第三章灭菌制剂与无菌制剂用1-3

广州中医药大学药剂教研室药剂学第三章灭菌制剂与无菌制剂

粉针剂示意图安瓿注射剂示意图输液示意图第三章灭菌制剂与无菌制剂本章要求掌握以下内容:灭菌与无菌技术；注射剂种类与定义、特点与质量要求；注射用水的质量要求、热原的概念、性质以及除去热原的方法；注射剂附加剂的选用；注射液渗透压调整方法。

基本概念灭菌与无菌制剂主要是指直接注射于人体或直接接触创伤面、黏膜等的制剂。由于这些制剂直接作用于人体无正常防护系统的部位，因此在使用前必须保证处于无菌状态，该类制剂在生产和贮存时，对设备、人员及环境均有特殊要求，以保证产品的质量达到标准要求。

基本概念--灭菌和灭菌法灭菌（sterilization）：系指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。灭菌法（thetechniqueofsterilization）：系指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。

基本概念--无菌和无菌操作法无菌（sterility）：系指在任一指定物体、介质或环境中，不得存在任何活的微生物(不得被微生物污染)。无菌操作法（aseptictechnique）：系指在整个操作过程中利用或控制一定条件，使产品避免(不能)被微生物污染的一种操作方法或技术。

基本概念--防腐和消毒防腐（antisepsis）：系指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。消毒（disinfection）：系指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。基本概念--灭菌制剂与无菌制剂定义药物制剂分无菌制剂与限菌制剂灭菌制剂：系指采用某一物理、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。无菌制剂：系指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。(二者目的和结果一致)灭菌制剂与无菌制剂的种类注射用制剂，注射剂、输液、注射粉针剂等；眼用制剂，滴眼剂、眼用膜剂、软膏剂和凝胶剂等；植入型制剂，植入片等；创面用制剂，溃疡、烧伤及外伤用溶液、软膏剂和气雾剂等；手术用制剂，如止血海绵剂和骨蜡等。灭菌与无菌技术

灭菌目的：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。灭菌法分类：

物理灭菌法、化学灭菌法、无菌操作法。“欣弗”事件回顾“欣弗”事件调查结果2006年，克林霉素磷酸酯葡萄糖注射液(欣弗)引发的药品不良事件调查结果：安徽华源生物药业有限公司未按批准灭菌工艺参数操作。

降低灭菌温度，缩短灭菌时间，增加灭菌柜装载量，无菌检查和热原检查

(详见Page76三、热原)不符合规定。

灭菌方法火焰灭菌法药液灭菌法物理灭菌法化学灭菌法湿热灭菌法滤过除菌法紫外线灭菌法微波灭菌法辐射灭菌法流通蒸汽灭菌法煮沸灭菌法低温间歇灭菌法射线灭菌法灭菌方法气体灭菌法干热空气灭菌法干热灭菌法热压灭菌法

制药工业中常用且可靠的灭菌方法为热压灭菌法。

（一）物理灭菌技术

利用蛋白质与核酸具有遇热、射线不稳定的特性，采用加热、射线和过滤方法，杀灭或除去微生物的技术称为物理灭菌法，亦称物理灭菌技术。原生质凝固或变性→酶系统失活→灭菌

包括：

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干热灭菌/湿热灭菌-过滤灭菌法-射线灭菌1.干热灭菌法：在干燥环境中加热灭菌的技术。--火焰灭菌法耐火焰材质的物品与用具；

--干热空气灭菌法

耐高温玻璃与金属制品、油脂及无机化学药品。(一)物理灭菌技术干热灭菌法

干热灭菌法：

灭菌T与t的关系：温度/℃140160-170180-200时间/h3-52-4075-1(一)物理灭菌技术缺点：穿透力弱，灭菌温度高、时间长；不适用于橡胶、塑料及有机药品。主要设备：干热灭菌柜、隧道灭菌系统。(一)物理灭菌技术详见《药物制剂工程及车间工艺设计》

--干热空气灭菌法

2.湿热灭菌法

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-系在饱和蒸汽、沸水或流通蒸汽中进行灭菌的方法。(一)物理灭菌技术热压灭菌法√√流通蒸汽灭菌法煮沸灭菌法低温间歇灭菌法2.1热压灭菌法--用压力大于常压的饱和水蒸气加热杀灭微生物的方法。

--蒸汽潜热大，热穿透力强，灭菌效率高、可靠；操作简便、易于控制和经济等。

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注射剂生产中应用最广泛的灭菌方法。(一)物理灭菌技术2.1热压灭菌法

--凡能耐高压蒸汽的药物制剂、玻璃、金属、瓷容器、橡胶塞、膜过滤器等均可采用此法。(一)物理灭菌技术2.1热压灭菌法--温度（蒸汽表压）与时间的关系如下：温度/℃116121126表压/kPa6797139时间/min403015(一)物理灭菌技术影响热压灭菌的主要因素微生物种类和数量

--初始菌数愈少，灭菌时间愈短。

--芽孢＞繁殖体＞衰老体药物的性质

--是否稳定(一)物理灭菌技术2.1热压灭菌法蒸汽的性质

湿饱和蒸汽：含热量低，含水高，灭菌效力差

饱和蒸汽：含热量高，穿透力强，灭菌效力高

过热蒸汽：温度高，不含水，穿透力差介质的性质

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介质中营养物质

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介质的pH值：耐热性【碱性＞中性＞酸性】(一)物理灭菌技术

影响热压灭菌的因素2.1热压灭菌法热压灭菌设备

卧式热压灭菌柜：一种大型灭菌器，全部用坚固的合金制成，带有夹套的灭菌柜内备有带轨道的格车，分为若干格。灭菌柜顶部装有压力表，指示灭菌柜内和夹套内的压力。灭菌柜的上方还应安装排气阀，以便开始通入加热蒸汽时排除不凝性气体。

灭菌操作：先开夹套中蒸气加热10min，当夹套压力上升至所需压力时，将待灭菌物品置于金属编制篮中，排列于格车架上，推入柜室，关闭柜门，并将门闸旋紧。待夹套加热完成后，将加热蒸气通入柜内，当温度上升至规定温度（如121℃）时，计时（此时即为灭菌开始时间），柜内压力表应固定在规定压力（如97kPa左右）。灭菌完成后，先关闭蒸气阀，排气至压力表降至“0”点，开启柜门，灭菌物品冷却后取出。卧式高压灭菌柜结构示意图热压灭菌柜使用方法注意事项：①必须使用饱和蒸汽；②必须将灭菌器内的空气排除。③灭菌时间必须由全部药液温度真正达到所要求的温度时算起。④灭菌完毕后停止加热，须使压力逐渐降到0，才能放出锅内蒸气，使锅内压力和大气压相等后，稍打开灭菌锅，待10~15min，再全部打开。2.2流通蒸汽灭菌法常压下用100℃流通蒸汽加热30~60min灭菌非可靠，不耐高热制剂2.3煮沸灭菌法将待灭菌物品放入水中煮沸30~60分钟效果较差，需加抑菌剂2.4低温间歇灭菌法-60℃~80℃水或流通蒸气加热1h，将其中的细菌繁殖体杀死，然后在室温中放置24h，让其中的芽胞发育成为繁殖体，再次加热灭菌、放置，反复进行3～5次。(一)物理灭菌技术3.射线灭菌法辐射灭菌法：60Co→γ-射线，2.5×104Gy温度低、穿透力强、需防护；适用于不耐热品种,中药材、植入剂、注射微球制剂；微波灭菌法--采用微波照射而产生的热杀灭微生物的方法。--频率在300兆赫~到300千兆赫的高频电磁波。穿透到介质深部，通常可使介质表里一致的加热。--适用水性注射液灭菌。低温、常压、省时、稳定。(一)物理灭菌技术紫外线灭菌法：200～300nm，最强254nm灭菌原理细菌核酸蛋白变性，紫外线&臭氧；被照射物的表面，不能透入溶液或固体物质，普通玻璃亦可吸收紫外线，安瓿中药物不能用此法；导致结膜炎、红斑及皮肤灼伤等，操作前开1-2h。(一)物理灭菌技术4.滤过灭菌法将药液通过除菌的滤器，除去活的或死的微生物而得到不含微生物的滤液，适用于不耐热的药液灭菌。配合无菌操作技术进行。成品应作无菌检查，以保证除菌质量。常用的滤器有：微孔滤器，膜滤器可选用孔径0.22μm的滤膜。(一)物理灭菌技术2.1气体灭菌法

即用化学消毒剂形成的气体杀灭微生物的方法；适用于室内环境消毒，不耐热灭菌的器具、设备、粉末注射剂等；环氧乙烷、甲醛、臭氧、过氧化氢等。(二)化学灭菌法2.2药液灭菌法

采用杀菌剂溶液进行灭菌的方法；其他灭菌法的辅助措施；0.1~0.2%苯扎溴铵溶液、2%煤酚皂溶液、75%乙醇。(二)化学灭菌法化学灭菌法特点：--不能杀死芽胞，仅对繁殖体有效。--效果依赖于微生物种类及数目，物体表面的光滑度、多孔性以及杀菌剂的性质。--减少微生物数目，以控制无菌状况至一定水平。--主要用于环境灭菌和器具、设施、设备灭菌。（消毒）(二)化学灭菌法整个过程控制在无菌条件下进行的一种操作方法。药品加热灭菌后，发生变质或降低含量者。所用一切用具、材料以及环境，均须应用前述灭菌法灭菌，操作须在无菌操作室或无菌操作柜内进行。产品一般不再灭菌，直接使用。能耐加热灭菌的药物制剂，可采用避菌操作，最后必须加热灭菌，如多数注射剂。(三)无菌操作法3.1无菌操作室的灭菌室内灭菌和除菌相结合

--流动空气采用过滤介质除菌，静止环境的空气采用灭菌方法--甲醛、过氧醋酸熏蒸法--紫外线空气灭菌法等--臭氧进行灭菌(三)无菌操作法甲醛溶液加热熏蒸法的传统气体发生装置

该方法的灭菌较彻底，是早期常用的方法之一，蒸气夹层加热，甲醛气化，送入总进风道，吹入无菌室，保持室内温度大于25℃、湿度大于60%，通3hr，密闭12hr，用25%氨水加热，送入除甲醛。甲醛的刺激性。甲醛熏蒸法：将甲醛加热蒸发，利用其蒸气杀灭微生物。3.1无菌操作室的灭菌臭氧：将臭氧发生器安装在中央空调净化系统送、回风总管道中与被控制的洁净区采用循环形式灭菌。①不需增加室内消毒设备；②臭氧迅速扩散到洁净室的每个角落③对空气净化过滤系统滋生的霉菌和杂菌起到了杀灭作用；④灭菌时间短、操作简便、效果好。(三)无菌操作法3.1无菌操作室的灭菌紫外线灭菌：无菌室灭菌的常用方法。

液体灭菌：无菌室较常用的辅助灭菌方法。

(三)无菌操作法3.2无菌操作要求：人员洗澡、换已灭菌的工作服和清洁的鞋子和帽子。玻瓶要150～180℃，2～3小时干热灭菌(350℃,5分钟）。橡皮塞要以121℃，1小时热压灭菌。器具都要经过灭菌。液体制剂有些需加入抑菌剂。(三)无菌操作法灭菌参数(F与F0值)验证灭菌可靠性的参数D值与Z值杀灭微生物速度符合一级过程D值：在一定温度下杀灭微生物90%或残存率为10%所需的灭菌时间。D=t=2.303/k(log100-log10)N0-原有微生物数；Nt-灭菌时间为t时残存的微生物数；k—杀灭速度常数(四)灭菌参数和灭菌验证图微生物残存数与时间的关系图(四)灭菌参数和灭菌验证灭菌参数(F与F0值)D值适用于热压灭菌、化学灭菌与辐射灭菌。D值因微生物的种类、环境、灭菌温度不同而不同。(四)灭菌参数和灭菌验证灭菌参数(F与F0值)Z值：降低一个lgD值所需升高的温度；灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度。温度升高时，速度常数k增大，因而D值（灭菌时间）随温度的升高而减少。在一定温度范围内（100～138℃）lgD与温度T之间呈直线关系。(四)灭菌参数和灭菌验证D=t=2.303/k图logD与T的关系图(四)灭菌参数和灭菌验证F值与F0值可以改写为：

设Z=10℃，T1=110℃，T2=121℃，则D2=0.079D1。即110℃灭菌1min与121℃灭菌0.079min，其灭菌效果相当。

(四)灭菌参数和灭菌验证F值与F0值1．F值F值的数学表达式如下：

△t—测量被灭菌物温度的时间间隔，一般为0.5～1.0分钟；T—每个时间间隔△t所测得被灭菌物温度；T0—参比温度。--F值为在一系列温度T下给定Z值所产生的灭菌效力与在参比温度T0下给定Z值所产生的灭菌效力相同时，所相当的T0温度下灭菌时间。--F值常用于干热灭菌。干热灭菌时Z=20℃，参比温度为170℃。(四)灭菌参数和灭菌验证F值与F0值

F0值在湿热灭菌时，参比温度定为121℃，以嗜热脂肪芽孢杆菌作为微生物指示菌，该菌在121℃时，Z值为10℃。则：

--F0值为一系列温度T下，Z为10℃所产生的灭菌效果与121℃，Z值为10℃所产生的灭菌效力相同时所相当的时间。即把所有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。--F0又叫物理F0，目前F0应用仅限于热压灭菌。(四)灭菌参数和灭菌验证

灭菌过程中，只需记录被灭菌物的温度与时间，就可算出F0。假设如下数据，△t取一分钟，即每分钟测量一次温度。

表15-3灭菌过程中不