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1、湿热灭菌工艺的微生物学验证知识中国医药设备工程协会 蒋春 2008.01.16 上海1概念与方式n基础概念n灭菌工艺 n无菌n药品达到无菌要求的两种方式 n无菌生产工艺n最终灭菌 2两种生产方式的比较n无菌生产工艺的局限n通常的无菌保证水平（10-3至10-6） n影响因素较多n最终灭菌工艺的优点n赋予产品更高的无菌保证水平 n生产中可变因素少，出现偏差的概率低 n几乎能杀灭产品中的所有微生物 3制药工艺中常用的灭/除菌方式n热力灭菌 n湿热灭菌 （118-134）-蒸汽、过热水n干热灭菌（160-320 ）-热空气 n气体灭-环氧乙烷n离子辐射灭菌-辐射和电子束辐射n过滤除菌法-过滤名义孔径
2、小于等于0.2m 4热力灭菌的基本原理n湿热灭菌导致细胞内关键性蛋白质 和酶发生热变性或凝固.湿度对该破坏 性过程起促进作用.n干热灭菌-使微生物氧化而不是蛋白 质变性. 5细菌细胞结构 n细胞质膜n细胞壁n荚膜n异染颗粒n线毛n鞭毛n色素体n脂质颗粒n中体n核糖体n拟核n模隔壁6湿热灭菌的热力学基础水-蒸汽系统处在饱和状态时的性质温度压力Bar焓（内部热量）J/g水hLh*蒸汽hV1001.013419225626751151.69248322162699 1201.987504220227061212.026508219927071252.32252521882713饱和蒸汽表h = hV
3、-hL，凝结或汽化潜热，1 Atmosphere = 1.013 bar = 14.71 psia7热力灭菌设备n过热水灭菌釜n干热灭菌釜n蒸汽灭菌釜8湿热灭菌工艺研发与确认灭菌工艺的验证 工艺研发阶段工艺确认阶段 方法设计装载类 型工艺类 型工艺开发性能确认连续 控制 非产品特异 性灭菌工艺 (过度杀灭 法) 产品特异性 灭菌工艺蒸汽不可透 过型物品 (液体型) 蒸汽可透过 型物品饱和蒸汽型 预真空式 重力式 空气超压型 蒸汽/空气 混和方式 过热水方 式确定参数 升温阶段 保温阶段 降温阶段物理学方法 温度分布 热穿透 生物学方法日常放行 工艺评估 系统适用 性 再确认 变更控制9最终灭菌
4、产品无菌的标准.无菌检查结果合格-存在局限性批检不合格率、实际污染率和取样量之间的相互关系 取样量实际污 染率 0.1151015 100.010.090.400.660.80 200.020.180.650.890.96 50 0.050.340.920.99 1000.090.630.99 3000.260.95 30000.9510最终灭菌产品无菌的标准n通过物理/生物学方法证明，单位产 品内微生物存在的概率不超过百万 分之一(即批产品的污染概率不超过 百万分之一). 可实现参数放行11影响灭菌效果的因素n物理化学条件环境因子芽孢是否处于被包裹状态n湿度n微生物的热致死特性12适于湿热灭
5、菌工艺验证的微生物菌种名称D121 值范围(min)嗜热脂肪芽孢杆菌 Geobacillus stearothermophilus 1.5-3.0枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis0.3-0.7凝结芽孢杆菌 Bacillus coagulans 0.4-0.8梭状芽孢杆菌 Clostridum sporogenes0.4-1.0 13实现无菌要求的标准手段n热稳定性产品(过度杀灭) 美国 产品灭菌工艺的F0值不低于12分钟; 欧盟 12115分钟n热敏感性产品 控制产品在灭菌前的带菌量 产品灭菌工艺的F0值不低于8分钟. 14药典要求nEP 对过度杀灭法的工艺要求：对溶液的灭菌条
6、件至少为121oC 15 分钟 ；也可采用其它组合条件，但灭菌效果须与 上述相等效。目标：无菌保证值（SAL，污染概率的负对数 ）大于等于12。15药典要求nUSP 对过度杀灭法的工艺要求：对溶液的灭菌条件需达到12D ，至少为12 分 钟。n设计目的：使D121=1分钟，数量为106的微生物经过灭 菌后达到SAL= 10-6。16灭菌程序的开发与设计n根据灭菌前带菌量进行设计 基于对灭菌前产品所含微生物的耐热特性和数量以及产品的 热稳定性 灭菌后产品的污染概率须小于10-6。n过度杀灭法 基于工艺程序能杀灭更加耐热微生物，并且再加上一定的安全系数； 理论上对生物指示剂孢子的杀灭能力达到10-
7、12。n将两者相结合 兼顾产品的热稳定性和无菌要求。17灭菌程序的效力测定n生物学手段（FBiological） 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n物理/数学手段（FPhysical） 用灭菌值F0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18灭菌工艺验证n确认（IQ、OQ） 灭菌设备的运行符合设计要求n验证（PQ） 产品灭菌程序的有效性和重现性n评估 灭菌时产品可能发生的变化给灭菌效果带来 的影响19灭菌工艺验证-IQ/OQ n检
8、查设备构造、控制/监测系统、运行系统、安全系统及所 有零部件均与采购要求相同；n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；n试车空载热分布试验 温度探头10-20支；探头精确度0.5 oC; 须有探头与腔室原探头并列放置; 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、维持时间等); 灭菌温度下，各点间最大温差（腔室内的） 蒸汽灭菌过度杀灭程序赋予产品的F0值不得低于12 分钟. 目标: 使在121.1 oC下D值为1分钟的细菌芽孢下降12个对 数单位(双倍于无菌保证值). 可采用其它灭菌程序，但要保证符合无菌标准nEP 、CP 蒸汽灭菌程序通常应为在121 oC下灭菌15分钟 可采用其它灭菌程序，但要保证符合无菌标准32F0与FT的相互关系nF0 = D121.1 ( logN0 -logNt ) nFT = DT ( logN0 -logNt ) F0 / FT = D121.1 / DT = 10(T 121.1)/Z = L (灭菌率) 33
