8.5 灭菌技术——湿热灭菌法(2)

2023-05-10 14:56:27


对于制药行业来讲,制药用水系统工作之所以如此的重要,不仅仅是制药行业法规与产品质量的要求,更是科学和技术发展的必然,是人们对药品质量改进和风险控制规律认识的结果。

——《制药用水系统》



上期我们介绍了湿热灭菌的原理和三种不同的方法,以及三种不同的湿热灭菌器,本期我们继续一起学习湿热灭菌的相关内容,本期的重点是介绍湿热灭菌在制药用水系统中的应用。

虽然药典认可的湿热灭菌法主要适用于制剂、原料、辅料及医疗器械等物品的灭菌,且必须在灭菌柜内进行,但在制药用水工艺系统中,为控制系统的微生物负荷,纯蒸汽灭菌法和过热水灭菌法得到了广泛的应用,例如,注射用水系统的周期性灭菌。

(1) 纯蒸汽灭菌 是指利用高温、高压蒸汽进行灭菌的方法,它属于湿热灭菌法。 纯蒸汽的穿透力非常强,蛋白质、原生质胶体在湿热条件下容易变性凝固,其酶系统容易被破坏,蒸汽进入细胞内凝结成水,能放出潜在热量而提高温度,更增强了灭菌力。

纯蒸汽灭菌的程序主要分为4个阶段 (图8.16)。

①排气阶段。在罐体内通入纯蒸汽,置换罐体内部的不凝性气体。

②加热阶段。关闭呼吸器,继续通入纯蒸汽,将系统温度从90℃加热到121℃。

③灭菌阶段。121℃温度下维持30min,并确保罐体温度、管网温度和呼吸器灭菌温度均应达到121℃才能开始计时。

④冷却阶段。关闭纯蒸汽阀门,采用自然降温法或压缩空气降温法按预定速度降温至设定温度。

通常在商业化大生产中,直接接触药品的工器具、内包材等的湿热灭菌数据(包括上述的图谱)会由灭菌柜自动打印出来,经过生产操作人员、岗位负责人、QA的审核,存放在批记录中,留档备查。

优点:

A. 纯蒸汽灭菌的优点为时间短、气化潜热、系统简单。

B. 纯蒸汽本身具备无残留、不污染环境、不破坏产品表面及容易控制和重现等优点,被广泛应用于纯化水系统和注射用水系统的灭菌过程中。

C. 纯蒸汽灭菌可以杀死一切微生物,包括细菌的芽孢、真菌的孢子或休眠体等耐高温的个体。

D. 灭菌的蒸汽温度随蒸汽压力增加而升高,增加蒸汽压力,灭菌的时间可以大大缩短。目前常以温度121℃、30min作为制药用水系统的纯蒸汽灭菌参数。

(2) 过热水灭菌 是一种典型的湿热灭菌法,其原理是利用高温、高压的过热水进行灭菌处理,可杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、真菌、原虫、藻类、病毒和抵抗力更强的细菌芽孢。与纯蒸汽灭菌一样,过热水灭菌可引起细胞膜的结构变化、酶钝化以及蛋白质凝固,从而使细胞发生死亡。

本书多次出现“过热水”,小编只能从字面理解,因此百度了一下过热水的相关内容,如下,请大家参考:

指水达沸点(100℃)却没有沸腾的水,如果加入其他物质会突然暴沸。

过热水是有一定的生成条件的:或因为水中缺少气泡,或其它原因(最常见的原因就是加压),在100℃以上还保持着液态,这样的水叫过热水

水的沸腾需要一个条件,是水中的微小气泡或容器壁表面的微小气泡或是容器表面极其微小的的裂纹中的空气。否则极易形成过热水。(在诸多化学实验中都会在加热液体时放入点瓷片等,就是充当了凝结核的作用,以防止液体的暴沸。)

当水中缺少气化核或气压急剧降低都会造成水来不及气化产生过热水。如在高温时打开高压锅的锅盖,就会因气压急剧降低产生过热水,过热水剧烈气化而爆炸就会炸伤人. 

过热水灭菌在制药行业应用广泛,注射用水储存与分配系统的灭菌、灭菌注射用水的灭菌生产工艺以及大/小容量注射剂的最终灭菌工艺等均可采用过热水灭菌。

过热水灭菌的程序主要分为4个阶段 (图8.17)。

①注水阶段。在罐体内注入一定体积的注射用水,一般以30%~40%罐体液位为宜。

②加热阶段。启动循环系统,利用双板管式换热器或蒸汽夹套将罐体中的注射用水从80℃加热到121℃。

③灭菌阶段。121℃温度下维持30min,并确保罐体温度、管网温度和呼吸器灭菌温度均应达到121℃才能开始计时。

④冷却阶段。开启冷却水控制程序,循环注射用水按预定速度降温至设定温度。目前常以温度121℃、30min作为过热水灭菌参数。

优点:与纯蒸汽灭菌相比,过热水灭菌有如下优点:

①采用工业蒸汽为热源, 无须另外制备纯蒸汽;

②灭菌过程中,无须考虑最低点冷凝水的排放问题,高压过热水循环流经整个系统,不会发生冷凝水排放不及时引起的灭菌死角;

③过热水灭菌时,容器内气相为高压饱和纯蒸汽,可有效实现注射用水储罐或配液储罐呼吸器的反向在线灭菌。

不过,纯蒸汽灭菌利用纯蒸汽的汽化潜热进行杀菌,其穿透能力非常强,当过热水灭菌失效后,纯蒸汽灭菌为一个较好的补救措施

小编总结:本期我们介绍了纯蒸汽灭菌和过热水灭菌的原理、过程及优缺点,以及在制药用水系统中的应用。下期我们继续湿热灭菌的内容,主要介绍制药用水系统的在线灭菌及其注意事项。

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