1 在制藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物制品、醫(yī)療衛(wèi)生和科學研究等行業(yè)中,常要用到消毒滅菌設備對有關(guān)物品進行消毒滅菌處理,對藥品而言,在達到消毒滅菌效果可靠的同時,還要保證藥品不受破壞,確保其藥效的安全性、有效性和穩(wěn)定性。
一般而言,對某一物品進行消毒滅菌時,選擇的當是該行業(yè)規(guī)定的消毒滅菌方法,如同時有幾種方法均可使用,則要根據(jù)待處理物品的理化性狀、消毒滅菌效果因素及經(jīng)濟性,進行綜合分析與比較,選擇合理的消毒滅菌方法,以經(jīng)濟的運行成本達到很好的消毒滅菌效果。就目前而言,在所有可利用的消毒滅菌方法中,熱是一種應用很早、效果可靠、使用廣泛的方法,它可以殺滅一切微生物,包括細菌繁殖體、真菌、原蟲、藻類、病毒和抵抗力更強的細菌芽孢,因此熱力滅菌在工業(yè)消毒滅菌上深受重視。 熱力法包括濕熱法和干熱法。濕熱滅菌法系指物品在滅菌器內(nèi)利用壓力蒸汽或其他濕熱滅菌介質(zhì)殺死微生物,為熱力滅菌中有效、使用廣泛的方法。藥品、藥液、玻璃器皿、培養(yǎng)基、敷料、織物、金屬器械及其他遇高溫與濕熱不發(fā)生變化或損壞的物品,均可用本法滅菌;而干熱滅菌法系指物品在干燥空氣中加熱達到殺死微生物的方法,通常在160~170℃、120 min、170~180℃、60min、250℃、45min以上的條件下滅菌。濕熱法由于滅菌溫度低、穿透力強、作用快而使其效果優(yōu)于干熱法。濕熱法包括壓力蒸汽法、流通蒸汽法、低溫蒸汽法、低溫間歇法、煮沸法和巴士消毒法等,其中壓力蒸汽法是所有濕熱法、熱力法、物理法及所有消毒滅菌方法中的選擇方法,因此其廣泛使用的壓力蒸汽消毒滅菌柜是濕熱消毒滅菌的經(jīng)典設備,雖然近年來有關(guān)濕熱滅菌設備為適應各種需要,開發(fā)了不少新型設備,但均是在壓力蒸汽消毒滅菌柜的基礎上發(fā)展起來的。
2 溫熱與干熱的根本區(qū)別
濕熱法和干熱法均是利用熱力因子殺死微生物的物理消毒滅菌方法,但它們的殺菌機理有所不同,即濕熱法主要是通過凝固微生物的蛋白質(zhì)致其死亡,干熱法則是通過脫水干燥使蛋白質(zhì)氧化、變性、炭化和電解質(zhì)濃縮中毒而使微生物死亡。它們的操作特點也各異,其根本的區(qū)別在于消毒滅菌處理時,加熱環(huán)境和微生物細胞的濕度水平有所不同:“濕熱”加熱在此指微生物內(nèi)部和加熱環(huán)境均處于濕度飽和狀態(tài)的加熱,此時微生物與純凈的水或飽和蒸汽呈平衡狀態(tài);而“干熱”加熱,則用于指加熱環(huán)境中無水或不足以達到濕度飽和狀態(tài)下的加熱,其濕度水平可以為零,或剛剛低于飽和狀態(tài)。
一般情況下,微生物對干熱的耐受力較濕熱者為強,即濕熱凝固蛋白質(zhì)比干熱氧化蛋白質(zhì)、從而殺滅微生物所需溫度低得多;而且水分的存在有利于蛋白質(zhì)凝固,在熱作用的局部環(huán)境中,水分愈多或濕度愈高,蛋白質(zhì)凝固所需溫度愈低,凝固速度愈快,對外設的殺滅效果也愈好。另外,濕熱的穿透性也比干熱強,因為蒸汽和水傳導熱能的效率比空氣高。其次蒸汽冷凝時放出大量的潛熱,可使物體迅速加熱,正是由于二者殺菌機理和加熱特點的不同,濕熱滅菌不僅效果可靠,而且也能降低殺菌溫度,縮減作用時間。
3 濕熱滅菌柜的基本要求
3.1 消毒滅菌效果的可靠性與有效性
由于消毒和滅菌的保證水平分別為103級和106級,即物品經(jīng)消毒處理后,微生物的存活率 分別為10-3級和10-6,因此影響消毒效果可靠性和有效性的主要因素——柜室內(nèi)消毒滅菌溫度場的一致性就顯得尤為重要。這首先要保證柜室內(nèi)空載熱分布要一致,如要求滅菌柜的有限滅菌室內(nèi)各點的溫度與其平均溫度的差值≤1℃,切還要盡可能消除“冷點”及“冷點”與平均溫度間的偏離(≤2.5℃)。造成上述溫差的主要原因是滅菌柜室內(nèi)的幾何形狀、進氣孔位置=形狀和孔徑、出氣孔的位置和孔徑、擋氣孔形狀、大小和放置位置等有關(guān),另外還要求負載熱分布要一致,影響因素則與待滅菌物品的裝載方式和分布方式有關(guān)。由于“冷點”或平均溫差教大,則在使最不利點的F0 值保證無菌時,就會使整個滅菌時間延長,這對于溫度較敏感的物品,長時間的高溫就會成問題,對藥品則可能影響其藥效或藥品的穩(wěn)定性與有效性。因此滅菌柜室內(nèi)溫度場的均一性,盡可能消除“冷點”是濕熱滅菌柜設計、制造質(zhì)量好壞與否的首要條件。
3.2 驗證結(jié)果的精確度與重現(xiàn)性高
隨著GMP的全面推行,濕熱滅菌柜除具備滿足達到可靠而有效的消毒滅菌效果外,還提出了增加驗證要求的動能。因為藥品生產(chǎn)僅靠成品抽樣檢驗手段以保證藥品質(zhì)量的方法,是不能使藥廠在生產(chǎn)中按照已確定的要求生產(chǎn)出毫無問題的產(chǎn)品。只有堅信“藥品質(zhì)量是生產(chǎn)出來的,而不是檢驗出來的”觀念,在重視終產(chǎn)品的檢驗控制的同時,更要強調(diào)按經(jīng)過驗證的生產(chǎn)工藝,對生產(chǎn)全過程進行控制,才能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,這是因為驗證是對生產(chǎn)工藝的預期評估,以保證設計的工藝在規(guī)定的操作和控制條件下得到質(zhì)量穩(wěn)定、一致的產(chǎn)品,即為提供有依據(jù)的保證而去獲取充分的證據(jù)。工藝控制是實現(xiàn)驗證目標的關(guān)鍵,工藝驗證中消毒滅菌的驗證是藥品生產(chǎn)驗證的重要內(nèi)容,鑒于藥物的消毒滅菌是在滅菌失敗危險的最大限度和滅菌藥物變質(zhì)危險的最大限度之間實現(xiàn)平衡這個特殊性,這就要求滅菌柜的精確度和重現(xiàn)性要高,例如空載滅菌柜內(nèi)各點(包括冷點)的溫度在每次滅菌過程中的差值≤±1℃。故要求設備配有GMP驗證標準接口、溫度時間和F0值控制、自動記錄打印各種參數(shù)。
3.3適用范圍的針對性強和運行的經(jīng)濟性佳
通用的壓力蒸汽消毒滅菌柜對多種小批量的制藥企業(yè),對多種耐熱、耐濕物品盡心消毒滅菌,因而有較普通的適用行,但就其操作運行的經(jīng)濟性而言,由于沒有個性與針對性,在對某些物品消毒滅菌時,可能會使用較高的消毒滅菌溫度和較長的滅菌時間,消耗較多的能量,因而在經(jīng)濟上不是很好的。因此,新年的濕熱滅菌柜不斷的被推出,正是順應適用范圍的針對性、操作運行的經(jīng)濟性要佳的要求,尤其是對品種較單一、產(chǎn)量較大的制藥企業(yè)而言,其重要性就更加明顯。
3.4操作條件的適應性強和操作方法的簡便性好
由于濕熱滅菌柜的使用場合、工藝布局、物品裝載方式、控制水平等的不同,滅菌柜柜門的數(shù)量、開啟方式、待滅菌物品在柜室內(nèi)的置放方式、消毒車的搬運方式、操作的控制方式也應該有所不同,以適應各自不同的操作要求的方便與習慣以及操作方法的簡便性。
3.5 安全系統(tǒng)的可靠性好
滅菌柜的安全系統(tǒng)包括安全泄放裝置、電氣安全裝置和壓力安全連鎖裝置。前者常用安全閥作為蒸汽超壓泄放裝置;對電氣安全裝置主要包括漏電保護、過載保護、多電壓保護,保證用電安全;壓力安全連鎖裝置,主要保證操作者的安全,如當門的鎖緊機構(gòu)未關(guān)至于設計位置,蒸汽控制裝置被鎖住,不能進入滅菌室,防止蒸汽推開未鎖住的門,吹出滅菌物品;開門時,只要滅菌室內(nèi)還殘存有蒸汽壓力(一般為<0.027MPa)被連鎖而無法打開,防止被蒸汽突然推開而造成事故。此外還有滅菌柜雙扉的連鎖裝置,保證不能同時打開雙門,確保滅菌柜前后操作間的潔凈要求。
總之,濕熱滅菌柜的設計要充分考慮柜室內(nèi)溫度場的均一性,同時要考慮設備的安全可靠,先進適用和經(jīng)濟運行。 4 濕熱滅菌的相關(guān)參數(shù) (1) D值 即微生物的耐熱參數(shù),是指一定溫度下,將微生物殺滅90%(即使之下降一個對數(shù)單位)所需的時間,以分(種)表示.D值越大,說明該微生物的耐熱性越強,不同的微生物在不同的環(huán)境條件下具有各種不同的D值。 (2) Z值 即滅菌溫度系數(shù),是指使某一生物的D值下降一個對3單位,滅菌溫度應升高的值(℃),通常取10℃。 (3) FT值 為滅菌程序所賦予待滅菌品在溫度T下的滅菌時間,以分(種)表示。 (4) F0值 即標準滅菌時間,是滅菌過程賦予待滅菌品在121℃下的等效滅菌時間,即T=121℃為標準滅菌時間,以分(鐘)表示。 (5) 滅菌率L值 是指在某溫度下滅菌1分鐘所相應的標準滅菌時間,即F0 和 FT的比值(L= F0/FT)。 (6) 滅菌保證值SAL 為滅菌產(chǎn)品經(jīng)滅菌后微生物殘存概率的負對數(shù)值,表示物品被滅菌后的無菌狀態(tài).按國際標準,規(guī)定濕熱滅菌法的滅菌保證值不得低于6,即滅菌后微生物存活的概率不得大于百分之一。 5 濕熱滅菌柜的分類 5.1 按容積的分類 一般,當容積在0.20m3以下者為小型滅菌器,0.20~1.5 m3者為中型滅菌柜,1.5 m3以上者為大型滅菌柜。大中型滅菌柜常用于工業(yè)滅菌,而小則常用于醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)和實驗室。 5.2按控制方式分類 按控制方式,可分成簡易式、手控式和自控式三類。簡易式壓力蒸汽滅菌器包括手提式和臺式等小型滅菌器;手控式滅菌柜的整個滅菌過程全由操作者自行處理,各步驟之間無有機聯(lián)系;自動控制(程控)滅菌柜則可按不同滅菌物品的要求驚醒滅菌過程選擇,除裝卸物品外,整個滅菌過程連續(xù)地自動進行。 5.3 按熱力介質(zhì)、運行狀態(tài)、排氣方式、蒸汽品質(zhì)和用途等分類 按殺菌因子熱力介質(zhì)的不同,濕熱滅菌柜分為壓力蒸汽滅菌柜、水浴式滅菌柜和蒸汽加空氣混壓滅菌柜三大類。其中水浴式滅菌柜根據(jù)柜內(nèi)滅菌車的運動狀態(tài)又可分為靜態(tài)式和回轉(zhuǎn)式二類,而壓力蒸汽滅菌柜如根據(jù)排除柜內(nèi)原有冷空氣所需真空產(chǎn)生原理的不同,可分為下排式(又稱為重力置換式)和預真空式(包括一次抽真空和脈動真空二種)二類;如按蒸汽品質(zhì)的不同,可分為普通蒸汽型和純蒸汽型二類;如按用途的不同,又可分為通用型蒸汽滅菌柜和專用型蒸汽滅菌柜二類。