第三章 灭菌与无菌制剂-1

第三章

灭菌制剂和无菌制剂药剂学第一节概述第二节注射剂第三节注射剂的制备第四节输液第五节注射用无菌粉末第六节眼用液体制剂第七节其他灭菌与无菌制剂第八节灭菌与无菌制剂新进展第一节概述灭菌（sterilization)：

Anoperationwhichrendersanorganismunabletoprocreate.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孢的手段.灭菌法（techniqueofsterilization)：系指杀灭或除去所有致病和非致病微生物繁殖体和芽孢的方法或技术基本概念无菌（asepsis，sterility)：系指在人一指定物体、介质或环境中，不得存在任何活的微生物.无菌操作法（aseptictechnique)：Aseptictechniquereferstoaprocedurethatisperformedundersterileconditions.基本概念系指在整个操作过程中利用和控制一定条件，使产品避免被微生物污染的一种操作方法或技术.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.基本概念一、灭菌制剂与无菌制剂的定义与分类药物制剂规定无菌制剂：不得检出活菌.非规定无菌制剂（限菌制剂）：

限定染菌的种类与数量.定义灭菌制剂：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孢的一类药物制剂.无菌制剂：系指采用某一操作方法或技术制备的不含任何活的微生物繁殖体和芽孢的一类药物制剂.无菌制剂注射用制剂眼用制剂植入型制剂创伤用制剂手术用制剂注射剂、输液、注射粉针滴眼剂、眼用膜剂、软膏剂、凝胶剂植入片溃疡、烧伤及外伤用溶剂止血海棉、骨蜡二、灭菌与无菌技术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目的二、灭菌与无菌技术灭菌方法物理灭菌法化学灭菌法无菌操作法过滤除菌法热灭菌法射线灭菌法干热灭菌法湿热灭菌法气体灭菌法化学药剂灭菌法（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.热灭菌法射线灭菌法过滤灭菌法1.热灭菌法灭菌温度和时间：135~145℃灭菌3~5h；160~170℃灭菌2~4h；180~200℃灭菌0.5~1h火焰灭菌法干热空气灭菌法系指在干燥环境中进行灭菌的技术.包括：（1）干热灭菌法灭菌温度和时间：

135-145℃灭菌3-5h；160-170℃灭菌2-4h；180-200℃灭菌0.5-1h火焰灭菌法干热空气灭菌法系指在干燥环境中进行灭菌的技术.包括：1)火焰灭菌法系指用火焰直接灼烧灭菌的方法.适用于耐火焰材质（如金属、玻璃及瓷器等）的物品与用具的灭菌，不适合药品的灭菌.2)干热空气灭菌法系指用高温干热空气灭菌的方法.适用于耐高温的玻璃和金属制品以不允许湿气穿透的油脂类（如油性软膏基质、注射用油等）耐高温的粉末化学药品的灭菌，不适于橡胶、塑料及大部分药品的灭菌.（2）湿热灭菌法系指用饱和蒸汽、沸水或流通蒸汽进行进行灭菌的方法.包括：热压灭菌法流通蒸气灭菌法煮沸灭菌法低温间歇灭菌法1)热压灭菌法系指用高压饱和水蒸气加热杀灭微生物的方法.能杀灭所有细菌繁殖体和芽孢.适用于耐高温和耐高压蒸汽的所有药物制剂、玻璃容器、金属容器、瓷器、橡胶塞、滤膜过滤器等.灭菌温度（蒸气表压）和时间：Autoclaving---sterilizationofmaterialsbysteamunderpressure.Anautoclave---isadevicetosterilizeequipmentandsuppliesbysubjectingthemtohighpressuresteamat121°Cormore.ItwasinventedbyC.Chamberlandin1879.热压灭菌灭菌温度和时间：115℃(67kPa)×30min；121℃(97kPa)×20min；126℃(139kPa)×15min影响热压灭菌因素1.微生物的种类和数量

耐热、压次序：

芽孢＞繁殖体＞衰老体微生物数量灭菌时间2.蒸气性质蒸汽饱和蒸汽湿饱和蒸汽过热蒸汽热含量热穿透力灭菌效率影响热压灭菌因素影响热压灭菌因素3.药物性质和灭菌时间灭菌温度愈高，灭菌时间愈长,药品被破坏的可能性愈大.原则：在达到有效灭菌的前提下，尽可能降低灭菌温度和缩短灭菌时间.影响热压灭菌因素其他介质pH值介质的营养成分中性最耐热碱性次之酸性最弱抗热性强营养高2)流通蒸气灭菌法系指在常压下，采用100℃流通蒸汽加热杀灭微生物的方法.灭菌时间通常为30－60min.适用于消毒及不耐高热制剂的灭菌.但不能保证杀灭所有的芽孢，不是可靠的灭菌法.3)煮沸灭菌法系指将待灭菌物品置沸水中加热灭菌的方法.煮沸时间通常为30－60min.该法灭菌效果较差，常用于注射剂、注射针等器皿的消毒.必要时加入适量的抑菌剂，如三氯叔丁醇、甲酚、氯甲酚等，以提高灭菌效果.4)低温间歇灭菌法系指将待灭菌物置60－80℃的水或流通蒸气中加热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.该法适用于不耐高温、热敏感物料和制剂的灭菌.缺点是费时、工效低、灭菌效果差，加入适量抑菌剂可提高灭菌效率.2.射线灭菌法系指采用辐射、微波和紫外线杀灭微生物和芽孢的方法.包括：辐射灭菌法微波灭菌法紫外线灭菌法（1）辐射灭菌法系指采用放射线同位素（60Co和137Cs）放射的γ射线杀灭微生物和芽孢的方法.适用于热敏物料和制剂的灭菌，常用于维生素、抗生素、激素、生物制品...辐射灭菌剂量一般为25kGy.Gy(戈瑞)---射线剂量单位，即1kg被辐照物质吸收1焦耳的能量为1戈瑞.（1）辐射灭菌法优点：不升高产品温度，穿透力强，灭菌效率高.缺点：设备费用较高对操作人员存在潜在的危险性对某些药物（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.（2）微波灭菌法采用微波（频率为300MHz-300kMHz)照射产生的热能杀灭微生物和芽孢的方法.该法适用于液体和固体物料的灭菌，且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，可使介质和物料表里一致地加热；且具有低温、常压、高效、快速、低能耗、无污染、易操作、易维护、产品保质期长等特点.微波灭菌法原理

热效应—使微生物中蛋白质变性而失活.微波杀菌机理非热效应—干扰了微生物正常的新陈代谢，破坏微生物的生长环境.低温（70~80℃）即可杀灭微生物，不影响药物的稳定性.高频电磁场作用下，极性分子取向按交变电磁的频率不断变化运动和相互摩擦产生热量.（3）紫外线灭菌法系指用用紫外线（能量）照射杀灭微生物和芽孢的方法.用于紫外灭菌的波长一般为200-300nm，最强灭菌力的波长为254nm.该法适用于照射物表面灭菌、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.紫外线灭菌机理：紫外线可导致核酸蛋白变性使空气中氧气产生微量臭氧.紫外线穿透能力弱，并能被普通玻璃吸收，装于普通玻璃容器中的药物不能用紫外线灭菌.紫外线对人体有一定的伤害，照射过久易引起结膜炎、红斑及皮肤烧灼.3.过滤灭菌法系指采用过滤法除去微生物的方法.该法属于机械除菌方法，该机械称为除菌过滤器.该法适用于对热不稳定的药液、气体、水等物品的灭菌.对灭菌用过滤器应有较高要求.常用的除菌过滤器：0.22µm的微孔滤膜器和0.3µmG6垂熔玻璃滤器.（二）化学灭菌法系指用化学药品直接作用于微生物而将其杀灭的方法.杀菌剂是指对微生物具有触杀作用的化学药品.分为气体杀菌剂和液体杀菌剂.杀菌剂只对微生物繁殖体有效，不能杀灭芽孢.杀菌效能决定于微生物的种类与数量、物体表面光洁度或多孔性以及杀菌剂的性质等.气体灭菌法该法适用于环境消毒和不耐热的医用器具、设备和设施等的消毒，亦用于粉末注射剂的消毒.常用的气态杀菌剂：环氧乙烷、甲醛、丙二醇、甘油、过氧乙酸.药液灭菌法该法常作为其他灭菌法的辅助措施，适用于皮肤、无菌器具和设备的消毒.常用的消毒液有：75%乙醇、1%聚维酮碘溶液、0.1~0.2%新洁尔灭溶液、酚或煤酚皂溶液等.（三）无菌操作法系指整个过程控制在无菌条件下进行的一种操作方法.该法适用于一些不耐热药物的注射液、眼用制剂、皮试液、海绵剂和创伤制剂的制备.无菌操作法包括无菌操作室的灭菌和无菌操作两个环节.1.无菌操作室的灭菌常采用紫外线、液体和气体灭菌法对无菌操作室环境进行灭菌.常用甲醛溶液加热熏蒸法.气体发生装置（蒸气加热夹层锅）液态甲醛甲醛蒸气鼓风机无菌室关闭熏蒸12-24h湿度﹥60%温度﹥25℃25%氨水除气2.无菌操作(aseptictechnique)无菌操作的场所无菌操作室、层流洁净工作台、无菌操作柜.

无菌操作的所用物品、器具、环境操作人员Aseptictechnique---referstoaprocedurethatisperformedundersterileconditions.（四）灭菌参数（F值和F0值）D值---降低被灭菌物品中微生物数至原来1/10或降低一个对数单位（lg100降至lg10）所需的时间.D值---在一定温度下杀灭90%微生物（或残存率为10%）所需的灭菌时间.lgN0-lgNt=kt/2.303杀灭微生物复合一级动力学过程:t=2.303/k(lg100-lg10)=2.303/k=D

dN/dt=-kN不同灭菌法不同微生物不同制剂组分的D值灭菌方法微生物温度介质或样品D值（min）蒸气灭菌嗜热脂肪芽孢杆菌1055％葡萄糖水溶液87.8蒸气灭菌嗜热脂肪芽孢杆菌1215％葡萄糖水溶液2.4蒸气灭菌嗜热脂肪芽孢杆菌121注射用水3.0蒸气灭菌产芽胞梭状芽孢杆菌1055％葡萄糖水溶液1.3干热灭菌枯草芽胞杆菌135纸16.6红外线灭菌枯草芽胞杆菌160玻璃板18秒Z＝(T2－T1)／(logD2－logD1)降低一个lgD值所需升高的温度,即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度.Z值100138T(℃)logD2logD1logD在一系列灭菌温度（T）下给定Z值所产生的灭菌效力与在参比温度（To）下给定的Z值所产生的灭菌效力相同时，To温度下所相当的灭菌时间.常用于干热灭菌，Z=20℃,单位：min.F值在一定灭菌温度（T）、Z值为10℃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.物理F0值数学表达式：生物F0值数学表达式：F0=D121℃×(lgN0-lgNt)为灭菌后预计达到的微生物残存数，即染菌度概率.F0值F0值特点F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭容器中全部微生物所需要的时间.F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、实用.为了确保灭菌效果，应适当增加安全系数，一般增加理论值的50%.影响F0值因素容器大小、形状，热穿透性.灭菌产品性质，装量.容器在灭菌器内位置及数量灭菌验证生物指示剂—活微生物制品.

湿热灭菌，嗜热脂肪芽孢杆菌孢子；干热灭菌，枯草芽孢杆菌孢子.指数存活曲线exponentialsurvivalcurve

化学指示剂—利用某些熔点正好是灭