引言

過氧化氫是一種強(qiáng)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(xì)菌、真菌、病毒和高度耐藥的孢子等,所以常被用于物品或設(shè)備的表面滅菌。同時(shí),由于過氧化氫蒸汽分解產(chǎn)物為水和氧氣,對(duì)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(yīng)用也越來越廣泛,過氧化氫蒸汽滅菌的應(yīng)用也越來越多。與此同時(shí),人們對(duì)過氧化氫蒸汽滅菌系統(tǒng)的要求也越來越高,其中的一個(gè)重要需求就是要縮短整個(gè)過氧化氫蒸汽滅菌周期所需要的時(shí)間。目前,在單機(jī)的隔離器上,過氧化氫蒸汽滅菌循環(huán)周期時(shí)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(shí)間,過長的滅菌時(shí)間,嚴(yán)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(shí)間的原因有很多,本文主要研究高效過濾器對(duì)滅菌時(shí)間的影響。

1材料與方法

1.1材料

本實(shí)驗(yàn)采用一臺(tái)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(gè)部分,在隔離器外設(shè)置一個(gè)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(shí),通過設(shè)置在過氧化氫滅菌工作站上的蠕動(dòng)泵將裝在儲(chǔ)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(fēng)機(jī)循環(huán)擴(kuò)散到整個(gè)隔離器內(nèi)部以實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離器內(nèi)部的滅菌。本次測試時(shí),測隔離器安裝于普通受控實(shí)驗(yàn)室內(nèi),測試過程中實(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)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(yù)處理、充氣、滅菌、通風(fēng)四個(gè)階段,不同廠家的設(shè)備,四個(gè)階段的具體實(shí)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(gè)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(yù)處理:通過采用干燥無菌壓縮空氣對(duì)隔離器內(nèi)部的空氣進(jìn)行置換的方式進(jìn)行除濕,并對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行預(yù)加熱。

(2)充氣:通過蠕動(dòng)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(fēng)機(jī)循環(huán)擴(kuò)散至整個(gè)隔離器內(nèi)部空間。

(3)滅菌:調(diào)低蠕動(dòng)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(dá)到6個(gè)對(duì)數(shù)降的殺滅效果。

(4)通風(fēng):通過從潔凈室取新風(fēng)、排風(fēng)至室外的方式對(duì)隔離器內(nèi)的過氧化氫蒸汽進(jìn)行置換,快速降低隔離器內(nèi)的過氧化氫蒸汽的濃度至設(shè)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(jìn)入隔離器工作區(qū)域進(jìn)行滅菌。在本次測試中,為了研究高效過濾器對(duì)滅菌時(shí)間的影響,我們特意兩次拆掉循環(huán)高效過濾器進(jìn)行滅菌,以測試與裝上循環(huán)高效過濾器后的區(qū)別。在實(shí)際測試時(shí),分別對(duì)不裝和裝循環(huán)高效過濾器各進(jìn)行兩次滅菌過程,其中,第一次用于確認(rèn)在同樣的過氧化氫液體注入速度下,兩種情況達(dá)到最大滅菌效力所需的時(shí)間:第二次用于測試在同樣的參數(shù)下,兩種情況對(duì)同一批次的生物指示劑的滅菌效果以及通風(fēng)時(shí)間的影響。

1.3測試過程

1.3.1達(dá)到滅菌最大效力的充氣時(shí)間確認(rèn)

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在同樣滅菌參數(shù)設(shè)置的滅菌循環(huán)下,達(dá)到最大滅菌效力的標(biāo)志為內(nèi)部過氧化氫蒸汽濃度達(dá)到某個(gè)值并基本穩(wěn)定,所以,達(dá)到滅菌最大效力的充氣時(shí)間即指充氣到濃度基本穩(wěn)定時(shí)所需的時(shí)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(dá)到基本穩(wěn)定濃度所需的時(shí)間,測試循環(huán)中設(shè)定的滅菌參數(shù)如表1所示。

測試結(jié)果為:在拆下循環(huán)高效過濾器時(shí),充氣階段達(dá)到的基本穩(wěn)定濃度約655mg/m3,耗費(fèi)時(shí)間為4.5min:在裝上循環(huán)高效過濾器后,充氣階段達(dá)到的基本穩(wěn)定濃度約269mg/m3,耗費(fèi)時(shí)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(jié)果,為便于效果對(duì)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(shí)間都設(shè)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(duì)滅菌時(shí)間的影響,所以在實(shí)際測試時(shí),并不以對(duì)整個(gè)隔離器內(nèi)部均達(dá)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(dá)到滅菌效果的點(diǎn)作為測試點(diǎn)。根據(jù)多年的驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn),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(diǎn)。測試時(shí),在測試點(diǎn)位置放置架子,然后將10組,每組共3個(gè)生物指示劑吊裝在架子車上,并對(duì)各個(gè)生物指示劑進(jìn)行編號(hào),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(rèn)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(dòng)隔離器的滅菌循環(huán),對(duì)隔離器進(jìn)行滅菌效果測試。在滅菌階段持續(xù)6min后開始通過驗(yàn)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(fēng)測試

滅菌階段結(jié)束后,隔離器進(jìn)入通風(fēng)階段,根據(jù)報(bào)表記錄,通風(fēng)結(jié)果如下:在拆下循環(huán)高效過濾器時(shí),滅菌階段達(dá)到的最高濃度為660mg/m3,通風(fēng)至濃度低于1.52mg/m3時(shí)耗費(fèi)的時(shí)間為46min:在裝上循環(huán)高效過濾器后,滅菌階段達(dá)到的最高濃度為349mg/m3,耗費(fèi)時(shí)間為113min。

1.3.5滅菌效果分析

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

2結(jié)果

對(duì)比拆下和裝上循環(huán)高效過濾器的情況,兩次測試的結(jié)果分析如下:

(1)在同樣的充氣時(shí)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(shí),所有位置點(diǎn)的生物指示劑全部達(dá)到6個(gè)對(duì)數(shù)降所需的滅菌時(shí)間更短。

(2)在通風(fēng)階段所需的時(shí)間上,拆下循環(huán)高效過濾器時(shí)通風(fēng)到1.52mg/m3比裝上循環(huán)高效過濾器時(shí)時(shí)間短了67min,而這還是兩者滅菌階段時(shí)間一樣的情況下的結(jié)果。實(shí)際滅菌時(shí),由于拆下循環(huán)高效過濾器時(shí)達(dá)到6個(gè)對(duì)數(shù)降所需的滅菌階段時(shí)間更短,所需的過氧化氫溶液也會(huì)更少,循環(huán)高效過濾器上吸附的過氧化氫蒸汽就會(huì)更少,所以在實(shí)際滅菌時(shí),拆下循環(huán)高效過濾器的情況下,通風(fēng)的時(shí)間將會(huì)更短。

從本次測試的結(jié)果可以看出,隔離器在使用過氧化氫蒸汽滅菌系統(tǒng)時(shí),在達(dá)到同樣滅菌效果的前提下,拆下循環(huán)高效過濾器時(shí),滅菌和通風(fēng)階段所需的時(shí)間會(huì)短很多。究其原因,主要是因?yàn)檫^氧化氫蒸汽在穿過高效過濾器時(shí),會(huì)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(dǎo)致滅菌需要的時(shí)間加長,滅菌過程所需的過氧化氫的耗量加大。同時(shí),在通風(fēng)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(dǎo)致通風(fēng)所需時(shí)間大大增加,延長了隔離器在整個(gè)過氧化氫蒸汽滅菌周期所耗費(fèi)的時(shí)間。

3結(jié)語

雖然本次測試只選取了一個(gè)點(diǎn),得出的數(shù)據(jù)不能作為實(shí)際隔離器滅菌驗(yàn)證的依據(jù),但是根據(jù)測試結(jié)果,仍可初步判斷在裝上高效過濾器后,確實(shí)會(huì)明顯增加隔離器內(nèi)過氧化氫滅菌周期的時(shí)間,特別是通風(fēng)階段的時(shí)間。但是在現(xiàn)階段隔離器的實(shí)際設(shè)計(jì)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(duì)于隔離器生產(chǎn)企業(yè),如何降低高效過濾器對(duì)過氧化氫滅菌周期時(shí)間的影響,是一個(gè)需要進(jìn)一步研究和探討的課題。