過氧化氫（干霧）滅菌及其在藥廠的應(yīng)用

宋大海

（深圳市潤聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰?，廣東深圳518100）

過氧化氫（干霧）滅菌及其在藥廠的應(yīng)用

宋大海

（深圳市潤聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰?，廣東深圳518100）

通過對干霧及過氧化氫干霧滅菌系統(tǒng)的介紹，以某車間干霧滅菌方案為例，證明了過氧化氫（干霧）滅菌的快速、可靠性。

過氧化氫滅菌；干霧；甲醛熏蒸；應(yīng)用

編者按：過氧化氫（干霧）滅菌是制藥行業(yè)的發(fā)展趨勢，但其在無菌生產(chǎn)區(qū)域滅菌的可靠性、能否完全替代甲醛熏蒸、能否獲得檢察官員的認(rèn)可等問題有待進(jìn)一步探討。本文屬作者觀點(diǎn)，歡迎廣大讀者來稿作進(jìn)一步探討，以使過氧化氫（干霧）滅菌技術(shù)得以進(jìn)一步提高與普及。

0 引言

使用過氧化氫進(jìn)行表面消毒早有應(yīng)用實例，例如醫(yī)院中經(jīng)常用過氧化氫對傷口消毒。而過氧化氫用于空間消毒則主要用于醫(yī)療器械的滅菌和消毒，由此產(chǎn)生的過氧化氫滅菌柜，至今仍在我國的醫(yī)院中被廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是：過氧化氫充分氣化，可以徹底滅菌，但是無法進(jìn)行空間滅菌，且價格極其昂貴。其后，眾多形式的過氧化氫滅菌方式紛紛出現(xiàn)。

新版GMP論證為制藥企業(yè)帶來了一次革命性的產(chǎn)業(yè)升級，對眾多制藥企業(yè)來說，滅菌環(huán)節(jié)是認(rèn)證過程中的重中之重。歸納起來，潔凈區(qū)的空間滅菌方案必須具備以下要求：

（1）使用方便，操作簡單，生態(tài)環(huán)保，對人員和環(huán)境友好。

（2）殺菌效力達(dá)到藥典滅菌標(biāo)準(zhǔn)：能對枯草芽孢桿菌和嗜熱脂肪芽孢桿菌達(dá)到104～106的殺滅率。

（3）材料兼容性好：潔凈區(qū)及設(shè)備的相容性應(yīng)包括金屬、工程塑料、橡膠、潔凈室墻板頂板、環(huán)氧樹脂自流平地面、高效送風(fēng)口、回風(fēng)口、有機(jī)玻璃、插座、開關(guān)、電話、現(xiàn)場顯示儀表等。

（4）無殘留：確保滅菌以后的滅菌劑殘留不會對藥品構(gòu)成任何形式的污染；易驗證，有充分的驗證資料。

（5）擴(kuò)散性要非常好：全方位覆蓋，不留有死角。

1 干霧介紹

1.1 干霧的性質(zhì)

干霧是指直徑在1～10 μm的液體顆粒。

干霧的性質(zhì)：（1）干霧顆粒進(jìn)行的是無規(guī)則運(yùn)動（布朗運(yùn)動原理）且不會沉降；（2）干霧滴不會凝結(jié)在一起產(chǎn)生大的液滴；（3）干霧顆粒與表面接觸后（如墻壁）會反彈，不會破裂而使表面濕潤。

干霧顆粒越小、越均勻，上述干霧特征越明顯。

1.2 干霧的尺寸

干霧的尺寸如圖1所示，干霧的特性如圖2所示。

圖1 干霧的尺寸

圖2 干霧的特性

2 干霧滅菌系統(tǒng)介紹

由于絕大多數(shù)消毒產(chǎn)品都是液體，因此大多數(shù)人認(rèn)為如果能夠?qū)⑾疽簹饣敲磾U(kuò)散性是最好的，必然殺菌效果也是最理想的。但是，如果將產(chǎn)品完全氣化，設(shè)備的費(fèi)用、使用成本是非常高的。目前，市面上很多大型的設(shè)備也只能做到“汽化”，而做不到真正的氣化。首先是技術(shù)上達(dá)不到，再加上很多企業(yè)每年進(jìn)行“大消”的次數(shù)并不多，大型設(shè)備投入高，使用次數(shù)少，性價比就非常低。如果將產(chǎn)品簡單的霧化，其擴(kuò)散性又非常差，會產(chǎn)生很多問題，如死角、凝液等，不適用于藥廠空間的滅菌。

在這樣的情況下，便產(chǎn)生了“干霧滅菌”這一理念。下面將以歐菲姆干霧滅菌系統(tǒng)為例，對干霧滅菌系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

2.1 設(shè)備原理

歐菲姆干霧滅菌系統(tǒng)使用電源帶動（無需使用壓縮空氣），利用文丘里原理高速吸入空氣，在噴頭內(nèi)給空氣足夠大的動能，讓氣體與消毒液高速碰撞產(chǎn)生直徑＜5 μm的干霧顆粒。這樣消毒液將以干霧顆粒的形式彌散在需要滅菌的無菌潔凈區(qū)，從而達(dá)到徹底滅菌效果，可替代傳統(tǒng)熏蒸。

干霧滅菌的工作原理非常簡單，但是需要解決如下問題：如何瞬間給空氣提供足夠高的動能讓顆粒達(dá)到均勻的3～5 μm、散熱降噪、設(shè)備空間占用大。歐菲姆獨(dú)有的硼鈷合金自帶潤滑功能的器械噴頭設(shè)計，將干霧設(shè)備的功效擴(kuò)大化的同時，極大地減少了空間占用，解決了散熱降噪的問題。

2.2 干霧滅菌方案構(gòu)成

干霧滅菌方案：諾福易驗證型空間殺孢子劑+歐菲姆干霧滅菌設(shè)備。

2.2.1 諾福空間易驗證型特效殺孢子劑的特點(diǎn)

（1）成分：過氧化氫（歐洲特殊工藝生產(chǎn)，高活性）活性比普通過氧化氫高許多倍，徹底殺滅微生物，無耐藥性產(chǎn)生，無毒、無刺激，可完美替代有害熏蒸，過氧化氫濃度7%～7.5%。（2）殺菌效力廣譜高效：同時殺滅200多種微生物；30 min對黑色枯草芽孢、嗜熱脂肪芽孢桿菌的殺滅率穩(wěn)定。（3）無味、無毒，對人體、環(huán)境安全，經(jīng)歐盟食品安全認(rèn)證。（4）驗證資料齊全：可提供殺菌效力驗證、殘留驗證、材料兼容性驗證3項驗證的詳細(xì)資料，易于通過GMP驗證。（5）產(chǎn)品在歐洲和北美廣泛使用，不影響通過歐盟cGMP、美國FDA認(rèn)證。

2.2.2 歐菲姆干霧滅菌設(shè)備的特點(diǎn)

（1）100%法國原裝進(jìn)口，15年干霧設(shè)備技術(shù)積累。

（2）干霧微粒均勻，達(dá)到3～5 μm。

（3）歐洲專業(yè)的醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用經(jīng)驗，充足的歐洲藥廠驗證經(jīng)驗。

（4）體積小、重量輕（凈重5.8 kg），可方便使用于大空間潔凈區(qū)（多點(diǎn)布置）和小空間無菌室滅菌。

（5）電源連接，方便移動，完全不留死角。

2.3 干霧滅菌方案的適用范圍

（1）干霧滅菌方案可安全用于潔凈室空間和設(shè)備的消毒滅菌，適用領(lǐng)域包括制藥、生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)、食品生產(chǎn)、化妝品生產(chǎn)以及保健品生產(chǎn)等。

（2）干霧滅菌方案可安全用于各種級別的無菌潔凈車間、無菌實驗室、微生物室、無菌室、隔離器、RABS、無菌傳遞艙的消毒滅菌。

（3）干霧滅菌方案可安全用于不銹鋼、塑料、玻璃、地板、墻壁等各種表面和空間（消毒）滅菌。

2.4 干霧滅菌操作指南

干霧滅菌過程如圖3所示。關(guān)閉門窗；（4）啟動噴霧按鈕開始進(jìn)行干霧滅菌；（5）噴霧完成設(shè)定量會自動停止，靜置60～90 min，全排風(fēng)30～60 min，滅菌完成。

從開始滅菌到進(jìn)入投料生產(chǎn)，整個滅菌過程約3 h，包括通風(fēng)。

2.5 干霧滅菌系統(tǒng)驗證體系

2.5.1 過氧化氫干霧滅菌系統(tǒng)殺菌效力驗證

霧化過氧化氫滅菌系統(tǒng)的滅菌效果是可驗證的，無需特殊菌種，LRV符合USP要求。

通過生物指示劑挑戰(zhàn)性試驗，根據(jù)美國藥典USP中的規(guī)定，采用黑色枯草芽孢桿菌和嗜熱脂肪芽孢桿菌作為挑戰(zhàn)試驗菌，滅菌后下降4～6個對數(shù)單位，可以證明該系統(tǒng)在空間滅菌過程中對各種微生物的殺滅能力。

2.5.2 材料兼容性驗證

腐蝕性驗證，歐盟藥廠40多種材料挑戰(zhàn)性實驗報告。

2.5.3 殘留驗證

有殘留驗證材料。使用專業(yè)儀器檢測殘留，企業(yè)可以通過空間殘留檢測儀，采用對過氧化氫敏感的檢測管，在1～1.5 h全排風(fēng)后，驗證過氧化氫的殘留量。

圖3 干霧滅菌過程

（1）設(shè)備放置位置的確認(rèn)：噴嘴遠(yuǎn)離墻壁和設(shè)備，避免遮擋噴霧，以易于干霧擴(kuò)散的位置為佳；（2）設(shè)備就位，裝上充足的消毒劑，接上電源，按消毒劑用量設(shè)置噴霧時間；（3）關(guān)閉空調(diào)、新風(fēng)排風(fēng)，

3 過氧化氫干霧與傳統(tǒng)甲醛熏蒸或臭氧的比較

過氧化氫干霧與傳統(tǒng)甲醛熏蒸或臭氧的比較如表1所示。

建議：選用兩種生物指示劑同時進(jìn)行測試。

表1 過氧化氫干霧與傳統(tǒng)甲醛熏蒸或臭氧的比較

4 歐菲姆空間干霧滅菌系統(tǒng)實用案例

4.1 驗證車間

某生產(chǎn)線，潔凈車間A、B區(qū)380 m3、C區(qū)970 m3。

4.2 驗證要求

潔凈車間A、B、C區(qū)需達(dá)到滅菌要求。

4.3 驗證目的

（1）消毒效力驗證：干霧狀態(tài)下諾福殺孢子劑的滅菌消毒能力。（2）材料兼容性驗證：歐菲姆干霧滅菌是否會對車間材料造成腐蝕。（3）殘留驗證：干霧滅菌之后車間殺孢子劑的殘留。

4.4 生物指示劑品種

4.4.1 滅菌

選擇用干熱滅菌的透氣性的ATCC9372黑色枯草芽孢桿菌芽孢條106，不得選擇壓力蒸汽濕熱用芽孢條；或選用嗜熱脂肪芽孢菌片ATCC7953，芽孢數(shù)104以上，要求：透氣片狀。

建議：選用兩種生物指示劑同時進(jìn)行測試。

4.4.2 消毒

黑色枯草芽孢桿菌或者嗜熱脂肪芽孢菌103芽孢條，要求：透氣片狀。

4.5 測試前準(zhǔn)備

4.5.1 準(zhǔn)備工具

（1）1.0～1.5 m高的凳子或者臺面6個，以放置歐菲姆干霧設(shè)備；

（2）無菌培養(yǎng)皿若干：用于放置芽孢條；

（3）護(hù)目鏡和防毒面罩（至少兩套）：以取芽孢條；

（4）無菌鑷子和采集碟，以保存取到的芽孢條。4.5.2 計算殺孢子劑的用量

歐菲姆針對不同潔凈區(qū)的滅菌消毒會根據(jù)新版GMP的要求而有所不同：

針對A/B區(qū)：需要達(dá)到滅菌要求（即對芽孢的殺滅率為6個對數(shù)值）使用量：5～6 mL/m3；

針對C/D區(qū)：需要達(dá)到消毒要求（即對芽孢的殺滅率為3個對數(shù)值）使用量：2～3 mL/m3。

具體車間體積和殺孢子劑使用量如表2所示。

表2 具體車間體積和殺孢子劑使用量

4.5.3 確認(rèn)設(shè)備放置位置

歐菲姆設(shè)備噴頭的噴射方向與水平呈45°，干霧被噴射出來的初始速度非?？?，由于自身慣性作用的原因，在干霧離開噴頭的一小段距離整體是呈弧線運(yùn)動，慣性作用消失以后干霧在空間中作無規(guī)則的布朗運(yùn)動，彌漫擴(kuò)散到相對密閉空間的每一個角落。但是，由于不同的企業(yè)潔凈區(qū)有不同的布局，在一定環(huán)境條件下空間的布局直接影響到了干霧擴(kuò)散的快慢。為了快速達(dá)到整個潔凈區(qū)擴(kuò)散完全混合均勻的最佳狀態(tài)，取得較好的滅菌效果，務(wù)必對設(shè)備的臺數(shù)及位置進(jìn)行全面考慮和精確的擺放。

設(shè)備擺放位置遵循以下原則：（1）優(yōu)先滿足核心區(qū)域；（2）噴嘴遠(yuǎn)離墻壁和設(shè)備，避免遮擋噴霧；（3）以易于干霧擴(kuò)散的位置為佳。

4.6 驗證流程

某車間布局如圖3所示，其中數(shù)字表示滅菌設(shè)備放置的位置。

（1）關(guān)閉空調(diào)（新風(fēng)、回風(fēng)），使被滅菌區(qū)域的空氣呈完全靜態(tài)。關(guān)閉A、B區(qū)和C區(qū)的連接門，C區(qū)與非潔凈區(qū)的門，如圖3點(diǎn)線處5道門在噴霧時是需要關(guān)閉的。完全打開潔凈內(nèi)部區(qū)所有需要干霧滅菌房間的門窗，便于干霧擴(kuò)散至每一個角落。重點(diǎn)環(huán)節(jié)：需要保證完全靜置，需要復(fù)查。

圖3 某車間布局圖

（2）放置生物指示劑（放置106芽孢條），一定要擺放到干霧最不易達(dá)到的位置，并記錄不同芽孢條的擺放位置。

（3）按照圖3布點(diǎn)：注意噴頭朝向，設(shè)備下墊架子或者不銹鋼板凳（注意：房間高度2.5～3.0 m，所需架子高度1 m；房間高度3.0 m以上，所需架子高度1.2～1.5 m），將灌封機(jī)的遮簾掀起，玻璃門開到最利于干霧擴(kuò)散的狀態(tài)。

（4）記錄潔凈區(qū)的溫濕度，并將溫濕度監(jiān)測儀放于便于觀測的玻璃門邊，以便記錄噴霧結(jié)束后的溫濕度。

（5）調(diào)節(jié)孢子劑用量指針：①1000mL；②1000mL；③1 000 mL；④1 000 mL；⑤1 000 mL；⑥1 000 mL。

（6）將設(shè)備連接電源（220 V）。

（7）依次按動①、②、③、⑥、⑤、④位置設(shè)備上的啟動按鈕，每臺有15 s倒計時，以方便離開噴射區(qū)域。倒計時后，設(shè)備自動開始噴射，在噴射完畢設(shè)定的殺孢子劑后，設(shè)備自動停止。撤出時，切記立即關(guān)閉需要關(guān)閉的門。

（8）記錄時間，噴1 000 mL用時為60 min。

（9）60 min后，設(shè)備全部自動停止噴射，開始靜置，記錄時間，并保證1 h的靜置時間。如果此時需要立刻開始其他區(qū)域滅菌，則需佩戴普通護(hù)目鏡和防毒面具（活性炭）進(jìn)入潔凈區(qū)，取出設(shè)備，注意取設(shè)備時，必須保持進(jìn)出均關(guān)閉需要關(guān)閉的門。如果不需要進(jìn)行其他車間滅菌，則不必取出設(shè)備。

（10）靜止時間結(jié)束后，實驗室人員帶護(hù)目鏡和面具，采用無菌鑷子將孢子條采集，并盡快放入培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)基試管進(jìn)行編號標(biāo)識，以便追蹤孢子條的放置位置。設(shè)置1個陽性對照和空白對照。注意：培養(yǎng)溫度和時間需要依據(jù)所購芽孢條的說明進(jìn)行。

（11）對車間進(jìn)行全排風(fēng)45 min，開啟空調(diào)系統(tǒng)，正常模式運(yùn)行即可進(jìn)行生產(chǎn)。

整個滅菌過程所需時間：165 min。

結(jié)果顯示（對照樣除外）65個芽孢條培養(yǎng)后全部為陰性。

5 結(jié)語

過氧化氫干霧滅菌應(yīng)用于歐洲藥廠已有近20年歷史，特別是最近幾年，在歐盟限制使用甲醛空間滅菌的大環(huán)境下，過氧化氫干霧滅菌得到飛速發(fā)展。目前這種“生態(tài)滅菌、環(huán)保消毒”的理念正在全球迅速廣泛傳播，并為越來越多的人們所接受。

2015-03-24

宋大海（1982—），男，湖南人，工程師，從事食品飲料、醫(yī)療衛(wèi)生等高端消毒領(lǐng)域消毒產(chǎn)品的推廣和消毒方案的制定工作。