第三章灭菌制剂与无菌制剂(改)

第一节概述一、灭菌制剂与无菌制剂的定义二、灭菌制剂与无菌制剂的分类三、灭菌制剂与无菌制剂的质量要求当前第1页\共有69页\编于星期五\21点一、定义

灭菌制剂（sterilizedpreparation）：是指采用某一物理、化学方法杀灭或除去制剂中所有活的微生物的一类药物制剂。无菌制剂（sterilepreparation）：是指在无菌环境中采用无菌操作方法或无菌技术制备的不含任何活的微生物的一类药物制剂。适应对象：热稳定性差的药物活体：微生物的繁殖体和芽孢当前第2页\共有69页\编于星期五\21点二、分类注射用制剂：注射剂、输液、注射粉针等；眼用制剂：滴眼剂、眼用膜剂、软膏剂、凝胶剂等；植入型制剂：植入片等；局部用外用制剂：溃疡、烧伤及外伤用溶液、软膏剂、气雾剂等。手术用制剂：止血海绵剂和骨蜡等。当前第3页\共有69页\编于星期五\21点无菌无热原静脉注射、脊椎腔注射、一次用量超过5ml的注射剂可见异物和不溶性微粒应符合药典规定安全性非水溶剂和附加剂，须经动物实验证实无刺激性和毒性渗透压pH与血液和组织相近稳定性物理、化学和生物稳定性降压物质须符合规定三、质量要求当前第4页\共有69页\编于星期五\21点第二节灭菌制剂与无菌制剂相关技术一、水处理技术二、液体过滤技术三、热原去除技术四、渗透压调节技术五、灭菌和无菌操作技术六、空气净化技术当前第5页\共有69页\编于星期五\21点一、水处理技术制药用水：包括饮用水、纯化水、注射用水及灭菌注射用水饮用水：药材的漂洗、制药用具的粗洗纯化水：配制普通制剂的溶剂或试验用水、灭菌或非灭菌制剂用药材的提取溶剂、非灭菌制剂用具的清洗注射用水：重蒸馏水，去除细菌内毒素，无热原，注射剂、输液、眼用制剂的配制及其容器的清洗灭菌注射用水：直接用于临床，如注射用灭菌粉末的溶剂、注射剂的稀释剂或伤口冲洗原水当前第6页\共有69页\编于星期五\21点原水处理技术：包括过滤、电渗析法、反渗透法及离子交换法过滤：初滤和精滤，

石英砂滤器→活性炭滤器→细过滤器（5um）电渗析法：是指利用具有选择渗透性和导电性良好的离子渗透膜，在外加电场的作用下，水中的杂质离子分别通过阳﹑阴离子渗透膜，使水纯化。当前第7页\共有69页\编于星期五\21点电渗析法电渗析工作原理阳极阴极依据在电场作用下离子定向迁移及交换膜的选择性透过而设计的。处理原水效率不高。应用：原水的预处理，海水淡化。电渗析装置当前第8页\共有69页\编于星期五\21点反渗透法耗能低、水质好、设备使用语保养方便当前第9页\共有69页\编于星期五\21点反渗透装置当前第10页\共有69页\编于星期五\21点离子交换法离子交换法：是利用离子交换树脂将水中的阴、阳离子除去。OH-H+当前第11页\共有69页\编于星期五\21点离子交换法离子交换树脂:

是用有机合成方法制成,常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成,离子交换树脂是一种带有功能基的网状高聚物电解质。当前第12页\共有69页\编于星期五\21点离子交换树脂的结构：1.高聚大分子骨架,它具有空间网状结构；2.连接在骨架上的功能基；3.功能基上所带电荷相反的可交换离子。R-SO3-H+骨架功能基交换离子当前第13页\共有69页\编于星期五\21点离子交换法阳离子交换树脂的工作原理：反应通式：nR-A++Bn+

→Rn-Bn++nA+阴离子交换树脂的工作原理：设备简单，耗能小，成本低水纯度高，可除去部分的阴、阳离子对热原、细菌有一定的清除作用对树脂需要进行预处理、再生处理，需用到大量的酸碱当前第14页\共有69页\编于星期五\21点当原水含盐量高达3000mg/L时，不宜采用离子交换法制备纯化水，但电渗析法仍适用。它不用酸碱处理，较离子交换法经济。

电渗析法常用于原水预处理，供离子交换法使用，以减轻离子交换树脂的负担。离子交换水的应用范围主要供蒸馏法制备注射用水用于洗瓶等也较多目前不能达到注射用水的标准当前第15页\共有69页\编于星期五\21点当前第16页\共有69页\编于星期五\21点注射用水制备技术：可用蒸馏法、反渗透法及综合法蒸馏法：将纯化水进行蒸馏，去除水中所有不挥发性微粒、可溶性小分子无机盐、有机盐，可溶性高分子材料，是最经典、最可靠的制备注射用水的方法。当前第17页\共有69页\编于星期五\21点水源的要求：以去离子水为水源一般过程：纯化水→蒸发→隔膜装置→冷凝

→加热蒸发→冷凝蒸馏设备小量生产塔式和亭式蒸馏水器

大量生产多效蒸馏水机或汽压式蒸馏水器当前第18页\共有69页\编于星期五\21点多效蒸馏水机三效蒸馏水机工作原理1-原水泵;2-加热蒸汽;3-二次蒸汽;4-蒸汽(去冷凝为产品);5-浓水;6-冷凝水多效蒸馏水机特点：耗能低、产量高、质量优。气压式蒸馏水器它是以输入部分外界能量而将低温热能转化为高温热能的原理来生产蒸馏水。当前第19页\共有69页\编于星期五\21点注射用水制备技术：可用蒸馏法、反渗透法及综合法反渗透法：《美国药典》收载，采用二次反渗透。一般情况，一级反渗透装置能除去一价离子90-95%，二价离子98-99%，同时能除去微生物和病毒，但除去氯离子的能力达不到药典要求；二级反渗透装置能彻底除去氯离子。当前第20页\共有69页\编于星期五\21点注射用水制备技术：可用蒸馏法、反渗透法及综合法综合法：将各种水处理技术按照各自的特点进行有效组合。当前第21页\共有69页\编于星期五\21点饮用水纯化水注射用水电渗析或反渗透装置细过滤器阳离子树脂床阴离子树脂床脱气塔多效蒸馏水机或气压式蒸馏水机混合树脂床热贮水器（80℃）或70℃以上保温循环或4℃以下无菌状态贮存当前第22页\共有69页\编于星期五\21点注射用水的收集与贮存

1.初馏液不要

2.检查合格后带有无菌过滤装置的密闭系统收集

3.80℃以上保温、70℃以上保温循环或于4℃以下无菌状态下贮存

4.12内小时用完

当前第23页\共有69页\编于星期五\21点注射用水的质量检查

常规检查项目：酸碱度、氨、氯化物、硫酸盐与钙盐、重金属等

注射用水：内毒素含量≤0.25EU/mL，pH值5.0-7.0,氨含量≤0.00002％当前第24页\共有69页\编于星期五\21点二、液体过滤技术过滤：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滤材滤浆滤饼滤液滤材滤浆滤饼滤液当前第25页\共有69页\编于星期五\21点介质过滤：是指靠介质的拦截作用而进行的固—液分离的操作。依据截留方式不同分为表面过滤和深层过滤。滤饼过滤：过滤时，被截留的固体粒子聚集在过滤介质表面形成滤饼，过滤的拦截作用主要由滤饼产生。过滤机制：固体粒子在滤材中截留方式。

当前第26页\共有69页\编于星期五\21点过滤过程介质过滤表面过滤深层过滤滤饼过滤截留在介质表面分离度高微孔滤膜、超滤膜和反渗透膜截留在介质“内部”

惯性、重力、扩散→“架桥”；被吸附沙滤棒、垂熔玻璃漏斗、多孔陶瓷、石棉过滤固体粒子聚集在过滤介质表面形成滤饼。滤饼：起拦截作用过滤介质：支撑滤饼的作用当前第27页\共有69页\编于星期五\21点架桥现象滤饼过滤深层过滤当前第28页\共有69页\编于星期五\21点影响过滤的因素

液体的流动遵循公式：V=Pr4t/8LV－单位面积上的过滤容量；P－操作压力；r－流过层中毛细管半径；t－过滤时间；－液体粘度；L－毛细管长度；V/t－过滤速度。操作压力越大，滤速越快孔径越窄，阻力越大，滤速越慢粘度愈大，滤速愈慢滤速与毛细管长度成反比，沉积的滤饼量愈多，滤速愈慢滤渣间隙增加滤速的方法：①提高压力差②升温降低温黏度③预滤减少滤饼厚度④使颗粒变粗当前第29页\共有69页\编于星期五\21点过滤器和过滤装置：砂滤棒过滤器：硅藻土烧结、白陶土烧结，用于粗滤。垂熔玻璃滤器：硬质玻璃细粉烧结，按过滤介质孔径大小，分为6种规格。微孔滤膜过滤器：以高分子材料为过滤介质。适于低粘度药液；难清洗截留能力强；易堵塞当前第30页\共有69页\编于星期五\21点滤过方式常用二级过滤：砂滤棒→垂熔玻璃滤器→微孔膜滤器滤过动力：

a.高位静压：压力稳定，滤速较慢

b.加压滤过：压力稳定，滤速快

c.减压滤过：压力不稳当前第31页\共有69页\编于星期五\21点板框式压滤机(多用于注射剂预滤)面积大，截留量多，用于粘性大、滤饼可压缩物料；装配和清洗麻烦。框板框板洗涤板非洗涤板悬浮液滤液板非洗涤板洗涤液洗出液框板框板洗涤板非洗涤板板非洗涤板当前第32页\共有69页\编于星期五\21点三、热原去除技术热原（pyrogens）：注射后能引起人体特殊致热反应的物质，是微生物产生的一种内毒素。产生来源：大多数细菌（革兰氏阴性杆菌致热能力最强）、霉菌、病毒。组成：热原=内毒素（endotoxin）=脂多糖(具有很强的热原活性)、磷脂、蛋白质致热反应：发冷、寒战、体温升高、恶心呕吐等不良反应，有时体温可升至40℃，严重者出现昏迷、虚脱，有生命危险。当前第33页\共有69页\编于星期五\21点热原的性质：P178

1.耐热性

2.滤过性

3.吸附性

4.不挥发性

5.水溶性

6.强酸、强碱、强氧化剂的破坏性热原的主要污染途径：

1.溶剂

2.原辅料

3.容器、用具、管道与设备

4.制造过程与生产环境

5.注射器具

当前第34页\共有69页\编于星期五\21点热原的去除方法：1.高温法：250℃加热30分钟以上

2.酸碱法：重铬酸钾硫酸洗液或稀氢氧化钠溶液处理3.吸附法：活性炭

4.蒸馏法：利用热原的不挥发性5.离子交换法：一般不可靠6.凝胶过滤法：二氨基乙基葡聚糖凝胶7.反渗透法：三醋酸纤维素膜8.超滤法：3-15nm超滤膜

9.其他:二次以上湿热灭菌当前第35页\共有69页\编于星期五\21点四、渗透压调节技术等渗与等张的概念

(1)等渗溶液(isoosmoticsolution)：系指与血浆渗透压相等的溶液。低渗溶液——红细胞破裂，溶血现象高渗溶液——红细胞萎缩肌内注射可耐受0.5～3个等渗度的溶液，静脉输液要求等渗，脊髓腔内注射必须调节至等渗。

(2)等张溶液(isotonicsolution)：系指渗透压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。当前第36页\共有69页\编于星期五\21点芽孢的特性。用自己的话说明电渗析法、反渗透法、离子交换法的原理。滤饼过滤原理。Questions:当前第37页\共有69页\编于星期五\21点当前第38页\共有69页\编于星期五\21点五、灭菌与无菌操作技术灭菌：杀灭和除去所有微生物的繁殖体和芽孢方法无菌：不存在任何活的微生物无菌操作：整个过程在无菌环境中制备防腐：抑制微生物的生长和繁殖的手段消毒：杀灭和除去芽孢以外的病原微生物灭菌与消毒的区别？当前第39页\共有69页\编于星期五\21点灭菌的目的杀灭或除去所有微生物繁殖体和芽孢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当前第40页\共有69页\编于星期五\21点（一）物理灭菌法1）干热灭菌法

火焰灭菌法：火焰直接灼烧灭菌

适用范围：迅速、可靠、简便，适用于耐火焰材质(如金属、玻璃及瓷器等)的物品与用具，不适合于药物的灭菌。

干热空气灭菌法：高温干热空气灭菌条件：160-170℃，2-4h；

170-180℃，1h以上；250℃灭菌45min

适用范围：耐高温的玻璃和金属制品以及不允许湿气穿透的油脂类(如油性软膏基质、注射用油等)和耐高温的粉末化学药品等的灭菌。从灭菌物品全达到特定温度后开始计时缺点：在干燥状态下，热穿透力弱，温度不易均匀，由于灭菌温度过高，不适用橡胶、塑料及大部分药品。

当前第41页\共有69页\编于星期五\21点2）湿热灭菌法定义：高温高湿环境中灭菌。

如，饱和蒸汽、沸水或流通蒸汽优点：蒸气比热大，穿透力强，容易使蛋白变性；灭菌效率高，操作简便，应用最广泛的方法。类别：包括热压灭菌法、流通蒸气灭菌法、煮沸灭菌法和低温间歇灭菌等方法，根据药品性质进行选用合适的方法。当前第42页\共有69页\编于星期五\21点热压灭菌法

定义：高压饱和水蒸汽加热杀灭微生物的方法。

本法一般公认为最可靠的湿热灭菌法。灭菌条件：

1)116℃，1.7atm(67kPa，7.1kg/cm2)，40min；2)121℃，2.0atm(97kPa，11kg/cm2)，30min；3)126℃，2.4atm(139kPa，14.1kg/cm2)，15min。

适用范围：耐高温和耐高压蒸气的所有药物制剂、容器等。当前第43页\共有69页\编于星期五\21点流通蒸气灭菌法定义：常压下，采用100℃流通蒸气杀灭微生物的方法。灭菌条件：常压下（1.0atm），100℃流通蒸气，

时间30-60min。

适用范围：消毒及不耐高热制剂的灭菌。

缺点：不能保证杀灭所有的芽孢，如破伤风等厌气性菌的芽孢，是非可靠的灭菌法。一般作为辅助灭菌手段。当前第44页\共有69页\编于星期五\21点煮沸灭菌法定义：置沸水中加热灭菌。灭菌条件：沸水，时间30-60min。适用范围：常用于安瓿、注射器、注射针头等器皿的消毒。缺点：灭菌效果差，必要时加入抑菌剂，如三氯叔丁醇、甲酚等。当前第45页\共有69页\编于星期五\21点低温间歇灭菌法定义：置60-80℃的水或流通蒸汽中加热60min，杀灭微生物繁殖体后，在室温条件下放置24h；让待灭菌物中的芽孢发育成繁殖体，再次加热灭菌、放置，反复多次，直至杀灭所有芽孢。适用范围：适合于不耐高温、热敏感物料和制剂。缺点：费时、工效低、灭菌效果低。加适量抑菌剂，以增加灭菌效力。除本身具有抑菌能力者外，须加适量抑菌剂，以增加灭菌效力。当前第46页\共有69页\编于星期五\21点影响湿热灭菌的因素1)微生物的种类和数量：芽孢＞繁殖体＞衰老体最初菌数愈少，达到灭菌时间愈短。整个过程尽可能避免微生物污染。2)蒸气性质：饱和、湿饱和、过热蒸汽。3)灭菌时间与温度：需要考虑杀死细菌和保证药物有效性两个方面。即，达到灭菌的前提下，尽可能降低灭菌温度，缩短灭菌时间。4)介质pH：中性液，耐热性最大；碱性溶液中次之，酸性不利于微生物的发育。当前第47页\共有69页\编于星期五\21点定义：通过无菌的除菌过滤器，除去活的或死的微生物而得到不含微生物的滤液。属于机械除菌方法。滤膜的材质分亲水性和疏水性两种，根据过滤物品的性质及过滤目的来选材质。适用范围：适于对热不稳定的药物溶液、气体、水等物品的灭菌。滤器要求：孔径，不吸附、不脱落、易清洗、易操作。3）过滤除菌当前第48页\共有69页\编于星期五\21点紫外线灭菌法定义：采用紫外线（能量）照射杀灭微生物和芽孢的方法。属于表面灭菌。灭菌条件：一般用于灭菌的紫外线波长是200-300nm，灭菌力最强的是波长为254nm的紫外线。适用范围：紫外线进行直线传播，其强度与距离平方成比例地减弱，并可被不同的表面反射。适合于照射物表面灭菌、无菌室空气及蒸馏水的灭菌；不适合于药液的灭菌及固体物料深部的灭菌。4）射线灭菌法穿透能力弱紫外线对人体如照射过久，能产生结合膜炎及皮肤烧灼等现象。一般均在操作前开启紫外线灯约半小时至一小时，然后进行操作。当前第49页\共有69页\编于星期五\21点微波灭菌法定义：微波(频率为300MHz-300kMHz)照射产生的热能杀灭微生物和芽孢的方法。适用范围：液体和固体物料，对固体物料具有干燥作用。特点：微波能穿透到介质和物料的深部，表里加热一致，且具有低温、常压、高效、快速(2-3min)、低能耗、无污染、易操作、易维护，产品保质期长(可延长1/3以上)等。当前第50页\共有69页\编于星期五\21点辐射灭菌法定义：放射性同位素(60Co和137Cs)放射的射线杀灭微生物和芽孢的方法。适用范围：适合于热敏物料和制剂，常用于维生素、抗生素、激素、生物制品、中药材和中药制剂、医疗器械、药用包装材料及药用高分子材料等物质的灭菌。特点：不升高产品温度，穿透力强，灭菌效率高，但设备贵，有潜在危险性，对某些药物(特别是溶液型)可能产生药效降低或产生毒性物质和发热物质等。当前第51页\共有69页\编于星期五\21点分类灭菌法物理灭菌法化学灭菌法无菌操作法干热灭菌法（2种）湿热灭菌法（4种）过滤灭菌法射线灭菌法（3种）气体灭菌法药液灭菌法当前第52页\共有69页\编于星期五\21点定义：化学药品直接作用于微生物而将其杀灭的方法，同时不应损害制品的质量。杀菌剂：气体杀菌剂和液体杀菌剂。不能杀死芽孢，仅对繁殖体有效。影响杀菌效果的因素：微生物的种类与数量、物体表面状况、杀菌剂的性质。

化学杀菌的目的：减少微生物的数目，控制无菌状态。常用的方法：（1）气体灭菌法和（2）药液灭菌法。（二）化学灭菌法当前第53页\共有69页\编于星期五\21点气体灭菌法

定义：气态杀菌剂进行灭菌的方法。适用范围：适合环境消毒以及不耐加热灭菌的医用器具、设备和设施等的消毒，粉末注射剂。应注意杀菌剂的残留量和与药物的相互作用。品种：环氧乙烷、甲醛、过氧乙酸等当前第54页\共有69页\编于星期五\21点环氧乙烷

性质：沸点10.9℃，室温下为气体，水中溶解度为1ml水中可溶195ml(20℃，760mmHg)，易穿透塑料，纸板及固体粉末。暴露于空气中，环氧乙烷就可从这些物质消散，对大多数固体呈惰性。杀菌作用：由于其为烷化剂的性质，使菌体蛋白的-COOH、-NH2、-SH、-OH的H，被-CH2-CH2-OH所取代，从而变性失活。当前第55页\共有69页\编于星期五\21点适用范围：可用于塑料容器、对热敏感的固体药物、纸或塑料包装的药物、橡胶制品、注射筒、注射针头、衣着敷料及器械等的灭菌。但是，一些塑料、皮革及橡胶与环氧乙烷有强亲和力，故需长达12-24h通空气驱除。环氧乙烷具可燃可爆，用时需用惰性气体二氧化碳或氟利昂稀释。环氧乙烷的吸入毒性较大，与氨相近，但无氨样的剌激嗅味，损害皮肤及眼粘膜，可产生水泡或结膜炎，故应用时要注意。当前第56页\共有69页\编于星期五\21点甲醛加热熏蒸甲醛溶液，每立方米空间用40％甲醛溶液30ml，室内相对湿度宜高，以增进甲醛气体灭菌效果。丙二醇丙二醇用于室内空气灭菌具有不挥发性和无引火性等特点，灭菌用量为1ml/m3。乳酸灭菌用量为2ml/m3，杀菌力不及甲醛，但对人无害。过氧乙酸过氧乙酸用于车间灭菌，效力比相同浓度的甲醛大两倍半，对粘膜，眼部无剌激性，对木制品、金属制品、医疗器械均无影响。当前第57页\共有69页\编于星期五\21点药液灭菌法定义：杀菌剂溶液进行灭菌的方法。适用范围：常应用于其他灭菌法的辅助措施，适合于皮肤、无菌器具和设备的消毒。常用品种：0.1％-0.2％新洁尔灭溶液、75％乙醇、1％聚维酮碘溶液、酚或煤酚皂溶液等。使用注意：由于化学杀菌剂常施用于物体表面，也要注意其浓度不要过高，以防其化学腐蚀作用。

当前第58页\共有69页\编于星期五\21点巴氏灭菌法？当前第59页\共有69页\编于星期五\21点定义：无菌条件下进行的一种操作方法，该方法在技术上并非灭菌操作。适用范围：适用于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。避箘操作：尽量避免微生物污染。（三）无菌操作法当前第60页\共有69页\编于星期五\21点无菌操作室的灭菌无菌操作室的灭菌采用灭菌和除菌相结合的方式流动空气：采用过滤介质除菌法静止环境空气：采用气体和液体灭菌法、紫外线空气灭菌法。甲醛溶液加热熏蒸法气体灭菌法之一紫外线灭菌法用于间歇和连续操作过程。液体灭菌法辅助灭菌方法臭氧灭菌法

《GMP验证指南》推荐的方法。当前第61页\共有69页\编于星期五\21点无菌操作场所①无菌操作室②层流洁净工作台③无菌操作柜无菌操作室要求达到100级空气净化的条件。无菌操作所用的一切用具、材料以及环境均需按前述灭菌法灭菌。操作人员进入操作之前要洗澡并换上已经灭菌的工作服和清洁的鞋子，不使头发等露出来，以免造成污染机会。当前第62页\共有69页\编于星期五\21点无菌检查药剂或药品经灭菌或无菌操作法处理后，需经无菌检验证实已无微生物生存，方能使用。灭菌效果，应以杀死芽孢为标准。法定的无菌检查法：包括试管接种法和薄膜过滤法。当前第63页\共有69页\编于星期五\21点（四）灭菌效力的检查方法与F0值1.D值

D值是指在一定温度下，杀灭微生物数90%所需的时间。微生物死亡速度属一级过程，即（研究结果）：

当lgN0-lgNt＝lg100-lg10＝1时，

D=t/(lg100-lg10)=t

dN/dt=-kNlgNt=lgN0-(kt/2.303)

斜率=-k/2.303

令斜率的负倒数为D值∴D=2.303/k=t/（lgN0-lgNt）

N0/Nt=10/1时，D=tD值因微生物的种类、环境、灭菌温度不同而异当前第64页\共有69页\编于星期五\21点影响因素不同微生物具有不同D值。D值越小，证明微生物抗热性越弱。曝热时间较短即可杀灭九成。同一微生物，曝热温度T越高，D值越低D1