潔凈廠房到底如何進(jìn)行滅菌設(shè)計(jì)？

2010版GMP顯著提高了無菌藥品生產(chǎn)的相關(guān)法規(guī)要求，與歐盟GMP接軌，提出了潔凈區(qū)A、B、C、D分級(jí)以及相應(yīng)更為嚴(yán)格的環(huán)境懸浮粒子與微生物的控制要求。眼下,全國各個(gè)無菌藥品生產(chǎn)企業(yè)都在進(jìn)行符合新版GMP無菌藥品生產(chǎn)的廠房新建或者改擴(kuò)建。而其中潔凈廠房的滅菌設(shè)計(jì)也是其中較為關(guān)鍵的部分，新版GMP無菌藥品附錄1第四十五條認(rèn)為：必要時(shí)，可采用熏蒸的方法降低潔凈區(qū)內(nèi)衛(wèi)生死角的微生物污染，應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證熏蒸劑的殘留水平。這也就對(duì)新版GMP下潔凈廠房的滅菌設(shè)計(jì)提出了較高的要求。本文結(jié)合筆者所在企業(yè)的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行探討。

設(shè)計(jì)原則討論

無菌藥品潔凈區(qū)域的化學(xué)氣體熏蒸滅菌（俗稱大消毒），要求其可安全地使用于不銹鋼、鋼、塑料、玻璃、環(huán)氧地面、墻壁等各種表面，并對(duì)包括孢子在內(nèi)的微生物進(jìn)行快速、有效的滅菌控制，能通過對(duì)生物指示劑挑戰(zhàn)性試驗(yàn)：經(jīng)含菌量為105?106和103的菌條滅菌后，應(yīng)能夠降低3個(gè)對(duì)數(shù)單位。

熏蒸一般為在位熏蒸，即直接在潔凈室內(nèi)部發(fā)生氣體熏蒸，其經(jīng)管道(包括直接通過空調(diào)凈化系統(tǒng)管路或者單獨(dú)的管路輸送系統(tǒng))進(jìn)入潔凈室進(jìn)行熏蒸,而對(duì)此設(shè)計(jì)則需考慮滅菌后相應(yīng)殘留的控制水平。因此，滅菌方法設(shè)計(jì)應(yīng)與空調(diào)凈化系統(tǒng)中的排風(fēng)與新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)，通常希望新風(fēng)在排廢氣時(shí)的進(jìn)風(fēng)量與回風(fēng)量相等。此外，需要通過化學(xué)氣體殘留測(cè)試確認(rèn)系統(tǒng)是否滿足工藝要求的滅菌周期。

常用消毒劑介紹

臭氧

臭氧在常溫常壓下容易分解，形成氧氣和單個(gè)的氧原子,后者具有很強(qiáng)的活性。由于臭氧自身的理化特性，是一種強(qiáng)氧化劑，具有強(qiáng)烈的消毒殺菌作用，從而決定它是一種廣譜殺菌劑。生產(chǎn)臭氧的原料主要是空氣和電能，一般通過高頻臭氧發(fā)生器（電子消毒器）來獲得，消毒時(shí)臭氧發(fā)生器發(fā)生臭氧后通過管路進(jìn)入房間中。使用臭氧消毒的濃度很低，只有百萬分之幾，可根據(jù)房間體積及臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)生量來計(jì)算得到。

臭氧具有的較為明確的優(yōu)勢(shì)是氧化能力和殺菌能力很強(qiáng)，不產(chǎn)生任何毒留殘物，具有廣譜性與經(jīng)濟(jì)性，操作簡(jiǎn)單。但是其缺點(diǎn)也非常明顯，即高濃度對(duì)人體有害，與設(shè)備表面和建筑材料的兼容性較差，容易使銅片出現(xiàn)銹斑，橡膠老化，且其滅菌環(huán)境要求相對(duì)濕度>60%等。

甲醛

甲醛是一種無色、有強(qiáng)烈刺激型氣味的氣體。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。易溶于水和乙醇，35%?40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林。甲醛殺菌效果的3個(gè)重要因素：提升溫度、限定相對(duì)濕度和改進(jìn)穿透條件。溫度對(duì)甲醛氣體的殺菌作用有明顯的影響。當(dāng)相對(duì)濕度在65%以上,溫度在24?40°C時(shí)，消毒好。甲醛熏蒸由于操作方法簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉而應(yīng)用較廣，甲醛殺菌作用強(qiáng)，對(duì)細(xì)菌繁殖體、芽孢、分枝桿菌、真菌和病毒等各種微生物都有高效的殺滅作用，屬于比較悠久的傳統(tǒng)熏蒸方法。但是甲醛作為較高毒性的物質(zhì)，具有強(qiáng)烈的致癌和促進(jìn)癌變作用，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。所以，應(yīng)用受到限制，歐盟GMP明確規(guī)定不能使用甲醛進(jìn)行潔凈廠房滅菌。甲醛氣體的穿透性差，一般不能穿透到物品包的中心或?qū)Ч艿膬?nèi)部，不易精確控制操作過程中氣體濃度，也不能保證影響甲醛殺菌能力的因素得到有效的控制，作用周期也較長(zhǎng)，房間滅菌一般要過夜。

VHP

汽化過氧化氫(VHP)滅菌技術(shù)，是利用過氧化氫在常溫下氣體狀態(tài)比液體狀態(tài)更具殺孢子能力的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)生成游離的0H_,用于進(jìn)攻細(xì)胞成分，包括脂類、蛋白質(zhì)和DNA，達(dá)到滅菌要求的一種技術(shù)。常用于隔離室、隔離器等密閉空間的滅菌。汽化過氧化氫(VHP)滅菌干燥、作用快速、無毒無殘留，物質(zhì)相容性較好，包括很多金屬和塑料，適用于房間、生物安全柜、傳遞窗、動(dòng)物籠交換站、隔離器和醫(yī)療器械等表面的滅菌消毒。生物凈化時(shí)間短，根據(jù)待處理產(chǎn)品的物理特性，生物滅菌時(shí)間30?90min,對(duì)更廣犯圍的微生物有效，生物滅菌循環(huán)中不產(chǎn)生有毒殘留物，對(duì)于其他物品影響不大（裝置、電器、潔凈室墻板等）滅菌所需時(shí)間短，容易驗(yàn)證。缺點(diǎn)是汽化過氧化氫要做到汽化較難，做到的汽化過氧化氫造價(jià)往往比較昂貴。

過氧化氫+過氧乙酸混合液體

將過氧化氫和過氧乙酸混合，由壓縮空氣管道和不銹鋼霧化噴頭及裝有消毒劑的噴壺組成一套獨(dú)立的滅菌系統(tǒng)，由壓縮空氣總閥控制消毒劑的流量，使消毒的劑量、溫濕度、時(shí)間和霧化可控、可調(diào)、可驗(yàn)證，避免由于過濾器穿透狀態(tài)不同而產(chǎn)生消毒效果的不確定。由于過氧化氫和過氧乙酸都具有較強(qiáng)的氧化性，其具有較好的殺孢子的能力，但是同樣也對(duì)設(shè)備表面的腐蝕性大大加強(qiáng)，一般容易引起生銹、起泡等不良效果，影響了其應(yīng)用。

環(huán)氧乙烷

環(huán)氧乙烷為氣體殺菌劑，殺菌譜廣，殺菌力強(qiáng)，屬高效滅菌劑。環(huán)氧乙環(huán)在低溫下為無色液體，沸點(diǎn)10.8℃,在常溫下為無色氣體，易燃、易爆、空氣中濃度達(dá)3%以上，即有爆炸危險(xiǎn)。環(huán)氧乙烷的殺菌原理是通過對(duì)微生物蛋白質(zhì)分子的烷基化作用，干擾酶的正常代謝而使微生物死亡。其主要優(yōu)點(diǎn)是廣譜、高效，能殺滅一切微生物，穿透力強(qiáng)，可穿透玻璃紙、聚乙稀或聚氯乙烯薄膜和一般硬紙盒。其缺點(diǎn)是滅菌時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),環(huán)氧乙烷氣體易燃易爆,殘余物具有毒性，需要進(jìn)行評(píng)估。

綜合比較

綜合比較如表1所示，從表1可知：目前潔凈廠房滅菌應(yīng)用較廣的仍然是臭氧、甲醛以及VHP，而這其中在國內(nèi)應(yīng)用的還是甲醛。

設(shè)計(jì)應(yīng)用介紹

下面以常用甲醛熏蒸的滅菌設(shè)計(jì)加以介紹。

系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)

甲醛由蒸發(fā)器反應(yīng)罐加熱經(jīng)空調(diào)系統(tǒng)管路進(jìn)入潔凈室,靜置熏蒸，達(dá)到滅菌效果，滅菌結(jié)束后，啟動(dòng)新風(fēng)送風(fēng),將甲醛氣體排出潔凈室外。甲醛經(jīng)空調(diào)管路熏蒸滅菌潔凈室如圖1所示。'

系統(tǒng)操作方法

首先利用空調(diào)系統(tǒng)加熱和加濕裝置對(duì)潔凈室進(jìn)行加溫和加濕，溫度達(dá)到35?40°C之間，濕度達(dá)到65%以上，同時(shí)關(guān)閉新風(fēng)/隔斷新風(fēng)補(bǔ)充，潔凈區(qū)內(nèi)各排風(fēng)風(fēng)機(jī)必須關(guān)閉。計(jì)算每個(gè)滅菌點(diǎn)的房間體積，并按10mL/m3的濃度將36%的甲醛溶液定量甲醛加入消毒鍋，加熱30min后，甲醛蒸汽經(jīng)空調(diào)管路壓入潔凈室30min,靜置約12h,潔凈室溫度一直維持在35?40V之間，濕度達(dá)到65%以上。然后，打開新風(fēng)閥門至規(guī)定位置，打開排風(fēng)風(fēng)門，經(jīng)過2h后，關(guān)閉排風(fēng)閥門，調(diào)節(jié)蒸汽加熱閥和冷凍水閥門，使?jié)崈魠^(qū)的空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

潔凈區(qū)空氣甲醛滅菌流程圖如圖2所示。

滅菌效果確認(rèn)與殘留檢測(cè)

滅菌效果通過潔凈環(huán)境監(jiān)測(cè)以及生物指示劑挑戰(zhàn)法。甲醛氣體熏蒸滅菌結(jié)束后，對(duì)相應(yīng)的機(jī)械表面、內(nèi)部及縫隙，墻壁、窗臺(tái)表面進(jìn)行表面擦拭確認(rèn)，使用接觸平皿在表面進(jìn)行取樣，取樣后于30?35°C培養(yǎng)2天,20?25°C培養(yǎng)3天,沒有細(xì)菌生長(zhǎng)。在潔凈室各功能房間中放入直徑9cm經(jīng)170°C、2h滅菌的玻璃培養(yǎng)皿,并放入枯草黑色變種芽孢生物指示劑(枯草芽孢桿菌菌片,含菌量>106個(gè)），每室放置2點(diǎn)，每點(diǎn)2片。滅菌結(jié)束后，回收，按梯度稀釋法培養(yǎng)檢驗(yàn)，每個(gè)菌片含菌量應(yīng)降低3個(gè)對(duì)數(shù)單位。

甲醛殘留檢測(cè)采用手持的甲醛濃度探測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)濃度達(dá)到室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后才允許其他工作人員進(jìn)入。

甲醛熏蒸滅菌另外有直接安裝在潔凈室內(nèi)，由壓縮空氣管道和不銹鋼霧化噴頭及裝有甲醛的噴壺組成，由壓縮空氣總閥控制壓縮空氣的流量，利用壓縮空氣通過噴頭時(shí)使甲醛霧化，進(jìn)行空間環(huán)境的消毒和滅菌的設(shè)計(jì)，消毒后在排風(fēng)機(jī)箱處排放。

結(jié)語

經(jīng)過上述潔凈廠房滅菌主要消毒劑的介紹，可以了解到我國制藥企業(yè)目前主要應(yīng)證，以及其對(duì)物料，尤其是橡膠的兼容性較差，而應(yīng)用偏少。而一般的汽化過氧化氫滅菌由于較難做到汽化，而較難達(dá)到滅菌效果，或者對(duì)彩鋼板，設(shè)備表面等兼容性較差，無法滿足設(shè)計(jì)要求，而像美國STERIS公司的低溫汽化過氧化氫（VHP)MD系列滅菌系統(tǒng)又造價(jià)昂貴,成本很高無法大面積推廣。故而，目前甲醛熏蒸仍是既能夠符合2010版GMP要求，而又相對(duì)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的主要潔凈廠房滅菌方式。