醫院藥學/物理滅菌法

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滅菌法
- F與Fo值在滅菌中的意義與作用
- 物理滅菌法
- 化學滅菌法
- 無菌操作法
- 無菌檢查法

（一）乾熱滅菌法一般認為繁殖型細胞在100℃以上乾熱1小時即被殺死。耐熱性細菌芽胞在120℃以下長是時間加熱也不死亡，介140℃前後則殺菌效率急劇增長。所以，關於乾熱滅菌條件，有的藥典規定為180℃1小時以上，有的藥典規定為160－170℃2-4小時，此僅是大至的標準而已，必須通過實驗，在保證滅菌完全同時對來菌物品無損害的前提下，制訂該物品的乾熱來菌條件。時間必須由滅菌物品全部達到特定溫度的計算。此法適用於耐高溫的玻璃製品、金屬製品以及不允許濕氣透的油脂類和耐高溫的粉末化學藥品等。熱原經250℃30分鐘，或200℃以上高溫至少45分鐘，可遭破壞。消毀大腸桿菌內毒素，250℃時F值為750分，210℃時F值為1950分。本法缺點是穿透力弱，溫度不易均勻，而且由於滅菌溫度過高，不適用橡膠、塑料及大部分藥品。

（二）濕熱滅菌法濕熱滅菌法，由於蒸氣比熱大，穿透力強，容易使蛋白變性，同時還有作用可靠，操作簡便等優點，所以是製劑生產中應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。根據藥品性質進行選用。

1．熱壓滅菌法本法一般公認為最可靠的濕熱滅菌法。應用大於常壓的水蒸氣如1kg/cm²熱壓蒸氣以15－20分鐘，能殺滅所有細菌增殖體和芽胞。熱壓滅菌所需的溫度及與溫度相當的壓力及時間如下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，但其基本結構大同不異。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。

臥式熱壓滅菌櫃，是一種大型滅菌器，全部用堅固的合金製成，帶有夾套的滅菌櫃內備有帶軌道的格車，分為若干格。滅菌櫃頂部裝有壓力表兩隻，一隻指示蒸氣夾套內的壓力，另一隻指示櫃內室的壓力。兩壓力表的中間為溫度表，滅菌櫃底部裝有排氣口，在排氣管上裝有溫度探頭，以導線與溫度相聯。國內現已經生產一種有冷卻水噴淋裝置，滅菌溫度與時間採用程序控制的新型熱壓滅菌器。

熱壓滅菌器使用時應注意的問題：

（1）滅菌器的構造、被來菌物體積、數量、排布均對滅菌的濕度有一定影響，故應先進行滅菌條件實驗，確保滅菌效果。

（2）必須將滅菌器內的空氣排出。如果滅菌器內的空氣存在，則壓力表上所表示的壓力是器內蒸氣和空氣二者的總壓而非單純的蒸氣壓力。結果壓力雖然到達預定的水平，但溫度達不到。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，應找出原因，加以解決。由於水蒸氣被空氣稀釋，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空氣抽出，可加快預熱過程，縮短滅菌時間。減壓還可有效地將多孔性物質中空氣驅除，有利於水蒸氣的穿透，同時滅菌器內溫度均勻。

（3）滅菌時間必須由全部藥液溫度直正達到所要求的溫度時算起，在開始升溫時，要求一定的預熱時間，例如250－500ml輸液瓶，預熱時間為15－30分鐘。一般滅菌器上，均裝有壓力表和溫度計，但通常是測定滅菌器內的溫度，百不是被滅菌物內的溫度，因此最限能設計直接測定被滅菌物內溫度的裝置。同時為了確保滅菌溫度，在生產上常使用溫度批示劑例如利用某些熔點正好是滅菌所需溫度的化學藥品作指示，以判斷滅菌濕度是否達到。方法是將少量的藥物封裝於安瓿內，與滅菌物一起放入滅菌器的上下部位滅菌，滅菌後觀察藥品是否熔化。常用化學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，並可加著色劑如亞甲藍、甲紫等以便於觀察。但此類指示劑並洋能表明保持該濕度的確切時間。將耐熱的芽胞封裝於安瓿內浸透於干紙條中,製成生物性指示劑，廣泛地地試驗滅菌設備及方法。但用於藥劑的常規生產中，應使用非致病性、有抵抗力、不產生熱原的菌種，如B.Stearothermophilus此外，國內現已採用滅菌溫度和時間自動控制記錄的裝置。

（4）滅菌完畢後，停止加熱，一般必須使壓力表所指示的壓力逐漸下降到零，才能放出鍋內蒸氣，使鍋內壓力與大氣壓相等後，稍稍打開滅菌鍋待10-15分鐘，再全部打開。這樣可避免內外壓力差太大而使物品衝出鍋外和使玻璃瓶炸裂。這點必須注意，以免發生工傷事故。為了縮短滅菌周期，也有對滅菌器內盛有溶液的容器噴霧水冷卻,以加速冷卻。實驗表明對於經過0.70熱壓滅菌的200個／升的瓶子，用水溫度18℃霧滴大小為80進行噴霧時，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。對於滅菌後要求乾燥但又不易破損的物料，滅菌後立即放出滅菌器內的蒸氣，以利乾燥。

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，用蒸氣滅菌。壓力與大氣壓相等。即100℃的蒸氣滅菌。目前我國藥廠生產注射劑，特別是1－2的注射劑及不耐高熱的品種，可考慮採用這種滅菌法。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，例如破傷風等厭氣性菌的芽胞，故製備過程中要儘可能避免污染，這點必須充分注意。

3．低溫間歇滅菌法此法是將待滅菌的製劑或藥品，用60－80℃加熱1小時，將其中的細菌繁殖體殺死，然後在室溫或孵卵箱中放置24小時，讓其中的芽胞發育成為繁殖體，再二次加熱將其消滅為止。加熱和放置需連續操作三次以上，至全部芽胞消滅為止。此法適用於必須用熱法滅菌但又不耐較高溫度的製劑或藥品。本法的缺點，不僅需要時間長，並且消滅芽胞的效果常不夠完全，應用本法滅菌的製劑或藥品，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）微生物的種類和數量：各細菌對熱的抵抗力相差很大，處於不同發育階段，所需滅菌的濕度與時間也不相同，繁殖期的微生物對高溫比衰老時期的抵抗力小得多。前面已經指出，每個容器的細菌數，控制在10個以內為宜。最初菌數愈少，達到滅菌時間愈短。同時，最初菌數增多也增加了耐熱個體出現的幾率。即使細菌全部殺滅，而注射液中細菌體過多，亦會引起臨床上的不良反應，所以整個性產過過程應儘可能避免微生物污染，儘可能縮短生產過程，并力求在灌封後立即菌。

（2）注射液的性質:注射液若含有營養物質,如糖類,蛋白質等,對微生物可能有一種保護作用,能增強其抗熱性。此外，藥液pH對細菌的活性也有影響。一般微生物在中性液中耐熱性最大，在鹼性溶液中次之；酸性不利於微生物的發育。所以，一般在生物鹼鹽類的注射液，因pH 較低，用流通蒸氣滅菌即可。加有適當抑菌劑時，藥液經100℃30分鐘加熱，可殺死抵力強芽胞。有些藥典採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）藥物的穩定性：

溫度增高，化學反應速度增加：時間愈長，起反應的物質愈多。因此，不能只看到滅菌殺死細菌的一面，也要看到保證藥物有效性的一面。為此在能達到滅菌的前提下，可適當降低濕度或縮短時間。實踐證明在力求避免微生物污染和嚴格質量控制的條件下，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於滅菌的紫外線波長是200－300nm，滅菌力最強的是波長為254nm4的紫外線。紫外線進行直線傳播，其強度與距離平方成比例地減弱，並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淨的水，其中懸浮物或水中鹽類增多時，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）紫外線燈一隻，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。濕度宜於10-55℃範圍。紫外線燈管秘須保證無塵油垢，否則輻射強度將大力為降低。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，還取決於微生物的敏感性。如於一平面上輻射強度為通常應用的最小強度2mw/cm²(30瓦紫外線燈於距1米處強度為85 mw/cm²)時殺死枯草桿菌芽胞需1100秒，而對溶血性鏈球菌，則僅需275秒。可粗略認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黴菌殺菌力較弱。紫外線對人體如照射過久，能產生結合膜炎及皮膚燒灼等現象。一般均在操作前啟紫外線燈約半小時至一小時，然後進行操作。各種規格的紫外線燈，皆規定了有效使用時即，一般為3，000小時。故每次使用應登記開啟時間，並定期進行來菌效果的檢查，也可用具有對254nm靈敏的照度計，來測定其輻射強度。

（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。適於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淨微生物，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，濾器容易清洗，操作簡便。

繁殖型細菌很少有小於1μm者，芽胞大小為0.5μm或更小些，所以，對於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胞和芽進入濾孔之內，大約為0.2μm。靠阻留於孔道之內或靜電作用的濾器，孔徑可稍大於所要濾除的顆粒，但如壓力過大或波動，顆粒有被擠過的可能。濾孔徑要進行檢查，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，濾液通過培養試驗，觀察有無靈菌濾過。

近年來廣泛採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，也可作濾過細菌用，但由於它們存在一些缺點，所以實際使用不多。

（五）輻射滅菌法輻射滅菌是應用γ射線殺菌的方法。γ射線通常可由放射性同位素如Co⁶⁰產生。輻射滅菌的特點是可不升高的產品的溫度，特點用於某些不耐熱的滅菌，穿透性強，γ射線適用於較厚樣品的滅菌，現已成功地應用於某些物質如維生素類、抗菌素、激素、肝素、羊腸線、醫療器械等物質的滅菌。包裝的產品也可滅菌而大大減少了污染的機會。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，設備費用高，某些藥品經輻射滅菌後，有可能效力降低，產生毒性物質或發熱性物質，且溶液不如固體穩定，同時要注意全防護問題。

（六）微波滅菌法、高速風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。水可強烈地吸收微波，使極性分子轉動，由於分子間的摩擦而生熱。熱是在被加熱的物質內產生的，所以加熱很均勻，並且升溫迅速。同時，由於微波可穿透介質較深，所以在一般情況下，可以作到表裡一致地均勻加熱。微波所以用於水性注射的滅菌，主要是由於其產生熱效應的緣故。

微波滅菌法含菌量高達350萬個大腸桿菌的生理鹽水混懸液，密封在1－2ml的安瓿中，經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，可將細胞細菌全部殺滅。金黃色葡萄球菌與此結果近似，枯草桿菌芽胞，含量為6萬－8萬個時，液溫必須達到140℃，保持20秒鐘以上。才能徹底殺滅，含2，000－3，000個青菌胞子的生理鹽水混懸液，在3-4千瓦微波功率作用下，液溫達到120℃以上，經20－25秒鐘，即徹底殺滅。經過微波滅菌後的安痛定、維生素、維生素C、速尿、慶大黴素、卡那黴素注射液。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種化學藥物穩定的影響，認為對高壓蒸氣滅菌穩定的藥物，使用微波滅菌時無變化，而對高壓蒸氣滅菌不穩定的藥物如維生素C，阿司匹林等用微波滅菌，則比較穩定，其分解程度降低。此法由於存在破損率高，滅菌不完全及勞動保護等問題，還有待進一步研究。

高速風滅菌法，應用的風速為30－80m／秒，風溫度高為190℃，由於降低了安瓿周圍的滯流層的厚度，使安瓿內液體迅速升溫。2ml的安瓿注射液應用此法，能於3分外的短時間內升高至140℃，對於耐熱性高的嗜熱脂肪芽胞桿菌，液溫度達到130℃以上，就呈現顯著滅菌效果。與熱壓蒸氣滅菌法比較，不但具不同等以上的滅菌效果，並使注射液變質較少。因此，作者認為高速熱風菌法，對於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，僅用於疫苗製品。