藥品的物理滅菌(微波滅菌)與化學(xué)滅菌
藥品殺菌方法:物理滅菌(微波滅菌)+化學(xué)滅菌法是指殺死或除去所有微生物的方法,是滅菌藥劑生產(chǎn)的主要過程,對于注射劑尤為重要。微生物包括細(xì)菌、真菌、病毒等,凡有生命的地方都有微生物存在,微生物繁殖很快。細(xì)菌的芽胞具有較強(qiáng)的的抗熱力,不易殺死,因此滅菌效果,應(yīng)以殺死芽胞為標(biāo)準(zhǔn)。在藥劑中選擇滅菌方法,與微生物學(xué)上的要求不盡相同,不但要達(dá)到滅菌的目的,而且要保證藥物的穩(wěn)定性。
一、F與Fo值在滅菌中的意義與作用
近年來對滅菌過程無菌檢驗(yàn)中存在的問題引起人們的注意。一方面滅菌溫度多系測量滅菌器內(nèi)的溫度不是滅菌物體內(nèi)的溫度,同時(shí)無菌檢驗(yàn)方法也在局限性。在檢品存在微量的微生物時(shí),往往難以用現(xiàn)行的無菌檢驗(yàn)法檢出。因此,人們對認(rèn)識到對滅菌方法的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證是很必要的。F(或F)值可作用驗(yàn)證滅菌可靠性的參數(shù)。
(一)微生物致死間曲線與D值 人們對微生物死亡的動(dòng)力學(xué)研究表明,其死亡速度屬一級過程,在一定溫度下符合下述方程(1-1式):
式中N。為原始微生物數(shù),Nt為殘存的微生物t時(shí)殘存的微生物。殘存數(shù)的對數(shù)時(shí)間作圖,得一條直線,直線的斜率=K/2.303,K為速度常數(shù),單位為時(shí)間。為了方便起見,引用D,并定義D為一定溫度下殺死被滅菌物品中微生物婁99%所需時(shí)間,上式可寫成根據(jù)D的定義,則:
因此,D也可定義為降低微生物一個(gè)十位數(shù)()或一個(gè)對數(shù)值(如log100降低到log10)所需的時(shí)間,如圖46-1所示。D值因微生物的種類、環(huán)境、滅菌溫度不同而各異(表46-1)。
(二)Z值一旦在不同溫度下對特定的微生物的在特定介質(zhì)或環(huán)境中求得D值后,就可用logD值對溫度作圖,在一定溫度范圍內(nèi),logD與T呈直線關(guān)系,直線的斜率=logD2-logD1/T2-T1。
由于此斜率為負(fù)值,為避免引入負(fù)數(shù),而提出Z值的概念,Z=T-T1/logD2-logD1,故定義Z值為降低一個(gè)logD值需的溫度數(shù),如圖46-2的單位為度,也可以認(rèn)為Z值是降低微生物數(shù)90%所需要的溫度數(shù)。
表46-2是一些藥物溶液的Z值
圖46-1 logNt與t的關(guān)系圖
圖46-2 logD與T關(guān)系圖
表46-1 不同滅菌法不同微生物的D值
滅菌方法 微生物 溫度 介質(zhì)或樣品 D值(min)
蒸氣滅菌 嗜熱脂肪芽孢桿菌 105 5%葡萄糖水溶液 87.8
蒸氣滅菌 嗜熱脂肪芽孢桿菌 121 5%葡萄糖水溶液 2.4
蒸氣滅菌 嗜熱脂肪芽孢桿菌 121 注射用水 3.0
蒸氣滅菌 產(chǎn)芽胞梭狀芽孢桿菌 105 5%葡萄糖水溶液 1.3
干熱滅菌 枯草芽胞桿菌 135 紙 16.6
紅外線滅菌 枯草芽胞桿菌 160 玻璃板 18秒
表46-2 不同溶液以嗜熱脂肪芽孢村菌測定Z值
溶液 Z值℃
5%葡萄糖水溶液 10.3
注射用水 8.4
5%葡萄糖乳酸鹽林格氏溶液 11.3
PH7磷酸緩沖液 7.6
(三)F值與Fo值
1.F值F值的數(shù)學(xué)表達(dá)或可表示如下:
△t是測量被滅菌物溫度的時(shí)間間隔,一般為0.5-1.0或更小,T是每個(gè)△t測量被滅菌的溫度,To是參比溫度(reference temperature)。
按此表達(dá)式,F(xiàn)為在一定溫度(T),給Z值所產(chǎn)生的滅菌效力與參比溫度(To)給定Z值所產(chǎn)生的滅菌效果相同時(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間(equivalent time)以分為單位。例如干熱滅菌的參比溫度用170,消毀大腸桿菌內(nèi)毒素(endotoxin of E.Coli)的Z值為54℃,則采用250℃干熱滅菌消毀上述內(nèi)毒素的F值為750℃分。
根據(jù)式(1-1), 若Nt確定為滅菌效果。同時(shí)D=2.303/K,故也可將在一定溫度(T)下殺死容器中全部微手物所需的時(shí)間稱為F值,它等于D值與微生物數(shù)降低值的乘積,F(xiàn)值的意義就更明確了。
F=DT×(log100-log10-6)
2.Fo值為一定滅菌溫度(T)Z值為121℃,并假設(shè)特別耐濕熱的微生物指示劑(嗜熱脂肪芽胞桿菌)的Z值為10℃,則
顯然,F(xiàn)o值為一定滅菌溫度(T)Z值為10 ℃所產(chǎn)生的滅菌效果力相同時(shí)所相當(dāng)?shù)臅r(shí)間(分)。也就是說Fo是將各種滅菌溫度使微生物的致死力轉(zhuǎn)換為滅菌物品完全暴露于121℃使微生物致死效力。
滅菌過程中,只需記錄被來菌物的溫度與時(shí)間,就可算出Fo,假設(shè)如下數(shù)據(jù),△t取0.5分。
時(shí)間(min) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
溫度(℃) 100 102 104 106 108 110 115 114 115
并假設(shè)4.0min以后,維持115℃30min不變,則
Fo還可以看作P(2)值與微生物的對數(shù)降低值的乘積。
Fo=D121×(logNo-logNt)
同樣,Nt為滅菌后希望達(dá)到微生物殘存數(shù),一般取10-6如將含有200個(gè)嗜熱脂肪芽胞桿菌的5%葡萄糖水溶液以121℃熱壓滅菌時(shí)殺死容器中全部微生物所需要的時(shí)間。
Fo值的計(jì)算對于驗(yàn)證滅菌效果極為有用,當(dāng)產(chǎn)品以121℃濕熱滅菌時(shí),滅菌器內(nèi)的溫度雖能迅速升到121℃,而被菌物品內(nèi)部則不然,通過由于包裝材料性能及其他因素影響而使。升溫度各異,而Fo將隨著產(chǎn)品溫度(T)變化而呈指數(shù)的變化。故溫度即使很小的差別(如0.1-1),將對Fo值產(chǎn)生顯著的影響。同時(shí)要求測定滅菌物品內(nèi)的實(shí)際溫度,故用Fo來監(jiān)測難滅菌效果肯有重要的意義。由于Fo是將不同滅菌溫度折算到相當(dāng)于121℃濕熱滅菌時(shí)的效力,故Fo值可作為滅菌過程的比較參數(shù)。
為了使Fo測定準(zhǔn)確,先應(yīng)選擇靈敏度高,重現(xiàn)性好,精密度為0.1的熱電偶,并對熱電偶進(jìn)行校驗(yàn)。滅菌時(shí)應(yīng)將熱電偶的探針置于被測物的內(nèi)部,經(jīng)滅菌器通向柜外的濕度記錄儀,有些滅菌記錄儀(digistrip recolder)附有Fo計(jì)算器,在滅菌過程中和滅菌后,自動(dòng)顯示Fo值。
另外,還應(yīng)考慮一些其他因素對Fo值的影響,有人對溶液粘度,容器充填量及容器在滅菌器內(nèi)的數(shù)量與排布進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)對Fo均有影響,而以后者影響最大。故要注意滅菌器內(nèi)各層、四角、中間位置熱分布是否均勻,并進(jìn)行實(shí)際測定,作出合理排布,以便測得Fo值更可靠。
為了確保滅菌效果,還應(yīng)注意兩個(gè)問題,根據(jù)Fo=D121×(logNo-logNt),若N越大,即被滅菌物中微生物越多,則滅菌時(shí)間越長,故生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量減少微生物的污染,應(yīng)采取各種措施使每個(gè)容器的含菌數(shù)控制在10以下(即(log10≤1)。其次計(jì)算Fo時(shí),應(yīng)適當(dāng)考慮增加安全因素,一般增加5%,如規(guī)定Fo為8分,則實(shí)際操作應(yīng)控制Fo12分為好。
二、物理滅菌法
(一)干熱滅菌法 一般認(rèn)為繁殖型細(xì)胞在100℃以上干熱1小時(shí)即被殺死。耐熱性細(xì)菌芽胞在120℃以下長是時(shí)間加熱也不死亡,介140℃前后則殺菌效率急劇增長。所以,關(guān)于干熱滅菌條件,有的藥典規(guī)定為180℃1小時(shí)以上,有的藥典規(guī)定為160-170℃2-4小時(shí),此僅是大至的標(biāo)準(zhǔn)而已,必須通過實(shí)驗(yàn),在保證滅菌完全同時(shí)對來菌物品無損害的前提下,制訂該物品的干熱來菌條件。時(shí)間必須由滅菌物品全部達(dá)到特定溫度的計(jì)算。此法適用于耐高溫的玻璃制品、金屬制品以及不允許濕氣透的油脂類和耐高溫的粉末化學(xué)藥品等。熱原經(jīng)250℃30分鐘,或200℃以上高溫至少45分鐘,可遭破壞。消毀大腸桿菌內(nèi)毒素,250℃時(shí)F值為750分,210℃時(shí)F值為1950分。本法缺點(diǎn)是穿透力弱,溫度不易均勻,而且由于滅菌溫度過高,不適用橡膠、塑料及大部分藥品。
(二)濕熱滅菌法 濕熱滅菌法,由于蒸氣比熱大,穿透力強(qiáng),容易使蛋白變性,同時(shí)還有作用可靠,操作簡便等優(yōu)點(diǎn),所以是制劑生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種滅菌方法,本法包括熱壓滅菌法,流通蒸氣滅菌法和低溫間歇滅菌等方法。根據(jù)藥品性質(zhì)進(jìn)行選用。
1.熱壓滅菌法 本法一般公認(rèn)為最可靠的濕熱滅菌法。應(yīng)用大于常壓的水蒸氣如1kg/cm2熱壓蒸氣以15-20分鐘,能殺滅所有細(xì)菌增殖體和芽胞。熱壓滅菌所需的溫度及與溫度相當(dāng)?shù)膲毫皶r(shí)間如下115.5℃1.7氣壓(表壓力0.71kg/cm2)30分鐘;121.5℃2.0氣壓(表壓力11kg/cm2)20分鐘;126.5℃2.4氣壓(表壓力1.41kg/cm2)15分鐘。濕熱滅菌一般要求Fo=1-12分。
熱壓滅菌用的滅菌器種類很多,但其基本結(jié)構(gòu)大同不異。熱壓滅菌器密閉耐壓,有排氣口安全閥,壓力表和溫度計(jì)等部件。有的通蒸氣加熱,有的用煤氣、電熱或木炭等加熱。常用的有手提式熱壓滅茵器等。
臥式熱壓滅菌柜,是一種大型滅菌器,全部用堅(jiān)固的合金制成,帶有夾套的滅菌柜內(nèi)備有帶軌道的格車,分為若干格。滅菌柜頂部裝有壓力表兩只,一只指示蒸氣夾套內(nèi)的壓力,另一只指示柜內(nèi)室的壓力。兩壓力表的中間為溫度表,滅菌柜底部裝有排氣口,在排氣管上裝有溫度探頭,以導(dǎo)線與溫度相聯(lián)。國內(nèi)現(xiàn)已經(jīng)生產(chǎn)一種有冷卻水噴淋裝置,滅菌溫度與時(shí)間采用程序控制的新型熱壓滅菌器。
熱壓滅菌器使用時(shí)應(yīng)注意的問題:
(1)滅菌器的構(gòu)造、被來菌物體積、數(shù)量、排布均對滅菌的濕度有一定影響,故應(yīng)先進(jìn)行滅菌條件實(shí)驗(yàn),確保滅菌效果。
(2)必須將滅菌器內(nèi)的空氣排出。如果滅菌器內(nèi)的空氣存在,則壓力表上所表示的壓力是器內(nèi)蒸氣和空氣二者的總壓而非單純的蒸氣壓力。結(jié)果壓力雖然到達(dá)預(yù)定的水平,但溫度達(dá)不到。若表指示一致。則有可能空氣沒有排盡,也可能壓力表失靈,也可能不是飽和蒸氣,應(yīng)找出原因,加以解決。由于水蒸氣被空氣稀釋,妨礙了水蒸氣與滅菌物品的充分接觸,而降低了水蒸氣的滅菌效果。附有真空裝置的熱壓滅菌器,在通入蒸氣前將順內(nèi)空氣抽出,可加快預(yù)熱過程,縮短滅菌時(shí)間。減壓還可有效地將多孔性物質(zhì)中空氣驅(qū)除,有利于水蒸氣的穿透,同時(shí)滅菌器內(nèi)溫度均勻。
(3)滅菌時(shí)間必須由全部藥液溫度直正達(dá)到所要求的溫度時(shí)算起,在開始升溫時(shí),要求一定的預(yù)熱時(shí)間,例如250-500ml輸液瓶,預(yù)熱時(shí)間為15-30分鐘。一般滅菌器上,均裝有壓力表和溫度計(jì),但通常是測定滅菌器內(nèi)的溫度,百不是被滅菌物內(nèi)的溫度,因此最限能設(shè)計(jì)直接測定被滅菌物內(nèi)溫度的裝置。同時(shí)為了確保滅菌溫度,在生產(chǎn)上常使用溫度批示劑例如利用某些熔點(diǎn)正好是滅菌所需溫度的化學(xué)藥品作指示,以判斷滅菌濕度是否達(dá)到。方法是將少量的藥物封裝于安瓿內(nèi),與滅菌物一起放入滅菌器的上下部位滅菌,滅菌后觀察藥品是否熔化。常用化學(xué)藥品指示劑有升華硫(115℃)、安替匹林(110-120℃)、碘仿(115℃)、氯基比林(107-109℃)、苯甲酸(121℃)等,并可加著色劑如亞甲藍(lán)、甲紫等以便于觀察。但此類指示劑并洋能表明保持該濕度的確切時(shí)間。將耐熱的芽胞封裝于安瓿內(nèi)浸透于干紙條中,制成生物性指示劑,廣泛地地試驗(yàn)滅菌設(shè)備及方法。但用于藥劑的常規(guī)生產(chǎn)中,應(yīng)使用非致病性、有抵抗力、不產(chǎn)生熱原的菌種,如B.Stearothermophilus此外,國內(nèi)現(xiàn)已采用滅菌溫度和時(shí)間自動(dòng)控制記錄的裝置。
(4)滅菌完畢后,停止加熱,一般必須使壓力表所指示的壓力逐漸下降到零,才能放出鍋內(nèi)蒸氣,使鍋內(nèi)壓力與大氣壓相等后,稍稍打開滅菌鍋待10-15分鐘,再全部打開。這樣可避免內(nèi)外壓力差太大而使物品沖出鍋外和使玻璃瓶炸裂。這點(diǎn)必須注意,以免發(fā)生工傷事故。為了縮短滅菌周期,也有對滅菌器內(nèi)盛有溶液的容器噴霧水冷卻,以加速冷卻。實(shí)驗(yàn)表明對于經(jīng)過0.70熱壓滅菌的200個(gè)/升的瓶子,用水溫度18℃霧滴大小為80進(jìn)行噴霧時(shí),冷卻效果最大,過冷粗的噴霧將引起瓶子的爆破,或用逐漸降溫的噴霧水冷卻。對于滅菌后要求干燥但又不易破損的物料,滅菌后立即放出滅菌器內(nèi)的蒸氣,以利干燥。
2.流通蒸氣滅菌和煮沸滅菌法 流通蒸氣滅菌是不密閉的容器內(nèi),用蒸氣滅菌。壓力與大氣壓相等。即100℃的蒸氣滅菌。目前我國藥廠生產(chǎn)注射劑,特別是1-2的注射劑及不耐高熱的品種,可考慮采用這種滅菌法。煮沸滅菌法就是把安瓿或其他物品放入水中煮沸滅菌。流通氣滅菌與煮沸滅菌,一般是100℃30分鐘或60分鐘。此法不能保證殺滅所有的芽胞,例如破傷風(fēng)等厭氣性菌的芽胞,故制備過程中要盡可能避免污染,這點(diǎn)必須充分注意。
3.低溫間歇滅菌法 此法是將待滅菌的制劑或藥品,用60-80℃加熱1小時(shí),將其中的細(xì)菌繁殖體殺死,然后在室溫或孵卵箱中放置24小時(shí),讓其中的芽胞發(fā)育成為繁殖體,再二次加熱將其消滅為止。加熱和放置需連續(xù)操作三次以上,至全部芽胞消滅為止。此法適用于必須用熱法滅菌但又不耐較高溫度的制劑或藥品。本法的缺點(diǎn),不僅需要時(shí)間長,并且消滅芽胞的效果常不夠完全,應(yīng)用本法滅菌的制劑或藥品,除本身具有抑制力者外,須加適量抑菌劑,以增加滅菌效力
4.影響濕熱滅菌的因素
(1)微生物的種類和數(shù)量:各細(xì)菌對熱的抵抗力相差很大,處于不同發(fā)育階段,所需滅菌的濕度與時(shí)間也不相同,繁殖期的微生物對高溫比衰老時(shí)期的抵抗力小得多。前面已經(jīng)指出,每個(gè)容器的細(xì)菌數(shù),控制在10個(gè)以內(nèi)為宜。最初菌數(shù)愈少,達(dá)到滅菌時(shí)間愈短。同時(shí),最初菌數(shù)增多也增加了耐熱個(gè)體出現(xiàn)的幾率。即使細(xì)菌全部殺滅,而注射液中細(xì)菌體過多,亦會(huì)引起臨床上的不良反應(yīng),所以整個(gè)性產(chǎn)過過程應(yīng)盡可能避免微生物污染,盡可能縮短生產(chǎn)過程,并力求在灌封后立即菌。
(2)注射液的性質(zhì):注射液若含有營養(yǎng)物質(zhì),如糖類,蛋白質(zhì)等,對微生物可能有一種保護(hù)作用,能增強(qiáng)其抗熱性。此外,藥液pH對細(xì)菌的活性也有影響。一般微生物在中性液中耐熱性最大,在堿性溶液中次之;酸性不利于微生物的發(fā)育。所以,一般在生物堿鹽類的注射液,因ph 較低,用流通蒸氣滅菌即可。加有適當(dāng)抑菌劑時(shí),藥液經(jīng)100℃30分鐘加熱,可殺死抵力強(qiáng)芽胞。有些藥典采用此種滅菌方法所用的抑菌劑為甲酚(0.1-0.3%)、氯甲酚(0.05%-0.1%)、苯酚(0.1%-0.5%)、三氯叔丁醇(0.2%-0.5%)、硝酸苯汞或醋酸苯汞(0.001%-0.002%)。
(3)藥物的穩(wěn)定性:
溫度增高,化學(xué)反應(yīng)速度增加:時(shí)間愈長,起反應(yīng)的物質(zhì)愈多。因此,不能只看到滅菌殺死細(xì)菌的一面,也要看到保證藥物有效性的一面。為此在能達(dá)到滅菌的前提下,可適當(dāng)降低濕度或縮短時(shí)間。實(shí)踐證明在力求避免微生物污染和嚴(yán)格質(zhì)量控制的條件下,維生素C注射液用流通蒸氣15分鐘滅菌,氯化鈉注射注用115℃30分鐘是可行的。
(三)紫外線滅菌法 一般用于滅菌的紫外線波長是200-300nm,滅菌力最強(qiáng)的是波長為254nm4的紫外線。紫外線進(jìn)行直線傳播,其強(qiáng)度與距離平方成比例地減弱,并可被不同的表面反射。其穿透作用微弱,但較易穿透清潔空氣及純凈的水,其中懸浮物或水中鹽類增多時(shí),則穿透程度顯著下降。所以紫外線廣泛作空氣滅菌和表面滅菌之用。一般在6-15m3的空間可裝置30瓦(或36-48)紫外線燈一只,燈距離地面以2.5m到3m為宜。濕度過大可降低滅菌效果,相對濕度以45%-60%比較適宜。濕度宜于10-55℃范圍。紫外線燈管秘須保證無塵油垢,否則輻射強(qiáng)度將大力為降低。普通玻璃可吸收紫外線。因此安瓿中藥物不能用此法滅菌。
紫外線的殺菌效率,還取決于微生物的敏感性。如于一平面上輻射強(qiáng)度為通常應(yīng)用的最小強(qiáng)度2mw/cm2(30瓦紫外線燈于距1米處強(qiáng)度為85mw/cm2)時(shí)殺死枯草桿菌芽胞需1100秒,而對溶血性鏈球菌,則僅需275秒??纱致哉J(rèn)為在紫外線燈下直接暴露,一般繁殖型微生物約3-5分鐘,芽胞約10分鐘即可死亡。唯紫外線對酵母特別是霉菌殺菌力較弱。紫外線對人體如照射過久,能產(chǎn)生結(jié)合膜炎及皮膚燒灼等現(xiàn)象。一般均在操作前啟紫外線燈約半小時(shí)至一小時(shí),然后進(jìn)行操作。各種規(guī)格的紫外線燈,皆規(guī)定了有效使用時(shí)即,一般為3,000小時(shí)。故每次使用應(yīng)登記開啟時(shí)間,并定期進(jìn)行來菌效果的檢查,也可用具有對254nm靈敏的照度計(jì),來測定其輻射強(qiáng)度。
(四)過濾除菌法 過濾除菌法,是使藥物溶液通過無菌的特定濾器,除去活的或死的微生物而得到不含微生物的濾液。適于很不耐熱的藥液的滅菌。供來菌用的濾器。要球能有效地從溶液中除凈微生物,溶液順暢地由濾器通過,濾液中不落入任何所不需要的物質(zhì),濾器容易清洗,操作簡便。
繁殖型細(xì)菌很少有小于1μm者,芽胞大小為0.5μm或更小些,所以,對于以過篩作用濾過的濾器,例如纖維素酯膜濾器。其孔徑大秘須小到足以阻止細(xì)胞和芽進(jìn)入濾孔之內(nèi),大約為0.2μm??孔枇粲诳椎乐畠?nèi)或靜電作用的濾器,孔徑可稍大于所要濾除的顆粒,但如壓力過大或波動(dòng),顆粒有被擠過的可能。濾孔徑要進(jìn)行檢查,最常用測定孔徑的方法,是用大小為0.7μm左右的靈菌(Bprodigiosus)混懸液濾過,濾液通過培養(yǎng)試驗(yàn),觀察有無靈菌濾過。
近年來廣泛采用微孔薄膜作滅菌濾器,膜濾器的性能詳見注射劑一章濾器的種類與選擇項(xiàng)下,作滅菌過濾一般選用孔徑0.22μm的濾膜。G6號垂熔玻璃漏斗,其濾孔直徑在2μm以下,可以除去細(xì)菌,對藥物不吸附,也不影響藥液的pH,常滅菌濾器。此外孔徑0.8-1.8μm的石棉板濾器孔徑1.5-1.7μm的白陶土濾柱,也可作濾過細(xì)菌用,但由于它們存在一些缺點(diǎn),所以實(shí)際使用不多。
(五)輻射滅菌法 輻射滅菌是應(yīng)用γ射線殺菌的方法。γ射線通常可由放射性同位素如Co60產(chǎn)生。輻射滅菌的特點(diǎn)是可不升高的產(chǎn)品的溫度,特點(diǎn)用于某些不耐熱的滅菌,穿透性強(qiáng),γ射線適用于較厚樣品的滅菌,現(xiàn)已成功地應(yīng)用于某些物質(zhì)如維生素類、抗菌素、激素、肝素、羊腸線、醫(yī)療器械等物質(zhì)的滅菌。包裝的產(chǎn)品也可滅菌而大大減少了污染的機(jī)會(huì)。滅菌劑量一般用2.5兆拉得(Megarad),此法,已為《英國藥典》(1969)日本藥典Ⅸ所收載。
輻射滅菌,設(shè)備費(fèi)用高,某些藥品經(jīng)輻射滅菌后,有可能效力降低,產(chǎn)生毒性物質(zhì)或發(fā)熱性物質(zhì),且溶液不如固體穩(wěn)定,同時(shí)要注意全防護(hù)問題。
(六)微波滅菌法、高速風(fēng)滅菌法 通常所謂微波,是指頻率在300兆赫到300千兆赫之間的電磁波。水可強(qiáng)烈地吸收微波,使極性分子轉(zhuǎn)動(dòng),由于分子間的摩擦而生熱。熱是在被加熱的物質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的,所以加熱很均勻,并且升溫迅速。同時(shí),由于微波可穿透介質(zhì)較深,所以在一般情況下,可以作到表里一致地均勻加熱。微波所以用于水性注射的滅菌,主要是由于其產(chǎn)生熱效應(yīng)的緣故。
微波滅菌法含菌量高達(dá)350萬個(gè)大腸桿菌的生理鹽水混懸液,密封在1-2ml的安瓿中,經(jīng)3-5千瓦功率,2450兆赫的微波作用15秒鐘以上,安瓿溫度接近110℃左右時(shí),可將細(xì)胞細(xì)菌全部殺滅。金黃色葡萄球菌與此結(jié)果近似,枯草桿菌芽胞,含量為6萬-8萬個(gè)時(shí),液溫必須達(dá)到140℃,保持20秒鐘以上。才能徹底殺滅,含2,000-3,000個(gè)青菌胞子的生理鹽水混懸液,在3-4千瓦微波功率作用下,液溫達(dá)到120℃以上,經(jīng)20-25秒鐘,即徹底殺滅。經(jīng)過微波滅菌后的安痛定、維生素、維生素C、速尿、慶大霉素、卡那霉素注射液。除維生素C的溶液色澤有部分變黃外,其他五種的色澤、pH和主要成份含量都無明顯變化。宇野等還比較了微波滅菌與高蒸氣滅菌對17種化學(xué)藥物穩(wěn)定的影響,認(rèn)為對高壓蒸氣滅菌穩(wěn)定的藥物,使用微波滅菌時(shí)無變化,而對高壓蒸氣滅菌不穩(wěn)定的藥物如維生素C,阿司匹林等用微波滅菌,則比較穩(wěn)定,其分解程度降低。此法由于存在破損率高,滅菌不完全及勞動(dòng)保護(hù)等問題,還有待進(jìn)一步研究?! 「咚亠L(fēng)滅菌法,應(yīng)用的風(fēng)速為30-80m/秒,風(fēng)溫度高為190℃,由于降低了安瓿周圍的滯流層的厚度,使安瓿內(nèi)液體迅速升溫。2ml的安瓿注射液應(yīng)用此法,能于3分外的短時(shí)間內(nèi)升高至140℃,對于耐熱性高的嗜熱脂肪芽胞桿菌,液溫度達(dá)到130℃以上,就呈現(xiàn)顯著滅菌效果。與熱壓蒸氣滅菌法比較,不但具不同等以上的滅菌效果,并使注射液變質(zhì)較少。因此,作者認(rèn)為高速熱風(fēng)菌法,對于小容量安瓿注射液的滅菌極為不利。
此外還有超音波滅菌法,僅用于疫苗制品。
三、化學(xué)滅菌法
本法是指用化學(xué)藥品直接作用于微生物而將其殺死,同時(shí)不應(yīng)損害制品的質(zhì)量,常用的方法有:
(一)氣體滅菌法 制藥工業(yè)上用于菌的氣體,多用環(huán)氧乙烷。環(huán)氧乙烷的分子式為:C2H4O,沸點(diǎn)為10.9℃,室溫下氣,在水中溶解度很大,1ml水中可溶195ml(20℃,760mmHg),易穿透塑料,紙板及固體粉末,暴露于空氣中環(huán)氧乙烷就可從這些物質(zhì)消散,環(huán)氧乙烷對大多數(shù)固體呈惰性。環(huán)氧乙烷的殺菌作用,由于其為烷化劑的性質(zhì),使菌體蛋白的-COOH,-NH2,-SH,-OH,的H,被-CH2-CH2-OH所換。可用以滅菌塑料容器,對熱敏感的固體藥物,紙或塑料包裝的藥物,橡膠制品、注射筒,注射針頭,衣著敷料及器械等。但是,一些塑料、皮革及橡膠與環(huán)氧乙烷有強(qiáng)親和力,故需長達(dá)12-24小時(shí)通空氣驅(qū)除。我國曾用環(huán)氧乙烷對芐霉素普魯卡因進(jìn)行滅菌,效果良好。
環(huán)氧乙烷具可燃性,當(dāng)與空氣混合,空氣含量達(dá)3.0%(v/v)時(shí)即可爆炸。故應(yīng)用時(shí)需用惰性氣體二氧化碳或氟利昂稀釋。環(huán)氧乙烷的吸入毒性較大與氨相近,無氨樣的剌激嗅味,損害皮膚及眼粘膜,可產(chǎn)生水泡或結(jié)膜炎,故應(yīng)用時(shí)要注意。
用環(huán)氧乙烷來菌的程序,大致為將滅菌物品置于滅菌器內(nèi)后,減壓排除空氣,預(yù)熱,環(huán)氧乙烷采用混合氣,一般用環(huán)氧乙烷12%氟利昂88%或用環(huán)氧乙烷10%二氧化碳90%,在減下輸入混合氣,保持一定濃度、濕度、及溫度,以過一定時(shí)間后,抽真空排除環(huán)氧乙烷,然后送入無菌空氣完全排除環(huán)氧乙烷的濃度為850-900mg/L(3小時(shí)、45℃)45mg/L(5小時(shí),45℃),相對濕度以40%-60%為宜濕度為22-55℃。
在藥劑工作中,也常利用一些化學(xué)藥劑的蒸氣熏蒸,進(jìn)行操作室內(nèi)的滅菌。甲醛溶液加熱熏蒸,每立方米空間用40%甲醛溶液30m1室內(nèi)相對濕度宜高,以增進(jìn)甲醛氣體滅菌效果。甲醛對粘膜有強(qiáng)性激性,滅菌后剩余的甲醛氣體可排除或通入氨予以吸收。亦有采用丙二醇作室內(nèi)空氣滅菌者,丙二醇具有不揮發(fā)性和無引火性等特點(diǎn),滅菌用量為1ml/m3,將丙二醇置蒸發(fā)器中加熱,使蒸氣彌漫全室。也有用乳酸蒸氣滅菌者用量為2ml/m3,殺菌力雖不及甲醛,但對人無害,此外,還有使用三甘醇(Triethyene glyool HO-(CH2)2-O-(Ch2)2-O-(Ch2)2-OH)的,三甘醇是無色粘稠液體,沸點(diǎn)285℃,溶于水使用方法與丙二醇同,也有報(bào)導(dǎo),過酣酸用于車間的室內(nèi)菌,效力比相同濃度的甲醛大兩倍半,對粘膜,眼部無剌激性,對木制品、金屬制品、醫(yī)療器械均無影響。
(二)應(yīng)用化學(xué)殺菌劑 在制劑工業(yè)上應(yīng)用化學(xué)殺菌劑,其目的在于減少微生物的數(shù)目,以控制無菌狀況至一定水平。化學(xué)殺菌劑并不能殺死芽胞,僅對繁殖體有效?;瘜W(xué)殺菌劑的效果,依賴于微生物的種類及數(shù)目,物體表面光滑或多孔與否,以及化學(xué)殺菌劑的性質(zhì)。常用的有0.1%-0.2%新潔而來溶液,2%左右的酚或煤酚皂溶液75%酒精等。由于化學(xué)殺菌劑常施用于物體表面,也要注意其濃度不要過高,以防其化學(xué)腐蝕作用。
四、無菌操作法
無菌操作法在技術(shù)上并非滅菌操作,因其與滅菌操作有密切聯(lián)系,而于本節(jié)內(nèi)討論。
無菌操作法,是整個(gè)過程控制在無菌條件下進(jìn)行的一種操作方法。某些藥品加熱滅菌后發(fā)生變質(zhì)、變色或降低含量者可采用無菌操作法制備。此種無菌操作,不僅用于注射劑而且對其它的如滴眼劑、海棉劑等用于粘膜和創(chuàng)傷的制劑也均適用。無菌操作室或無菌操作所用的一切用具、材料以及環(huán)境,均須應(yīng)用面所述滅菌法滅菌,操作須在無菌操作室或無操作柜內(nèi)進(jìn)行。
(一)無菌操作的空氣滅菌 可應(yīng)用上節(jié)《氣體滅菌法》中所述的甲醛、丙二醇、乳酸、三甘醇等。其具體用法不再贅述。藥廠大型無菌操作,常用甲醛溶液加熱熏蒸進(jìn)行空氣滅菌。將甲醛溶液放入瓶內(nèi),逐漸被吸收蒸氣夾層加熱鍋中,甲醛溶液被加熱,甲醛蒸氣經(jīng)氣出口送入總進(jìn)風(fēng)道,由鼓風(fēng)機(jī)吹入無菌操作室,連續(xù)3小時(shí)后,一般即可將鼓風(fēng)機(jī)關(guān)閉。室溫應(yīng)保持25℃以上,以免室溫過低甲醛蒸氯了聚合而附著于冷表面,濕度應(yīng)保持60%以上,密閉熏蒸12-24小時(shí)以后,再將25%氨水加熱(每m3用8-10ml),從總風(fēng)道送入氨氣約15分鐘,以吸收甲醛蒸氣,然后開啟總出口排風(fēng),并通入經(jīng)處理過的無菌空氣直到室內(nèi)無臭氣為止。
除用上述方法定期進(jìn)行較徹底的滅菌外,還要對室內(nèi)的空間、用具(桌椅等)、地面、墻壁等,用3%酚溶液、2%煤酚皂溶液、0.2%新潔而或75%酒精噴灑或擦試。其它用具盡量用熱壓滅菌法或干熱滅菌法滅菌。每天工作前開啟外線一小時(shí),中午休息時(shí)間也要開1/2-1小時(shí)。
(二)無菌操作 操作人員進(jìn)入操作之前要洗澡并換上已經(jīng)滅菌的工作服和清潔的鞋子,不使頭發(fā)、內(nèi)衣等露出來,以免造成污染機(jī)會(huì)。安瓿要150-180℃2-3小時(shí)干熱滅菌。橡皮塞要以121℃1小時(shí)熱壓滅菌。有關(guān)器具、機(jī)器都要經(jīng)過滅菌。用無菌操作法制備的注射劑,大多要加入抑制。
小量無菌制劑的制備,也可在無菌操作柜中進(jìn)行。無菌操作柜分小型無菌操作與聯(lián)合無菌無操作兩種小型無菌操作柜又稱單人無菌柜。式樣有單面式與雙面式兩種。操作柜的架子用木制,四周配以玻璃,前面操作下裝木板,挖二圓孔,孔內(nèi)密接橡皮手套或袖套。藥品及用具等,由側(cè)門送入柜內(nèi)后關(guān)閉。操作時(shí)可完全與外界空氣隔絕。柜內(nèi)空氣的滅菌,可在柜中央上方裝一小型紫外線燈,使用前1小時(shí)啟燈滅菌,或用藥液(如3%酚溶液)噴霧滅菌。聯(lián)合無菌操作柜是由幾個(gè)小型操作柜聯(lián)合制成,以使原料的精制,傳遞分裝及成品暫時(shí)存放等工作全部在柜內(nèi)進(jìn)行。近年來,采用層流潔凈工作臺(tái)作無菌操作,使用方便,效果可靠。
五、無菌檢查法
藥劑或藥品經(jīng)滅菌或無菌操作法處理后,需經(jīng)無菌檢驗(yàn)證實(shí)已無微生物生存,方能作用。
法定的無菌檢查法,包括有試管接種法和薄膜過濾法,其具體操作方法以及在一些特殊情況下的變動(dòng),可詳見《中國藥典》附錄中的無菌檢查法。薄膜過濾用于無菌檢查的突出優(yōu)點(diǎn),在于可濾過較大量的樣品可濾除抑菌性物質(zhì),濾過后的薄膜,即可直接接種于培養(yǎng)基管中,或直接用顯微鏡觀察,故此法靈敏度高,不易產(chǎn)生假陰性結(jié)果,檢測次數(shù)減少,節(jié)省培養(yǎng)基,操作比較簡單。
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