灭菌与无菌制剂.docx

第三章 灭菌与无菌制剂第一节 概述灭菌与无菌制剂主要是指直接注入体内或直接接触创伤面、粘膜等的一类制剂。由于这类制剂直接作用于人体血液系统，在使用前必须保证处于无菌状态，因此，生产和贮存该类制剂时，对设备、人员及环境有特殊要求。一、基本概念l 灭菌 (sterilization)：用物理或化学等方法杀灭或除去所有致病和非致病微生物繁殖体和芽胞的手段(过程)。l 灭菌法 (the technique of sterilization)：杀灭或除去所有致病和非致病微生物繁殖体和芽胞的方法或技术。l 无菌 (sterility)：在任一指定物体、介质或环境中，不得存在任何活的微生物。l 无菌操作法 (aseptic technique)：在整个操作过程中利用或控制一定条件，使产品避免被微生物污染的一种操作方法或技术。l 防腐 (antisepsis)：用物理或化学方法抑制微生物的生长与繁殖的手段，亦称抑菌。对微生物的生长与繁殖具有抑制作用的物质称抑菌剂或防腐剂。l 消毒 (disinfection)：用物理或化学方法杀灭或除去病原微生物的手段。对病原微生物具有杀灭或除去作用的物质称消毒剂。二、灭菌与无菌制剂的定义及分类中国药典对不同给药途径的药物制剂大体分为：规定无菌制剂 和非规定无菌制剂(即限菌制剂)。限菌制剂是指允许一定限量的微生物存在，但不得有规定控制菌存在的药物制剂；如口服制剂不得含大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有害菌。1定 义根据药物制剂除去活微生物的制备工艺，将无菌制剂分为灭菌制剂与无菌制剂。 l 灭菌制剂：采用某一物理、化学方法杀灭或除去所有活的微生物繁殖体和芽胞的一类药物制剂。l 无菌制剂：采用某一无菌操作方法或技术制备的不含任何活的微生物繁殖体和芽胞的一类药物制剂。2种 类药物制剂中规定灭菌或无菌制剂包括：l 注射用制剂：注射剂、输液、注射粉针等；l 眼用制剂：滴眼剂、眼用膜剂、眼用软膏剂和凝胶剂等；l 植入型制剂：植入片等；l 创面用制剂：溃疡、烧伤及外伤用溶液、软膏剂和气雾剂等；l 手术用制剂：止血海绵剂和骨蜡等。二、灭菌与无菌技术l 采用灭菌与无菌技术的主要目的：杀灭或除去所有微生物繁殖体和芽胞，最大限度地提高药物制剂的安全性，保护制剂的稳定性，保证制剂的临床疗效。l 药剂学中灭菌法可分为三大类：即物理灭菌法、化学灭菌法、无菌操作法。1物理灭菌法：利用加热、射线、过滤等 物理方法 杀死或除去微生物的方法l 干热灭菌法（热穿透力较差） 火焰 物品与用具 干热空气 耐高温玻璃与金属制品及药品l 湿热灭菌法 流通蒸汽灭菌 消毒、不耐热制剂 煮沸灭菌 消毒 低温间歇式灭菌 对热敏感制剂 热压灭菌l 射线灭菌法 辐射灭菌 不耐热 紫外线灭菌 (紫外线和臭氧)： 空气灭菌 微波灭菌 不耐热l 滤过除菌法(机械除菌) 0.22 m 或 0.3 m 的微孔滤膜滤器，G6号垂熔玻璃漏斗(芽胞 0.5 m)2化学灭菌法：用化学药品直接作用于微生物而将其杀灭 的方法l 气体灭菌法 (冷灭菌法)常用气体：环氧乙烷、臭氧、气化双氧水、甲醛、过氧乙酸等；适用：环境消毒、不耐加热灭菌的医用器械、设备和设施的消毒。l 药液灭菌法：常用消毒液：75% 乙醇、1% PVP 碘液、0.1 0.2% 新洁尔灭液、2% 酚或媒酚皂溶液；适用：常用于其它灭菌方法的辅助，适合于皮肤、无菌器皿和设备的消毒。3常用灭菌参数：l D值：一定温度下将微生物杀灭 90(即使之下降一个对数单位)所需的时间。因微生物种类、环境、灭菌温度不同而异。l Z值：降低一个logD值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的10%，所需要升高的温度。 在不同温度下对特定微生物在特定介质或环境中测得D值后，用logD对T图。l F值：在一定灭菌温度T下，给定Z值所产生的灭菌效果与在参比温度T0下给定Z值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。l F0值：一定灭菌温度(T)下、Z为10 时所产生的灭菌效果与121 、Z值为10 所产生的灭菌效果相同时所相当的时间 (min)。F0即把各温度下灭菌效果都转化成 121下灭菌的等效值，因此称 F0为标准灭菌时间(min)。3无菌操作法l 定义：整个过程控制在无菌条件下进行的一种操作方法l 该法适合一些不耐热药物的注射剂、眼用制剂、皮试液、海绵剂和创伤制剂的制备。l 按无菌操作法制备的产品，一般不再灭菌，但某些特殊耐热品种亦可进行再灭菌(如青霉素G等)。三、空气净化技术 l 空气净化技术是以创造洁净的空气为主要目的的空气调节措施。l 药物制剂行业中的空气净化需要生物洁净，即在除掉空气中的各种尘埃的同时除掉各种微生物等。l 药品的净化过程是在净化的空气环境中进行的防止药品受到污染、提高药品质量的重要措施之一。 第二节 注 射 剂 (Injection)一、概 述(一) 注射剂定义：指将药物制成供注入体内的灭菌或无菌溶液、乳浊液和混悬液以及供临用前配成溶液的无菌粉末。可分为溶液型、混悬型、乳剂型、无菌粉末。(二) 注射剂的特点l 优点：药效迅速、作用可靠；适用于不宜口服的药物(被消化液破坏、口服吸收差、消化道刺激性强)；适用于不能吞咽、昏迷、严重呕吐的病人；产生局部定位作用。l 缺点：使用不方便、注射疼痛；易交叉污染、安全性差；制备过程复杂、质量要求高、成本高。(三) 注射剂的给药途径l 皮内注射：剂量 0.2 ml 以下，常用于过敏性试验或疾病诊断。l 皮下注射：水溶液为主，剂量 1 2 ml。l 静脉注射：静推和静滴，非水溶液、混悬液不能使用，所用注射剂不得添加抑菌剂。l 肌肉注射：剂量 1 5 ml，刺激性大的药物不宜使用。l 椎管注射：注射剂的渗透压和 pH 应与脊椎液相等，不含微粒，量不超过 10 ml。l 其他途径：穴位、腹腔、关节腔及动脉注射。(四) 注射剂的质量要求无菌；无热原；澄明度；安全性；渗透压；pH；稳定性；降压物质。二、 热 原1. 热原的概念l 热原 (Pyrogens)：注射后能引起人体特殊致热反应的物质，一般是微生物的代谢产物l 大多数细菌都能产生热原，致热能力最强的是革兰氏阴性杆菌所产生的热原。霉菌甚至病毒也能产生热原。l 含有热原的注射液注入人体内后的结果：发冷、寒战、体温升高、呕吐恶心、昏迷、虚脱、甚至危及生命。2. 热原的组成l 热原：微生物的一种内毒素，是由磷脂、脂多糖和蛋白质所组成的复合物，其中脂多糖是内毒素的主要成分，具有特别强的热原活性。l 内毒素 = 热原 = 脂多糖3. 热原的性质l 耐热性：在通常注射剂灭菌的条件下，不足以使热原破坏；l 过滤性 ：热原体积小(1 5 nm)，一般滤器均可通过，可被活性炭吸附；l 水溶性：热原能溶于水；l 不挥发性：本身不挥发；l 其它：能被强酸、强碱破坏，也能被强氧化剂所钝化，超声波以及某些表面活性剂也能破坏热原。 4. 污染热原的途径l 从溶剂中带入：注射剂出现热原的主要原因l 从原辅料中带入 l 从容器、用具、管道和装置等带入 l 制备过程中的污染 l 从输液器带入 5. 热原的除去方法：高温法、酸碱法、吸附法、离子交换法、凝胶滤过去、用反渗透法三、注射剂的处方组成(一) 注射用溶剂1. 注射用水(1) 注射用水、纯化水、灭菌注射用水纯化水：原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其适宜方法制得的供药用的水，不含任何附加剂。注射用水：纯化水经蒸馏所得的水灭菌注射用水：注射用水经灭菌所得的水。(2) 注射用水的质量要求其质量要求在中国药典2005年版中有严格规定：除一般蒸馏水检查项目如酸碱度、氯化物、硫酸盐、钙盐、铵盐、二氧化碳、易氧化物、不挥发物及重金属等均应符合规定外，必须通过热原检查；制备12小时使用。(3) 注射用水的制备方法l 原水的处理方法: 吸附法、离子交换法、电渗析法、反渗透法；l 蒸馏法制备注射用水：塔式蒸馏水器、多效蒸馏水器、气压式蒸馏水器；l 反渗透法制备注射用水l 综合法制备注射用水2. 注射用油注射用油的质量要求：应无异臭，无酸败味；色泽不得深于黄色6号标准比色液；在10 时应保持澄明。碘值为79 128；油中不饱和键的多少，碘值高，则不饱和键多，油易氧化，不适合注射用。皂化值为185 200；油中游离脂肪酸和结合成酯的脂肪酸总量多少，可看出油的种类及纯度。酸值不大于0.56，酸值说明油中游离脂肪酸的多少，酸值高质量差，也可以看出酸败的程度。常用的油有芝麻油、大豆油、茶油等。3. 其他注射用溶剂l 亲水性非水溶剂：乙醇、甘油、1, 2-丙二醇、聚乙二醇300、聚乙二醇400。l 亲油性非水溶剂：苯甲酸苄酯、油酸乙酯、肉豆蔻酸异丙酯。4注射用附加剂：抗氧剂、抑菌剂、局部止痛剂、pH调节剂、其他附加剂。5注射剂的渗透压调节l 等渗溶液与等张溶液：等渗溶液(Iso-osmotic solution)是指渗透压与血浆相等的溶液；等张溶液(Isotonic solution)是指与红细胞膜张力相等的溶液，在等张溶液中既不会发生红细胞体积改变，更不会发生溶血，所以等张是个生物学概念。l 注射剂常用的等渗调节剂：氯化钠、葡萄糖。l 渗透压调整方法和计算：冰点降低数据法、氯化钠等渗当量法(计算举例)。第三节 注射剂的制备一、注射剂的容器和处理方法(一) 注射剂容器种类和式样l 有安瓿或其它式样的容器(如青霉素小瓶、输液瓶等)。 l 安瓿的式样：颈安瓿与粉末安瓿两种。l 目前国内规定用易折安瓿，即在安瓿上有一环或刻痕，此种安瓿又叫刻痕色点曲颈易折安瓿。(二) 安瓿的质量要求与注射剂稳定性的关系 l pH改变：若玻璃容器含有过多的游离碱将增高注射的pH值。l 玻璃容器若不耐水腐蚀，不耐碱或不耐侵蚀，在装入磺胺嘧啶钠等碱性较大的或枸椽酸钠、碳酸氢钠、氯化钙等钙钠盐类的注射液时往往灭菌后或长期贮存时发生“小白点”、“脱片”甚至产生混浊现象。l 耐热性能差：则在熔封或加热灭菌后往往发生爆裂、漏气等现象。l 安瓿根据它们的组成可分为：中性玻璃、含钡玻璃与含锆玻璃三种。中性玻璃是低硼硅酸盐玻璃，化学稳定性较好，作为pH接近中性或弱酸性注射剂的容器，如各种输液、葡萄糖注射液、注射用水等。含钡玻璃的耐碱性能好，可作碱性较强注射剂的容器，如磺胺嘧啶钠注射液(pH1010.5)。含锆玻璃系含少量氧化锆的中性玻璃，具有更高的化学稳定性，耐酸、耐碱性均好，不易受药液侵蚀，用于盛装如乳酸钠、碘化钠、磺胺嘧啶钠、酒石酸锑钾等注射液。(三) 安瓿的检查 l 一般必须通过物理和化学检查。l 物理检查：主要检查安瓿外观、尺寸、应力、清洁度、热稳定性等，具体要求及检查方法，可参照中华人民共和国国家标准(安瓿)。l 化学检查：玻璃容器的耐酸性、耐碱性检查和中性检查，可按有关规定的方法进行。l 装药试验：必要时特别当安瓿材料变更时，理化性能检查虽合格，尚需作装药试验，证明无影响方能应用。(四) 安瓿的切割与圆口 l 手工切割适于小量生产，采用安瓿切割板，按规定长度调好砂石和档板之间距离，采用半拉半揿动作折断瓶颈。l 圆口系利用强烈火焰喷烘颈口截面，使熔融光滑。(五) 安瓿的洗涤l 安瓿可先灌瓶蒸煮，进行热处理。一般使用离子交换水，质量较差的安瓿须用0.5%的醋酸水溶液，灌满后，以100 30 min 热处理。此项操作在灭菌器内或热处理连动机内进行。l 安瓿的常用洗涤方法： 1. 甩水洗涤法: 5 ml以下安瓿 2. 加压喷射气水洗涤法：气-水-气-水-器(适于 大安瓿) 3. 超声波洗涤(六) 安瓿的干燥或灭菌 l 烘箱内用120140温度干燥。l 盛装无菌操作或低温灭菌的安瓿则须用180干热灭菌1.5 h。l 大量生产，现多采用隧道式烘箱，采用适当的辐射原件组成的远红外干燥装置，温度可达250350，一般350经5 min，能达到安瓿灭菌的目的，而且安瓿极为洁净。l 灭菌好的空安瓿存放柜应有净化空气保护，安瓿存放时间不应超过24 h。二、注射液的配制与滤过(一) 注射液的配制 1. 原辅料的质量要求与投料计算l 供注射用的原料药，须符合中国药典2005 年版所规定的各项杂质检查与含量限度l 在配制前，先将原料按处方规定计算其用量，如果注射剂在灭菌后含量有下降时，应酌情增加投料量。l 如原料含有结晶水应注意换算，在计算处方时应将附加剂的用量一起算出，然后分别准确称量。称量时应两人核对。2. 配制用具的选择与处理l 大量生产用夹层配液锅，同时应装配轻便式搅拌器，可以通蒸汽加热或通冷水冷却。l 可用玻璃、不锈钢配液缸，搪瓷桶、聚氯乙烯、 聚乙烯等容器。l 调配器具使用前，要用洗涤剂或硫酸清洁液处理洗净。临用前用新鲜注射用水荡洗或灭菌后备用。每次配液后，一定要立即刷洗干净，玻璃容器可加入少量硫酸清洁液或75%乙醇放置，以免长菌，用时再依法洗净。3. 配制方法l 稀配法：将原料加入所需的溶剂中一次配成所需浓度；原料质量好的可用此法。l 浓配法：全部原料药物加入部分溶剂中配成浓溶液，加热过滤，必要时也可冷藏后再滤过，然后稀释至所需浓度；溶解度小的杂质在浓配时可以滤过除去。l 不易滤清的药液：可加0.1%0.3%的活性炭或通过铺有炭层的布氏漏斗。(二) 注射剂的过滤l 滤过的概念：借助多孔性材料把固体微粒阻留而使液体通过，将固体微粒与液体分离的过程。l 滤器的种类：a. 垂熔玻璃器；b. 砂滤棒；c. 微孔滤膜滤器；d. 板框压滤机；e. 钛滤器。l 滤过的方法：采用粗滤与精滤相结合的方法。a. 高位静压；b. 加压滤过；c. 减压滤过。三、注射的灌封l 灌注药液和封口(灌装和封熔)：洁净度为 100级 环境下进行，在同一台机器上完成。l 灌注要求：准确、不沾瓶、不污染；严格控制环境洁净度，缩短药液暴露时间l 封口要求：严密、不漏气、安瓿顶端圆整光滑、无尖头和小泡；方式：拉丝封口、顶封。l 通气问题：不稳定、易氧化产品：通入惰性气体，置换空气。常用的有氮气和二氧化碳。高纯度的氮可不经处理，纯度差的氮气要进行过滤纯化处理。二氧化碳处理：通气时安瓿先通气，再灌注药液，最后再通气。四、注射剂的灭菌和检漏(一) 注射剂的灭菌l 避菌条件较好的情况下生产注射剂，一般1 5 ml安瓿可用流通蒸气灭100 30 min，10 20 ml安瓿使用100 45 min。l 灭菌时间还可根据情况延长或缩短。要求按灭菌效果F0值大于8进行验证。l 注射剂从配制到灭菌，必须在规定时间内完成(一般12 h)。l 凡能耐热的产品，宜采用115 30 min灭菌。(二) 注射剂的检漏一般应用灭菌检漏两用灭菌器。放进冷水淋洗安瓿使温度降低；抽气，灭菌器内压力逐渐降低(如有漏气安瓿，则安瓿内空气也被抽出)；将颜色溶液吸入灭菌锅中至盖过安瓿；开放气阀，抽回有色溶液至贮器中；剔去带色的漏气安瓿。五、注射剂的质量检查l 澄明度检查：存在问题：纤维、白点、玻屑 或金属屑；检查装置：伞棚式安瓿检查灯；检查方法：手持安瓿颈部，轻轻旋转药液，伞棚边缘处，药品与人眼相距20 25 cm目视，输液剂按直立、倒立、平视三步法旋转检视。l 热原检查：家兔法：灵敏度为0.001 g/ml；试验结果接近人体真实情况；操作繁琐费时。鲎试剂法：鲎的变形细胞溶解物与内毒素之间的胶凝反应；比家兔法灵10倍，操作简单易行；对革兰阴性菌以外微生物产生的内毒素不灵敏，不能完全代替家兔法。 l 无菌检查：直接接种法、薄膜过滤法。l 其他：装量检查、含量测定、鉴别、pH值测定、毒性与刺激性试验、降压物质检查l 待定检查项目 举例：盐酸普鲁卡因注射液；维生素C注射液(抗坏血酸)第四节 输 液 (Infusion solution)一、概 述1定义：输液系指由静脉滴注输入体内的大剂量注射液；注射剂一个分支。其用量和给药方式与普通注射剂不同，故质量要求以及生产工艺等均和普通注射剂有一定差异。2输液的种类l 电解质输液：用以补充体内水份、电解质，纠正体内酸碱平衡。如氯化钠、复方氯化钠以及乳酸钠注射液等。l 营养输液：不能口服吸收营养的患者。有糖类、氨基酸以及脂肪乳剂输液等。l 胶体输液：调节体内渗透压。有多糖类、明胶类、高分子聚合物等。l 含药输液：含有治疗药物的输液。3输液的质量要求l 与注射剂基本上是一致的，但由于这类产品注射量较大l 对无菌、无热原及澄明度三项，应特别注意。l 渗透压可为等渗或偏高渗，不能引起血象的任何异常变化。l 输液中不得添加任何抑菌剂，并在贮存过程中质量稳定。二、输液的制备(一) 输液车间的一般要求l 洗涤、配液、灌封、室内洁净度为10000级温度：1828，相对湿度50%65%l 洗瓶机、传送机、灌装机、盖膜、盖胶塞、等 关键步骤，采用局部层流技术。洁净度要求10000级或100级。(二) 输液瓶的质量要求和清洁处理 1输液瓶l 中性硬质玻璃输液瓶、聚丙烯塑料瓶或塑料袋。l 清洁：直接水洗、酸洗、碱洗、最后用注射用水洗净。l 用硫酸重铬酸钾清洁液洗涤效果较好。l 碱洗法是用2% NaOH 溶液(5060)冲洗，也可用 1%3% 的Na2CO3溶液冲洗。2 输液瓶所用橡胶塞的处理橡胶塞可用酸碱法处理；水洗pH呈中性，用纯水煮沸30 min；用注射用水洗净。3 垫隔离膜 ,涤纶膜的处理逐张分散，药用乙醇浸泡或放入蒸馏水中于112115热处理30 min或煮沸30 min再用滤清的注射用水动态漂洗备用。(三) 输液的配制l 输液配制，通常加入0.01%0.5%的针用活性炭，具体用量，视品种而异。l 活性炭有吸附热原、杂质和色素的作用，并可作助滤剂。l 活性炭分次吸附较一次吸附好。l 配制用具与安瓿剂基本相同l 配制方法：浓配法和稀配法。 (四) 输液的滤过加压三级滤过装置：预滤或初滤(板框式过滤器或砂滤棒，滤棒上应先吸咐一层活性炭，并在滤过开始，反复进行回滤到滤液澄明合格为止)；精滤(垂熔玻璃滤器G3滤球)、精滤(微孔滤膜孔径0.65 m或0.8 m)。(五) 输液的灌封：洁净度100级或局部100级l 流程：药液灌注、加隔离膜、塞橡胶塞、轧铝盖；l 灌装控制的主要指标：药液澄明度和罐装误差；l 灌装设备：量杯式负压灌装机、计量泵注射式灌装机。(六) 输液的灭菌l 输液从配制到灭菌，以不超过4 h为宜，减少微生物污染繁殖的机会l 一般预热2030 min，若骤然升温，能引起输液瓶爆作，待达到灭菌温115、8.64 kPa(0.7 kg/cm2)维持30 min。(七) 输液的质量检查 1松盖、歪盖、崩盖、漏气、隔离膜脱落，作为废品挑出。2100 ml以上静脉滴注用注射液l 澄明度及不溶性微粒检查：澄明度符合规定后，再进行不溶性微粒检查；热原及无菌检查；pH值、含量测定及特定的检查项目。三、输液存在的问题及解决办法 1细菌污染l 原因：生产过程中严重污染；瓶塞不严或松动漏气；灭菌不彻底等。l 现象：霉团、云雾状、浑浊或产气等现象。l 解决方法：严格控制生产过程中的无菌条件；严格灭菌，严密包装。2 澄明度与不溶性微粒的问题l 原因：原辅料质量问题、橡胶塞与输液容器质量问题、工艺操作中的问题。3 医院输液操作以及静脉滴注装置的问题l 现象：含有炭黑、碳酸钙、氧化锌、纤维素、纸屑、黏土、玻璃屑、细菌等微生物及结晶体等常见微粒。l 解决方法：严格控制原辅料的质量；提高橡胶塞及输液容器质量；加强工艺过程管理及生产环境洁净度控制；合理安排工序，采取单向层流净化空气；采用微孔滤膜滤过和生产联动化等措施。 4 热原反应的解决方法：l 使用无菌无热原的一次性全套输液器，在输液器中安置终端过滤器(0.8m 孔径薄膜)l 尽量减少生产过程中微生物的污染，同时严格灭菌，严密包装举例：葡萄糖注射液、静脉注射脂肪乳剂第五节 注射用无菌粉末 (Sterile Injection Powder)一、概 述1定义： 药物制成的供临用前用适宜的无菌溶液配制成澄清溶液或均匀混悬液的无菌粉末或无菌块状物，也称粉针剂。2应用：凡是对热比较敏感或在水溶液中不稳定的药物均需制成注射用无菌粉末。包括抗生素类、酶制剂、血浆生物制品等。3注射用无菌粉末的分类和质量要求l 分类：注射用冷冻干燥制品，又称冻干粉针；注射用无菌粉状产品。质量要求：粉末无异物，配成溶液后澄明度检查符合规定；粉末细度或结晶应适宜，便于分装；无菌、无热原。二、注射用无菌分装产品1原料药的准备l 研究、测定药物理化性质；l 热稳定性：能否进行灭菌处理；l 临界相对湿度：分装室的湿度，避免药物吸潮变质；l 粉末晶形、松密度：制备工艺。2生产工艺流程：无菌溶剂结晶法或喷雾干燥法 获得粉末 自动分装机 安瓿、西林瓶3无菌分装中存在的问题既解决方法装量差异：药粉流动性降低：含水量、引湿性、晶形、粒度、比容、分装室内室内相对湿度、机械性能；l 澄明度问题：严格控制环境洁净度和原料质量，防止污染；l 无菌度问题：严格控制无菌操作条件，采用层流净化手段；贮存过程中吸潮变质问题：橡胶塞密封防潮性能测定，选择性能好的胶塞。三、注射用冷冻干燥制品1冷冻干燥技术l 冷冻干燥：是将需要干燥的药物溶液预先冻结成固体，然后在低温低压条件下，从冻结状态不经过液态而直接升华除去水分的一种干燥方法。l 凡是对热敏感在水溶液中不稳定的药物，可采用此法制备。2注射用冷冻干燥制品的生产工艺流程3冷冻干燥中存在的问题、原因及处理办法 l 含水量偏高：装入容器液层过厚，超过1015mm；干燥过程中热量供给不足，使蒸发量减少；真空度不够，冷凝器温度偏高等，均可