过氧化氢（干雾）灭菌及其在药厂的应用

宋大海

（深圳市润联环保科技有限公司，广东深圳518100）

过氧化氢（干雾）灭菌及其在药厂的应用

宋大海

（深圳市润联环保科技有限公司，广东深圳518100）

通过对干雾及过氧化氢干雾灭菌系统的介绍，以某车间干雾灭菌方案为例，证明了过氧化氢（干雾）灭菌的快速、可靠性。

过氧化氢灭菌；干雾；甲醛熏蒸；应用

编者按：过氧化氢（干雾）灭菌是制药行业的发展趋势，但其在无菌生产区域灭菌的可靠性、能否完全替代甲醛熏蒸、能否获得检察官员的认可等问题有待进一步探讨。本文属作者观点，欢迎广大读者来稿作进一步探讨，以使过氧化氢（干雾）灭菌技术得以进一步提高与普及。

0 引言

使用过氧化氢进行表面消毒早有应用实例，例如医院中经常用过氧化氢对伤口消毒。而过氧化氢用于空间消毒则主要用于医疗器械的灭菌和消毒，由此产生的过氧化氢灭菌柜，至今仍在我国的医院中被广泛应用，其特点是：过氧化氢充分气化，可以彻底灭菌，但是无法进行空间灭菌，且价格极其昂贵。其后，众多形式的过氧化氢灭菌方式纷纷出现。

新版GMP论证为制药企业带来了一次革命性的产业升级，对众多制药企业来说，灭菌环节是认证过程中的重中之重。归纳起来，洁净区的空间灭菌方案必须具备以下要求：

（1）使用方便，操作简单，生态环保，对人员和环境友好。

（2）杀菌效力达到药典灭菌标准：能对枯草芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌达到104～106的杀灭率。

（3）材料兼容性好：洁净区及设备的相容性应包括金属、工程塑料、橡胶、洁净室墙板顶板、环氧树脂自流平地面、高效送风口、回风口、有机玻璃、插座、开关、电话、现场显示仪表等。

（4）无残留：确保灭菌以后的灭菌剂残留不会对药品构成任何形式的污染；易验证，有充分的验证资料。

（5）扩散性要非常好：全方位覆盖，不留有死角。

1 干雾介绍

1.1 干雾的性质

干雾是指直径在1～10 μm的液体颗粒。

干雾的性质：（1）干雾颗粒进行的是无规则运动（布朗运动原理）且不会沉降；（2）干雾滴不会凝结在一起产生大的液滴；（3）干雾颗粒与表面接触后（如墙壁）会反弹，不会破裂而使表面湿润。

干雾颗粒越小、越均匀，上述干雾特征越明显。

1.2 干雾的尺寸

干雾的尺寸如图1所示，干雾的特性如图2所示。

图1 干雾的尺寸

图2 干雾的特性

2 干雾灭菌系统介绍

由于绝大多数消毒产品都是液体，因此大多数人认为如果能够将消毒液气化，那么扩散性是最好的，必然杀菌效果也是最理想的。但是，如果将产品完全气化，设备的费用、使用成本是非常高的。目前，市面上很多大型的设备也只能做到“汽化”，而做不到真正的气化。首先是技术上达不到，再加上很多企业每年进行“大消”的次数并不多，大型设备投入高，使用次数少，性价比就非常低。如果将产品简单的雾化，其扩散性又非常差，会产生很多问题，如死角、凝液等，不适用于药厂空间的灭菌。

在这样的情况下，便产生了“干雾灭菌”这一理念。下面将以欧菲姆干雾灭菌系统为例，对干雾灭菌系统进行介绍。

2.1 设备原理

欧菲姆干雾灭菌系统使用电源带动（无需使用压缩空气），利用文丘里原理高速吸入空气，在喷头内给空气足够大的动能，让气体与消毒液高速碰撞产生直径＜5 μm的干雾颗粒。这样消毒液将以干雾颗粒的形式弥散在需要灭菌的无菌洁净区，从而达到彻底灭菌效果，可替代传统熏蒸。

干雾灭菌的工作原理非常简单，但是需要解决如下问题：如何瞬间给空气提供足够高的动能让颗粒达到均匀的3～5 μm、散热降噪、设备空间占用大。欧菲姆独有的硼钴合金自带润滑功能的器械喷头设计，将干雾设备的功效扩大化的同时，极大地减少了空间占用，解决了散热降噪的问题。

2.2 干雾灭菌方案构成

干雾灭菌方案：诺福易验证型空间杀孢子剂+欧菲姆干雾灭菌设备。

2.2.1 诺福空间易验证型特效杀孢子剂的特点

（1）成分：过氧化氢（欧洲特殊工艺生产，高活性）活性比普通过氧化氢高许多倍，彻底杀灭微生物，无耐药性产生，无毒、无刺激，可完美替代有害熏蒸，过氧化氢浓度7%～7.5%。（2）杀菌效力广谱高效：同时杀灭200多种微生物；30 min对黑色枯草芽孢、嗜热脂肪芽孢杆菌的杀灭率稳定。（3）无味、无毒，对人体、环境安全，经欧盟食品安全认证。（4）验证资料齐全：可提供杀菌效力验证、残留验证、材料兼容性验证3项验证的详细资料，易于通过GMP验证。（5）产品在欧洲和北美广泛使用，不影响通过欧盟cGMP、美国FDA认证。

2.2.2 欧菲姆干雾灭菌设备的特点

（1）100%法国原装进口，15年干雾设备技术积累。

（2）干雾微粒均匀，达到3～5 μm。

（3）欧洲专业的医药领域应用经验，充足的欧洲药厂验证经验。

（4）体积小、重量轻（净重5.8 kg），可方便使用于大空间洁净区（多点布置）和小空间无菌室灭菌。

（5）电源连接，方便移动，完全不留死角。

2.3 干雾灭菌方案的适用范围

（1）干雾灭菌方案可安全用于洁净室空间和设备的消毒灭菌，适用领域包括制药、生物技术、医学产品生产、食品生产、化妆品生产以及保健品生产等。

（2）干雾灭菌方案可安全用于各种级别的无菌洁净车间、无菌实验室、微生物室、无菌室、隔离器、RABS、无菌传递舱的消毒灭菌。

（3）干雾灭菌方案可安全用于不锈钢、塑料、玻璃、地板、墙壁等各种表面和空间（消毒）灭菌。

2.4 干雾灭菌操作指南

干雾灭菌过程如图3所示。关闭门窗；（4）启动喷雾按钮开始进行干雾灭菌；（5）喷雾完成设定量会自动停止，静置60～90 min，全排风30～60 min，灭菌完成。

从开始灭菌到进入投料生产，整个灭菌过程约3 h，包括通风。

2.5 干雾灭菌系统验证体系

2.5.1 过氧化氢干雾灭菌系统杀菌效力验证

雾化过氧化氢灭菌系统的灭菌效果是可验证的，无需特殊菌种，LRV符合USP要求。

通过生物指示剂挑战性试验，根据美国药典USP中的规定，采用黑色枯草芽孢杆菌和嗜热脂肪芽孢杆菌作为挑战试验菌，灭菌后下降4～6个对数单位，可以证明该系统在空间灭菌过程中对各种微生物的杀灭能力。

2.5.2 材料兼容性验证

腐蚀性验证，欧盟药厂40多种材料挑战性实验报告。

2.5.3 残留验证

有残留验证材料。使用专业仪器检测残留，企业可以通过空间残留检测仪，采用对过氧化氢敏感的检测管，在1～1.5 h全排风后，验证过氧化氢的残留量。

图3 干雾灭菌过程

（1）设备放置位置的确认：喷嘴远离墙壁和设备，避免遮挡喷雾，以易于干雾扩散的位置为佳；（2）设备就位，装上充足的消毒剂，接上电源，按消毒剂用量设置喷雾时间；（3）关闭空调、新风排风，

3 过氧化氢干雾与传统甲醛熏蒸或臭氧的比较

过氧化氢干雾与传统甲醛熏蒸或臭氧的比较如表1所示。

建议：选用两种生物指示剂同时进行测试。

表1 过氧化氢干雾与传统甲醛熏蒸或臭氧的比较

4 欧菲姆空间干雾灭菌系统实用案例

4.1 验证车间

某生产线，洁净车间A、B区380 m3、C区970 m3。

4.2 验证要求

洁净车间A、B、C区需达到灭菌要求。

4.3 验证目的

（1）消毒效力验证：干雾状态下诺福杀孢子剂的灭菌消毒能力。（2）材料兼容性验证：欧菲姆干雾灭菌是否会对车间材料造成腐蚀。（3）残留验证：干雾灭菌之后车间杀孢子剂的残留。

4.4 生物指示剂品种

4.4.1 灭菌

选择用干热灭菌的透气性的ATCC9372黑色枯草芽孢杆菌芽孢条106，不得选择压力蒸汽湿热用芽孢条；或选用嗜热脂肪芽孢菌片ATCC7953，芽孢数104以上，要求：透气片状。

建议：选用两种生物指示剂同时进行测试。

4.4.2 消毒

黑色枯草芽孢杆菌或者嗜热脂肪芽孢菌103芽孢条，要求：透气片状。

4.5 测试前准备

4.5.1 准备工具

（1）1.0～1.5 m高的凳子或者台面6个，以放置欧菲姆干雾设备；

（2）无菌培养皿若干：用于放置芽孢条；

（3）护目镜和防毒面罩（至少两套）：以取芽孢条；

（4）无菌镊子和采集碟，以保存取到的芽孢条。4.5.2 计算杀孢子剂的用量

欧菲姆针对不同洁净区的灭菌消毒会根据新版GMP的要求而有所不同：

针对A/B区：需要达到灭菌要求（即对芽孢的杀灭率为6个对数值）使用量：5～6 mL/m3；

针对C/D区：需要达到消毒要求（即对芽孢的杀灭率为3个对数值）使用量：2～3 mL/m3。

具体车间体积和杀孢子剂使用量如表2所示。

表2 具体车间体积和杀孢子剂使用量

4.5.3 确认设备放置位置

欧菲姆设备喷头的喷射方向与水平呈45°，干雾被喷射出来的初始速度非常快，由于自身惯性作用的原因，在干雾离开喷头的一小段距离整体是呈弧线运动，惯性作用消失以后干雾在空间中作无规则的布朗运动，弥漫扩散到相对密闭空间的每一个角落。但是，由于不同的企业洁净区有不同的布局，在一定环境条件下空间的布局直接影响到了干雾扩散的快慢。为了快速达到整个洁净区扩散完全混合均匀的最佳状态，取得较好的灭菌效果，务必对设备的台数及位置进行全面考虑和精确的摆放。

设备摆放位置遵循以下原则：（1）优先满足核心区域；（2）喷嘴远离墙壁和设备，避免遮挡喷雾；（3）以易于干雾扩散的位置为佳。

4.6 验证流程

某车间布局如图3所示，其中数字表示灭菌设备放置的位置。

（1）关闭空调（新风、回风），使被灭菌区域的空气呈完全静态。关闭A、B区和C区的连接门，C区与非洁净区的门，如图3点线处5道门在喷雾时是需要关闭的。完全打开洁净内部区所有需要干雾灭菌房间的门窗，便于干雾扩散至每一个角落。重点环节：需要保证完全静置，需要复查。

图3 某车间布局图

（2）放置生物指示剂（放置106芽孢条），一定要摆放到干雾最不易达到的位置，并记录不同芽孢条的摆放位置。

（3）按照图3布点：注意喷头朝向，设备下垫架子或者不锈钢板凳（注意：房间高度2.5～3.0 m，所需架子高度1 m；房间高度3.0 m以上，所需架子高度1.2～1.5 m），将灌封机的遮帘掀起，玻璃门开到最利于干雾扩散的状态。

（4）记录洁净区的温湿度，并将温湿度监测仪放于便于观测的玻璃门边，以便记录喷雾结束后的温湿度。

（5）调节孢子剂用量指针：①1000mL；②1000mL；③1 000 mL；④1 000 mL；⑤1 000 mL；⑥1 000 mL。

（6）将设备连接电源（220 V）。

（7）依次按动①、②、③、⑥、⑤、④位置设备上的启动按钮，每台有15 s倒计时，以方便离开喷射区域。倒计时后，设备自动开始喷射，在喷射完毕设定的杀孢子剂后，设备自动停止。撤出时，切记立即关闭需要关闭的门。

（8）记录时间，喷1 000 mL用时为60 min。

（9）60 min后，设备全部自动停止喷射，开始静置，记录时间，并保证1 h的静置时间。如果此时需要立刻开始其他区域灭菌，则需佩戴普通护目镜和防毒面具（活性炭）进入洁净区，取出设备，注意取设备时，必须保持进出均关闭需要关闭的门。如果不需要进行其他车间灭菌，则不必取出设备。

（10）静止时间结束后，实验室人员带护目镜和面具，采用无菌镊子将孢子条采集，并尽快放入培养基中进行培养。培养基试管进行编号标识，以便追踪孢子条的放置位置。设置1个阳性对照和空白对照。注意：培养温度和时间需要依据所购芽孢条的说明进行。

（11）对车间进行全排风45 min，开启空调系统，正常模式运行即可进行生产。

整个灭菌过程所需时间：165 min。

结果显示（对照样除外）65个芽孢条培养后全部为阴性。

5 结语

过氧化氢干雾灭菌应用于欧洲药厂已有近20年历史，特别是最近几年，在欧盟限制使用甲醛空间灭菌的大环境下，过氧化氢干雾灭菌得到飞速发展。目前这种“生态灭菌、环保消毒”的理念正在全球迅速广泛传播，并为越来越多的人们所接受。

2015-03-24

宋大海（1982—），男，湖南人，工程师，从事食品饮料、医疗卫生等高端消毒领域消毒产品的推广和消毒方案的制定工作。