭菌产品\容器\器具直接接触药品的包装容器过度杀灭法残存概率法北京·齐力佳·咨询8湿热灭菌工艺生命周期北京·齐力佳·咨询9支持性法规依据中国GB18278《医疗保健产品灭菌确认和常规控制要求工业湿热灭菌》GMP2010年版附录1EUGMP附录1PDA湿热灭菌的验证：灭菌程序的设计，开发，确认和日常监控，2007年增补，第一卷N0.S-1PDATR3：干热灭菌的验证北京·齐力佳·咨询10湿热灭菌工艺基础知识湿热灭菌程序的开发湿热灭菌设备湿热灭菌验证湿热灭菌日常工艺控制第二单元湿热灭菌北京·齐力佳·咨询11湿热灭菌工艺基础知识湿热对微生物的作用高温导致细胞内的关键性蛋白质、核酸和酶发生热变性或凝固，细胞死亡；湿度对该破坏性过程起促进作用，蒸汽热穿透性强；实际上只要微生物处于达到水－水蒸汽平衡状态下的灭菌过程，都是湿热灭菌；生命基本物质的破坏本质上是化学变化。实验证明微生物受热死亡速度符合一级动力学规则。北京·齐力佳·咨询12湿热灭菌工艺基础知识微生物存活数与灭菌时间关系Y轴及X轴均为普通座标（示意）tN102030101001000tlgN102030123对数座标Y轴：微生物取对数X轴：时间为10进制普通座标北京·齐力佳·咨询13湿热灭菌工艺基础知识一级动力学方程（对数规则）式中：NF：灭菌F分钟后微生物存活的数量N0：微生物的初始数量F(T,Z）：灭菌程序在确定的温度T下的等效灭菌时间DT：微生物在温度T下的耐热系数，以分钟表示TZTFDFNN),(0lglg北京·齐力佳·咨询14湿热灭菌工艺基础知识微生物耐热参数--D值指一定温度下将微生物杀灭90％或下降一个对数单位所需要的时间。lgNt1234t1t2D可用D值测试仪加以测量北京·齐力佳·咨询15湿热灭菌工艺基础知识影响D值的因素微生物的种类微生物存在的介质、包装微生物复苏和培养条件灭菌温度、时间蒸汽饱和度通常在以下情况下必须测试D值在残存概率法中确定产品分离菌的耐热特性（休克法）；产品处方变更对耐热特性的影响；在常规生产中，需要确定从生产环境分离出耐热菌的耐热特性时；当需要确定作为生物指示剂用的直接接种到物料或产品中的耐热孢子的D值时。115℃121℃125℃lgNt△lgN=1D125D121D115温度越低达到同一灭菌效果时间越长北京·齐力佳·咨询16湿热灭菌工艺基础知识灭菌温度系数—Z值微生物耐热性随温度变化而变化的特性可用Z来表示；使D值变更一个对数单位灭菌温度需升高或下降的度数；物理意义：Z大时，用升高温度的办法来改善灭菌效果时，收效不明显。北京·齐力佳·咨询17湿热灭菌工艺基础知识灭菌温度系数—Z值实测细菌孢子的Z值在8-12℃之间，由于灭菌时温度一般设定在一个小的范围内，通常将其视作一个常量，湿热灭菌中Z通常取10℃；在干热灭菌中，Z通常取20℃；在对比平衡灭菌赋予产品的物理杀灭时间和生物杀灭时间F值的试验中，必须使用实际的生物指示剂的z值来计算物理杀灭时间FT。北京·齐力佳·咨询18湿热灭菌工艺基础知识Lethality灭菌率（L）：某一温度下灭菌一分钟杀灭微生物达到同一灭菌效果所需的标准灭菌时间（121℃下受热的分钟数）；不同灭菌温度下的灭菌率见后表；L没有单位；TotalLethality：总灭菌时间，常指Fo，国内学者将它翻译成杀菌力。在英、美药典中，长期以来，以标准灭菌时间为8作标准，用Fo与之比较。北京·齐力佳·咨询19湿热灭菌工艺基础知识不同灭菌温度下的灭菌率灭菌温度℃灭菌率L1000.0081050.0251120.1261150.2511160.3161180.5011200.7941211.0001221.251231.59表中Z取10℃；100℃灭菌时，Fo达8时，需1000分钟，近17个小时产品会受到破坏105℃灭菌30分钟时，Fo约为0.75，几乎没有100℃灭菌30分钟时，Fo约为0.24，安全性？北京·齐力佳·咨询20湿热灭菌工艺基础知识达到同一灭菌效果的概验—F0值Fo系指当灭菌温度为121.1℃，生物指示菌的D121值为1分，Z值为10.0℃时的标准灭菌时间（121.1℃下计算的微生物等效灭活率）（USP28《1222》中的Fo）F值是整个灭菌程序中所有的灭菌率累计积分值，即图中曲线所围面积北京·齐力佳·咨询117℃下的总灭菌时间FT等效于121℃下的总灭菌时间FO21湿热灭菌工艺基础知识不同温度下等效灭菌时间F0值的理解lgNtLgNoLgNt121℃117℃FTFo北京·齐力佳·咨询22湿热灭菌工艺基础知识F值的表达方式F值是灭菌时间的量度，可以通过物理和生物的方法加以描述物理杀灭力：FPHY=ΣL×dd=每次温度读数之间的间隔时间L=经计算的各个温度下的灭菌率市售的数据采集设备中有程序，可自动完成计算并报告灭菌程序的F的增值和累计值生物杀灭力：FBIO=DT×LRDT=参照温度下生物指示剂的D值LR=灭菌程序使生物指示剂下降的对数单位，即lgNO-lgNF北京·齐力佳·咨询23湿热灭菌工艺基础知识灭菌指示剂种类较多，可以分为两类：生物指示剂化学指示剂北京·齐力佳·咨询24湿热灭菌工艺基础知识生物指示剂种类其死亡所遵循的具有可预见性对数规则为基础，来确定并记录微生物存活概率的合格标准，常用的有：G.stearothermophilus，嗜热脂肪芽孢杆菌,D值1.5-3.0Clostridumsporogenes，生梭芽孢杆菌，D值0.4-0.8Bacillussmithii，史密氏杆菌，D值0.4-0.8Bacillussubtilis，枯草芽孢杆菌，D值0.3-0.7包括孢子悬浮液、纸质载体（如孢子条或菌片），以及其他形式的载体（如金属的孢子片，孢子线或安瓿）所选用生物指示剂的数量、耐热性应比产品或物品的生物负荷高，考虑最差条件一般选用嗜热脂肪芽孢北京·齐力佳·咨询25湿热灭菌工艺基础知识生物指示剂的耐热性在验证试验中应对实际条件下生物指示剂的耐热性进行评估，因为生物指示剂所处的溶液或载体对生物指示剂的耐热性有影响，如，在氯化钠或氯化钾存在的情况下，G.嗜热脂肪杆菌的耐热性会增强；可以利用经校准的能产生脉冲波的物理加热设备（如耐热性测试仪）来测试生物指示剂的耐热性；如果通过供应商审计确立了供货商分析证书的可信度，而且生物指示剂没有变更，那么可采用供货商提供的生物指示剂的耐热性数据，而不必对每批生物指示剂的耐热性进行测试。北京·齐力佳·咨询26湿热灭菌工艺基础知识生物指示剂的初始浓度由于可能的运输及处理方面的问题，在接收孢子时，应对孢子的浓度进行计数。应采用与供货商同样的计数方法计数，以减少影响孢子准确计数的因素。北京·齐力佳·咨询27湿热灭菌工艺基础知识化学指示剂化学监测系统是对一个或多个关键灭菌参数有响应的装置；它们可作为定性指示剂，以持久不变标识（如颜色变化）的形式提供即时的结果，用来表示装载或产品已灭过菌；形式：胶带、纸条、安瓿等；不管它们的设计形式如何，在湿热灭菌程序的验证中，化学监测系统不能代替生物指示剂和温度/压力/时间的物理测试。北京·齐力佳·咨询28湿热灭菌工艺基础知识温度及热量传递温度是热能的度量热量是物体及其周围环境之间因温差而发生能量转移的结果在同一温度下，不同加热介质（如饱和蒸汽、空气、蒸汽混合物或过热水）所含的热能差异极大。蒸发/冷凝是饱和蒸汽灭菌中热能传递给被灭菌品的主要的手段北京·齐力佳·咨询29湿热灭菌工艺基础知识一个标准大气压下水的加热曲线1克100℃的饱和蒸汽含有2,675焦/克的能量。这是100℃的水所含能量（419焦耳/克）和蒸发所需热能（2,256焦耳/克）或蒸汽冷凝释放热量之和。在100℃时，1克蒸汽冷凝时，可将2,256焦耳的热量传递给物体。北京·齐力佳·咨询30湿热灭菌工艺基础知识二个标准大气压下水的加热曲线在两个大气压下，当水的温度达到121℃时，再吸收2,199焦/克才会变为饱和蒸汽只有当水和蒸汽在特定压力和温度下处于平衡状态时，才会发生这个现象湿热灭菌正是利用饱和蒸汽的潜热对芽孢加以杀灭北京·齐力佳·咨询31湿热灭菌工艺基础知识不同温度、压力下的饱和蒸汽表美国机械工程师学会（ASME）国际蒸汽表应检查任何饱和蒸汽灭菌程序的压力和温度，以保证数值与蒸汽表中基本一致。如果不一致，就可能表示灭菌过程中，饱和蒸汽冷凝的热效应没有完全发挥作用，影响致死率。湿热灭菌对数规则的前提条件是使用饱和蒸汽北京·齐力佳·咨询32湿热灭菌工艺基础知识蒸汽的种类工业蒸汽灭菌设备夹套加热工艺蒸汽适用于已经密封的产品纯蒸汽适用于直接接触产品的滤器、胶塞、容器具的灭菌北京·齐力佳·咨询33湿热灭菌工艺基础知识纯蒸汽质量测试（HTM2010版三部）不凝气体是蒸汽发生器生产的蒸汽中可能夹带的气体，如：空气、氮气和二氧化碳；这些不凝性气体使蒸汽从纯的、汽相状态的水成为蒸汽和气体的混合物（非饱和蒸汽），从而影响杀灭效果。每100ml置换水中不超过3.5ml北京·齐力佳·咨询34湿热灭菌工艺基础知识纯蒸汽质量测试（HTM2010版三部）干燥值蒸汽中携带液相水量的测试值。干燥值为0表示有100%的水，干燥值为1.0表示不含液相水的干燥蒸汽；干燥值小于1.0的蒸汽所含的能量会明显小于纯的饱和蒸汽，致使装载物品受潮、阻碍蒸汽穿透性、延长加热时间。不低于0.9（装载为金属物品时，不低于0.95）北京·齐力佳·咨询35湿热灭菌工艺基础知识纯蒸汽质量测试（HTM2010版三部）过热在任何给定压力下，温度高于水蒸发平衡曲线所示温度导致形成部分饱和蒸汽，影响杀灭效果造成过热的原因①在使用点附近压力的下降②灭菌器夹套的温度高于腔室的温度过热值不超过25℃北京·齐力佳·咨询36湿热灭菌工艺基础知识湿热灭菌程序的开发湿热灭菌设备湿热灭菌验证湿热灭菌日常工艺控制第二单元湿热灭菌北京·齐力佳·咨询37湿热灭菌工艺开发北京·齐力佳·咨询灭菌程序的设计这是灭菌工艺开发的第一步，依据待灭菌物选择灭菌程序，如过度杀灭法灭菌还是残存概率法灭菌北京