Boiling point Gauge pressure o Bar(g) C 17.5 24.1 29.0 32.9 99.6 102.3 104.8 107.1 109.3 111.4 113.3 115.2 116.9 118.6 120.2 121.8 123.3 124.7 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.2
– PDA_TR-1-Technical_Report_No.1.pdf
湿热灭菌基础
• 影响芽孢耐热性的因素
– 物理/化学条件 – 湿度 – 能量转移
»传导 »对流 »辐射
湿热灭菌基础
－微生物杀灭的数学模式
• 实验表明，在恒定的灭菌条件下，微生物（只 指芽孢）的死亡遵循一级动力学规则。 • 芽孢的杀灭率（体现为残存曲线）是耐热性的 函数，与芽孢的数量无关。 • 采用内生芽孢（生物指示剂BI）的悬浮液或放 在载体形式的芽孢进行灭菌试验的结果表明， 在湿热灭菌中，半对数规则适用于芽孢的灭活 过程。
湿热灭菌原理和 常用灭菌设备介绍
内容
• • • • • • 范围 湿热灭菌基础 灭菌法选择的基本原则 灭菌方法的开发及选定 记录仪表 几种常用的湿热灭菌设备介绍
范围
• 蒸汽-湿热灭菌具备无残留，不污染环境 ，不破坏产品表面，易于控制和重现性 好等优点，被广泛应用于注射剂的除菌 过程之中。 • GMP的产生和发展（包括理论和实践） 都与药物制剂的灭菌过程有关。对无菌 产品的制造厂而言，没有什么比灭菌更 为重要
» 已灌装入最终容器（如小瓶、软包装、玻瓶或安瓿）的产品（溶 液、混悬剂或乳剂） » 已检验或加工后剩下的可能含有致病菌的废液。 » 灭菌-方法-设备-确认-练习.doc
10 3 10 2 10 1 10 0 10 -1 10 -2
杀灭的 %
残存概率区
10 -3 10 -4 10 -5 10 -6
T度下的等效灭菌时间（FT,z 值）
湿热灭菌基础
－微生物杀灭的数学模式
• 残存曲线的半对数模式必须满足二个先 决条件：
– 挑战菌应是均一的（没有其它杂类芽孢） – 挑战菌的灭菌条件相同，或能折算成相同的 灭菌条件，例如，折算标准灭菌时间
这是细菌内 毒素
也叫热原
杀灭微生物
106 105 104 103 102
对数表示
1 x 103 = 1000 1 x 101 = 10
微生 物数
101 100
灭菌剂量
(时间)
无菌保证水平 达到 > 10-6
杀灭微生物
106 105
微生物数 以恒定的 速率下降 (D value)
104 103 102 101 100 10-1
冷凝水的管理
• 冷凝水是以下任何一个地方都需要加以管理的 问题
– – – – 蒸汽发生器 蒸汽分配系统 灭菌柜管路 灭菌柜腔室
• 冷凝水始终不断地产生
冷凝水的管理
蒸汽流动的方向应有斜坡
冷凝水跟着蒸汽流动
冷凝水的管理
冷凝水比蒸汽重， 它会向下流动
湿热灭菌基础
• 湿热灭菌的机理
– 细胞繁殖的最终停止 – 蛋白质变性 – 湿热灭菌工艺验证指南-08-12-08.doc
灭菌剂量
(时间)
我们想提高灭菌的“概率”
继续灭菌 以提高无 菌保证的 水平
10-2 10-3 10-4 10-5 10-6
提高无菌信心的安全限度
无菌保证的水平要优于百万分之一!
杀灭微生物
106 105
微生物数 以恒定的 速率下降 (D value)
104 103 102 101 100 10-1
我们可以检验微生物数的下降情况
表 压
绝 对 压 力
通常的 压差值
表压
Gauge pressure Bar(g)
绝压值
Absolute pressure Bar(a) 0.02 0.03 0.04 0.05 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3
沸点
表压
绝压值
压力沸点表
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3
蒸汽的质量
• 对灭菌柜及SIP而言
– – – – – Dryness/干度 潜热的量 Superheat/过热 超过的温度℃ NCG/不凝气体 不凝气体的 % Condensate Quality 冷凝水质量 GB 18278-2000 医疗保健产品灭菌确认和常规控 制要求工业湿热灭菌.pdf A5.2.2.1 – HTM2010\HTM2010-3[1].pdf 9.0 – 湿热灭菌工艺验证指南-08-12-08.doc 附录
对微生物数的说明
• BI 的每单元的最低数量
– USP > 104 – EP > 5 × 105 – ISO 11138 > 1 × 105
• 通常 > 106 以获得6个对数下降单位的证 据
D 值标准
• D 值及第一单元 (BI) 的数量
– USP > 104 D121 = 1.5 至 3分 钟 – EP > 5 × 105 D121 > 1.5 – ISO 11138 > 1 × 105 D121 > 1.5
蒸汽干度
• 蒸汽干度是蒸汽中潜热的量度
• 最理想是100%潜热，有最大的能量来加热装 载 • 限度标准
– 一般多孔性装载：>0.90 (>90%)
– 金属装载：>0.95 (>95%)
蒸汽的特性
温度
蒸汽干度
过热
100oC
潜热
显热
0oC
热 (能量) 干度为 0.9 = 90% 的潜热 干度为 1.0 = 100% 的潜热
灭菌剂量
(时间)
继续灭菌 以提高无 菌保证的 水平
10-2 10-3 10-4 10-5 10-6
我们可计算可信度增加 的程度/无菌保证水平
无菌保证水平 达到 > 10-6
过程控制示意
全过程强化环境控制
SIP 原料的 质量检验
对接触产品表 面消毒并控制 生物负荷 设备消毒 灌封操作。 最终密封 容器 在密封的 容器中最 终灭菌
湿热灭菌基础
－微生物杀灭的数学模式
• 残存曲线 可用如下 的一级方 程式来描 述： – Log NF = Log No F(T,z)/ DT
NF 挑战微生物灭菌F分钟后的残存数
No
灭菌前微生物的数量
微生物在T℃和Z值下的耐热参数。注意 ，DT中的温度T需和FT中的温度相一致。 在温度T℃和温度系数Z值条件下，经计 算获得的湿热灭菌程序的杀灭力，以T℃ 下的时间（分钟）表示
Z VALUE Z值
• Z值是指使某一种微生物的D值下降一个对数单位时， 灭菌温度应升高的度数。 10
Log of D Value 1 D值的Log数
Z Value = 10 oC Z 值 = 10 oC
0.1 131.1 121.1 Temperature oC 温度 111.1
Z值对于比较不同灭菌过程温度的标准灭菌时间F0值计算是必须的
» 物理杀灭力FPHY为12分钟， » 生物杀灭力 FBIO ＝D121×（LogN0－Log NF）＝12分钟
灭菌方法的开发和选定
• 残存概率法
– – – – – – 假设产品的生物负荷测试中： N0＝102 D121＝1分钟 Z＝10℃ 经灭菌后，微生物残存概率NF小于10-6 利用上面的数值，可以计算出微生物残存概率小于 10-6所需的FPHY和FBIO如下： – F0＝FPHY＝FBIO＝D121×（LogN0－Log NF）＝8 分钟
Z VALUE Z值
• • • • •
嗜热芽胞杆菌在不同溶液中的Z值 溶液 Z值（℃） 5％葡萄糖水溶液 10.3 注射用水 8.4 5％葡萄糖乳酸液 11.3 PH＝7磷酸盐缓冲液 7.6
•
• 平均
9.4
灭菌方法的开发和选定
• 过度杀灭法。
– – – – – 假设： N0＝106 D121＝1分钟 Z＝10℃ 将数据代入公式，得L=1，再按计算，达到微生物 残存概率为一百万分之一所需的物理及生物杀灭力 如下：
• 对密封容器中的液体而言
– 冷凝水质量 (根据风险分析确定)
不凝气体 测试点
灭菌工艺 (灭菌柜的SIP)
干度和过热 测试点
蒸汽温度 参考点
不凝性气体
• 造成不凝性气体的原因：
– 蒸汽发生器的供水温度低(建议 > 80℃) – 在蒸汽分配系统中滞留空气 (不良的系统设计，疏水器出故障) – 蒸汽启动程序不当 (没有将分配管路中的空气吹除掉)
灭菌方法的开发和选定
• 装载类型的界定
– 考虑到装载的特性及特定装载的方式。例如，多孔/固体物品 通常包括但不局限于以下物品：
» 过滤器（薄膜式过滤器、筒式过滤器、预过滤器等） » 胶塞和其它聚合物密封件 » 管道和软管 » 工作服、口罩 » 清洁用具 » 设备更换部件，如药液灌装
– 液体装载通常包括但不局限于以下物品：
• 通常
– 数量 – D121 > 1 × 106 > 1.5 分钟
无菌保证水平
106 105
可测试部分
活微生物以 恒定速度 /D下降数
104 103 102 101 100 10-1 10-2
灭菌时间 计算部分
继续灭菌 以提高无 菌保证水平
10-3 10-4 10-5
10-6
无菌保证水平 达到10-6