引言

過氧化氫是一種強氧化劑,過氧化氫水溶液用于殺菌消毒已有很長的歷史。由于過氧化氫在汽態(tài)情況下具有有效的廣譜抗菌特性,可以殺滅細菌、真菌、病毒和高度耐藥的孢子等,所以常被用于物品或設備的表面滅菌。同時,由于過氧化氫蒸汽分解產(chǎn)物為水和氧氣,對環(huán)境沒有危害,故正越來越多地取代其他氣態(tài)滅菌劑,如臭氧、甲醛、環(huán)氧乙烷等。特別在制藥行業(yè)內(nèi),過氧化氫蒸汽一直作為隔離器內(nèi)最合適的滅菌劑而被廣泛使用。

隨著各國GMP要求越來越高,隔離器在制藥行業(yè)中的應用也越來越廣泛,過氧化氫蒸汽滅菌的應用也越來越多。與此同時,人們對過氧化氫蒸汽滅菌系統(tǒng)的要求也越來越高,其中的一個重要需求就是要縮短整個過氧化氫蒸汽滅菌周期所需要的時間。目前,在單機的隔離器上,過氧化氫蒸汽滅菌循環(huán)周期時間一般要2~3h,而在大型生產(chǎn)線的隔離器上,則一般要4h左右,甚至更長的時間,過長的滅菌時間,嚴重影響了制藥企業(yè)的生產(chǎn)效率,所以隔離器廠家一直在研究快速滅菌的方法。

影響過氧化氫蒸汽滅菌循環(huán)周期時間的原因有很多,本文主要研究高效過濾器對滅菌時間的影響。

1材料與方法

1.1材料

本實驗采用一臺雙面八手套層流無菌檢查隔離器,內(nèi)部總體積約3.0m3,隔離器采用集成式過氧化氫蒸汽滅菌系統(tǒng),如圖1所示。集成式過氧化氫蒸汽滅菌系統(tǒng)的原理是,將傳統(tǒng)的過氧化氫蒸汽發(fā)生器分成兩個部分,在隔離器外設置一個過氧化氫滅菌工作站,將過氧化氫蒸發(fā)系統(tǒng)安裝在隔離器內(nèi)部,滅菌時,通過設置在過氧化氫滅菌工作站上的蠕動泵將裝在儲罐內(nèi)的過氧化氫溶液泵送至安裝在隔離器內(nèi)部的蒸發(fā)系統(tǒng)上,然后直接在隔離器內(nèi)部蒸發(fā)產(chǎn)生過氧化氫蒸汽,并通過風機循環(huán)擴散到整個隔離器內(nèi)部以實現(xiàn)對隔離器內(nèi)部的滅菌。本次測試時,測隔離器安裝于普通受控實驗室內(nèi),測試過程中實驗室溫度控制在20~26℃,濕度45%~65%。隔離器內(nèi)部安裝有德爾格過氧化氫濃度探頭,可以實時記錄滅菌過程中的過氧化氫蒸汽濃度。測試過程使用的滅菌劑為35%過氧化氫分析純,使用的生物指示劑是同一批次的ATCC22980嗜熱脂肪芽孢桿菌。

1.2測試方法

典型的過氧化氫蒸汽滅菌循環(huán)一般分為預處理、充氣、滅菌、通風四個階段,不同廠家的設備,四個階段的具體實施方式略有不同。本次測試用的隔離器的集成滅菌系統(tǒng),四個階段

圖1隔離器與集成過氧化氫滅菌系統(tǒng)

的作用分別是:

(2)預處理:通過采用干燥無菌壓縮空氣對隔離器內(nèi)部的空氣進行置換的方式進行除濕,并對蒸發(fā)器進行預加熱。

(2)充氣:通過蠕動泵將過氧化氫液體注入到蒸發(fā)器上閃蒸成過氧化氫蒸汽,通過循環(huán)風機循環(huán)擴散至整個隔離器內(nèi)部空間。

(3)滅菌:調(diào)低蠕動泵的轉(zhuǎn)速,持續(xù)注入過氧化氫液體并閃蒸成過氧化氫蒸汽,直至達到6個對數(shù)降的殺滅效果。

(4)通風:通過從潔凈室取新風、排風至室外的方式對隔離器內(nèi)的過氧化氫蒸汽進行置換,快速降低隔離器內(nèi)的過氧化氫蒸汽的濃度至設定安全濃度以下。

在隔離器中,一般都裝有循環(huán)高效過濾器,過氧化氫蒸汽都要經(jīng)高效過濾器過濾后才能進入隔離器工作區(qū)域進行滅菌。在本次測試中,為了研究高效過濾器對滅菌時間的影響,我們特意兩次拆掉循環(huán)高效過濾器進行滅菌,以測試與裝上循環(huán)高效過濾器后的區(qū)別。在實際測試時,分別對不裝和裝循環(huán)高效過濾器各進行兩次滅菌過程,其中,第一次用于確認在同樣的過氧化氫液體注入速度下,兩種情況達到最大滅菌效力所需的時間:第二次用于測試在同樣的參數(shù)下,兩種情況對同一批次的生物指示劑的滅菌效果以及通風時間的影響。

1.3測試過程

1.3.1達到滅菌最大效力的充氣時間確認

根據(jù)實踐經(jīng)驗,在同樣滅菌參數(shù)設置的滅菌循環(huán)下,達到最大滅菌效力的標志為內(nèi)部過氧化氫蒸汽濃度達到某個值并基本穩(wěn)定,所以,達到滅菌最大效力的充氣時間即指充氣到濃度基本穩(wěn)定時所需的時間。在本次測試中,我們先分別測定在拆掉和裝上循環(huán)高效過濾器的情況下,各自達到基本穩(wěn)定濃度所需的時間,測試循環(huán)中設定的滅菌參數(shù)如表1所示。

測試結果為:在拆下循環(huán)高效過濾器時,充氣階段達到的基本穩(wěn)定濃度約655mg/m3,耗費時間為4.5min:在裝上循環(huán)高效過濾器后,充氣階段達到的基本穩(wěn)定濃度約269mg/m3,耗費時間為8.5min。

1.3.2滅菌效果測試參數(shù)確定

根據(jù)上一步測試的結果,為便于效果對比,我們將拆下和裝上循環(huán)高效過濾器兩種情況下的充氣時間都設定為5min,最終確定的滅菌效果測試參數(shù)如表2所示。

1.3.3滅菌效果測試

本次測試的主要目的是分析高效過濾器對滅菌時間的影響,所以在實際測試時,并不以對整個隔離器內(nèi)部均達到滅菌效果為測試依據(jù),而是選取了隔離器內(nèi)部容易達到滅菌效果的點作為測試點。根據(jù)多年的驗證經(jīng)驗,我們選取了靠隔離器中間位置的均流膜下方約300mm高度的位置作為測試點。測試時,在測試點位置放置架子,然后將10組,每組共3個生物指示劑吊裝在架子車上,并對各個生物指示劑進行編號,分別為B1-1-1,B1-1-2,B1-1-3,B1-2-1,B1-2-2,B1-2-3,…。

按1.3.2確認的滅菌參數(shù),分別在拆下和裝上循環(huán)高效過濾器的情況下,啟動隔離器的滅菌循環(huán),對隔離器進行滅菌效果測試。在滅菌階段持續(xù)6min后開始通過驗證口取出第一組生物指示劑,之后每隔2.5min再取一組生物指示劑,直至全部取出。

1.3.4通風測試

滅菌階段結束后,隔離器進入通風階段,根據(jù)報表記錄,通風結果如下:在拆下循環(huán)高效過濾器時,滅菌階段達到的最高濃度為660mg/m3,通風至濃度低于1.52mg/m3時耗費的時間為46min:在裝上循環(huán)高效過濾器后,滅菌階段達到的最高濃度為349mg/m3,耗費時間為113min。

1.3.5滅菌效果分析

將取出的生物指示劑進行培養(yǎng),并根據(jù)培養(yǎng)結果,對比兩種滅菌情況下的不同,測試的結果如表3、表4所示。

2結果

對比拆下和裝上循環(huán)高效過濾器的情況,兩次測試的結果分析如下:

(1)在同樣的充氣時間和注入同樣的過氧化氫溶液的情況下,拆下循環(huán)高效過濾器時,所有位置點的生物指示劑全部達到6個對數(shù)降所需的滅菌時間更短。

(2)在通風階段所需的時間上,拆下循環(huán)高效過濾器時通風到1.52mg/m3比裝上循環(huán)高效過濾器時時間短了67min,而這還是兩者滅菌階段時間一樣的情況下的結果。實際滅菌時,由于拆下循環(huán)高效過濾器時達到6個對數(shù)降所需的滅菌階段時間更短,所需的過氧化氫溶液也會更少,循環(huán)高效過濾器上吸附的過氧化氫蒸汽就會更少,所以在實際滅菌時,拆下循環(huán)高效過濾器的情況下,通風的時間將會更短。

從本次測試的結果可以看出,隔離器在使用過氧化氫蒸汽滅菌系統(tǒng)時,在達到同樣滅菌效果的前提下,拆下循環(huán)高效過濾器時,滅菌和通風階段所需的時間會短很多。究其原因,主要是因為過氧化氫蒸汽在穿過高效過濾器時,會有大量的過氧化氫蒸汽被過濾器吸附,使有效參與隔離器內(nèi)部滅菌的過氫化氫的量減少,導致滅菌需要的時間加長,滅菌過程所需的過氧化氫的耗量加大。同時,在通風階段,高效過濾器上吸附的過氧化氫蒸汽又重新緩慢揮發(fā),導致通風所需時間大大增加,延長了隔離器在整個過氧化氫蒸汽滅菌周期所耗費的時間。

3結語

雖然本次測試只選取了一個點,得出的數(shù)據(jù)不能作為實際隔離器滅菌驗證的依據(jù),但是根據(jù)測試結果,仍可初步判斷在裝上高效過濾器后,確實會明顯增加隔離器內(nèi)過氧化氫滅菌周期的時間,特別是通風階段的時間。但是在現(xiàn)階段隔離器的實際設計中,大部分隔離器的循環(huán)高效過濾器仍是不可或缺的,所以,對于隔離器生產(chǎn)企業(yè),如何降低高效過濾器對過氧化氫滅菌周期時間的影響,是一個需要進一步研究和探討的課題。