潔凈廠房到底如何進(jìn)行滅菌設(shè)計？

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，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)驗證熏蒸劑的殘留水平。這也就對新版GMP下潔凈廠房的滅菌設(shè)計提出了較高的要求。本文結(jié)合筆者所在企業(yè)的經(jīng)驗,進(jìn)行探討。

設(shè)計原則討論

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，能通過對生物指示劑挑戰(zhàn)性試驗：經(jīng)含菌量為105?106和103的菌條滅菌后，應(yīng)能夠降低3個對數(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)管路或者單獨的管路輸送系統(tǒng))進(jìn)入潔凈室進(jìn)行熏蒸,而對此設(shè)計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)計有關(guān)，通常希望新風(fēng)在排廢氣時的進(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)生量來計算得到。

臭氧具有的較為明確的優(yōu)勢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，操作簡單。但是其缺點也非常明顯，即高濃度對人體有害，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個重要因素：提升溫度、限定相對濕度和改進(jìn)穿透條件。溫度對甲醛氣體的殺菌作用有明顯的影響。當(dāng)相對濕度在65%以上,溫度在24?40°C時，消毒好。甲醛熏蒸由于操作方法簡單、價格低廉而應(yīng)用較廣，甲醛殺菌作用強(qiáng)，對細(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，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，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。生物凈化時間短，根據(jù)待處理產(chǎn)品的物理特性，生物滅菌時間30?90min,對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，對于其他物品影響不大（裝置、電器、潔凈室墻板等）滅菌所需時間短，容易驗證。缺點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、時間和霧化可控、可調(diào)、可驗證，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。環(huán)氧乙烷的殺菌原理是通過對微生物蛋白質(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。其缺點是滅菌時間相對較長,環(huán)氧乙烷氣體易燃易爆,殘余物具有毒性，需要進(jìn)行評估。

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)計應(yīng)用介紹

下面以常用甲醛熏蒸的滅菌設(shè)計加以介紹。

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。計算每個滅菌點的房間體積，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

滅菌效果通過潔凈環(huán)境監(jiān)測以及生物指示劑挑戰(zhàn)法。甲醛氣體熏蒸滅菌結(jié)束后，對相應(yīng)的機(jī)械表面、內(nèi)部及縫隙，墻壁、窗臺表面進(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。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），每室放置2點，每點2片。滅菌結(jié)束后，回收，按梯度稀釋法培養(yǎng)檢驗，每個菌片含菌量應(yīng)降低3個對數(shù)單位。

甲醛殘留檢測采用手持的甲醛濃度探測儀進(jìn)行檢測，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使甲醛霧化，進(jìn)行空間環(huán)境的消毒和滅菌的設(shè)計，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，或者對彩鋼板，設(shè)備表面等兼容性較差，無法滿足設(shè)計要求，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，而又相對經(jīng)濟(jì)實惠的主要潔凈廠房滅菌方式。