过氧化氢空间消毒技术(1)
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文章来自公众号:制剂车间


1.洁净环境空间消毒的必要性

不管是使用过氧化氢还是使用其他消毒剂用于洁净环境空间消毒是否有必要呢?首先我们来看下,法规怎么说。
中国GMP附录1无菌药品第九章消毒
第四十五条 必要时,可采用熏蒸的方法降低洁净区内卫生死角的微生物污染,应当验证熏蒸剂的残留水平。
WHO TRS 961 Annex6 < WHO good manufacturing practices for sterile pharmaceutical products >
3.4 Fumigation of clean areas may be useful for reducing microbial contamination in inaccessible places. 洁净区的熏蒸可能有助于降低死角的微生物污染。
EU GMP附录1正式版之前的征求意见稿
在征求意见稿有提到过“Fumigation or vapour disinfection (e.g. Vapour-phased Hydrogen Peroxide) of cleanrooms and associated surfaces may be useful for reducing microbial contamination in inaccessible places.洁净区以及相应的表面熏蒸或蒸汽消毒,例如过氧化氢蒸汽(VHP)消毒法,可用于不易接触的地方,以减少微生物污染。”然而这条在正式版中被删除,因此这条看看理解就好,不做法规要求。
洁净环境消毒技术中,通常采用喷洒、擦拭、拖拭以及熏蒸的方法,而对于可能存在的死角,比如微小的缝隙,使用前面三种方法可能无法有效的消毒,因此通常采用熏蒸的方法降低卫生死角的微生物污染。

02“灭菌”?,“消毒”?

过氧化氢用于空间处理时,有称为“消毒”、“灭菌”、“净化”或者“去污染”等等,那么使用哪个词更准确、更合适。

先来看下关于这个几个词法规、指南等上面是如何定义的
灭菌

中国GMP2010版以及GMP附录1均没有关于这几个词的定义,中国GMP指南第二版对“灭菌”的定义为:指用适当的物理或化学手段将物品中活的微生物杀灭或除去的工艺或过程。

EMA《Guideline on the sterilisation of the medicinal product, active substance, excipient and primary container》药品、活性物质、辅料和内包材的灭菌指南对“无菌”的定义为:

A suitably designed,validated and controlled processthat inactivates or removes viable micro- organisms in a product until sterility is obtained.一种经过设计、验证和控制的合适工艺,可以灭活或者去除产品中的活的微生物,达到无菌的状态。

消毒

中国GMP及其附录1中没有给出明确的定义,GMP实施指南的第一版《无菌药品》给出的定义为:是指用化学试剂或物理方法杀灭致病微生物的过程。

EU GMP附录一

Disinfection -The process by which the reduction of the number of microorganisms is achieved by the irreversible action of a product on their structure or metabolism, to a level deemed to be appropriate for a defined purpose.

消毒:通过产品结构或代谢的不可逆作用,将微生物数量减少至被认为适合某特定用途的水平的过程。

净化、去污染

中国GMP及其附录1均没有给出明确的定义。

EU GMP附录1

Decontamination-The overall process of removal or reduction of any contaminants (chemical, waste, residue or microorganisms) from an area, object, or person. The method of decontamination used (e.g. cleaning, disinfection, sterilisation) should be chosen and validated to achieve a level of cleanliness appropriate to the intended use of the item decontaminated. See also Bio-decontamination.

净化:消除或减少区域、物体或人体的任何污染物(化学物质,废物,残留物或微生物)的综合过程。所用净化方法(例如清洁,消毒,灭菌)应进行选择和验证,以达到适用于被净化物品预期用途的洁净水平。另请参见生物净化。

EU GMP附录1使用的是Decontamination,有净化、去污染的意思。

根据相关研究资料以及实际使用经验,发现使用过氧化氢处理时,其很难能够穿透物品进入内部,通常使用过氧化氢是对物品的表面进行处理。由于过氧化氢处理工艺的脆弱性,也很容易导致处理失败。

再来看看法规、指南以及药典关于VHP是“消毒”还是“灭菌”的说法

中国GMP指南第二版第17.2.4 屏障系统内的消毒/去污染

“汽化过氧化氢去污染(bio-decontamination,区别于湿热、干热灭菌)是目前行业内针对无菌生产的隔离器、厂房等环境进行去污染的主要手段。隔离器内部去污染的目标,一般为表面微生物下降>6个对数值。

中国药典2020

1421灭菌法汽相灭菌法

本法系指通过分布在空气中的灭菌剂杀灭微生物的方法。常用的灭菌剂包括过氧化氢、过氧乙酸等。汽相灭菌适用于密闭空间的内表面灭菌。

207 灭菌用生物指示剂指导原则

过氧化氢(VHP)汽相灭菌法

VHP已被证明是一种有效的表面灭菌剂或消毒剂。生物指示剂可以用于验证表面灭菌效果,一般要求芽孢数下降3~6个lg值。

EU GMP附录1

4.36 Where fumigation or vapour disinfection (e.g. Vapour-phase Hydrogen Peroxide) of cleanrooms and associated surfaces are used, the effectiveness of any fumigation agent and dispersion system should be understood and validated.

如果洁净室和相关表面使用熏蒸或蒸汽消毒(例如过氧化氢蒸汽),应了解并验证所有熏蒸剂和分散系统的有效性。

10.8 Any process(c.g.Vaporized Hydrogen Peroxide,Ultra Violet)used to decontaminate the external surfaces of sterility samples prior to testing should not negatively impact the sensitivity of the test method or the reliability of the sample.

检测之前在无菌样品的外表面使用的净化处理的工艺(例如汽化过氧化氢、紫外)不应对无菌检验方法的灵敏度或样品的可靠性产生负面影响。

PDA TR 70 Fundamentals of Cleaning and Disinfection Programs for Aseptic Manufacturing Facilities 无菌生产设施的清洁消毒程序原理

Vapor Phase Hydrogen Peroxide(VPHP)汽相过氧化氢

A disinfection system in which 35% hydrogen peroxide is changed to a vapor phase and used for bioburden reduction of a chamber or items in a chamber.

一种消毒系统,采用35%过氧化氢,将其变为汽相,用于降低柜中或柜里的物品的生物负载。

Decontamination of isolators uses a chemical decontamination agent,for example,hydrogen peroxide. 去污染的隔离器使用化学去污染剂,比如:过氧化氢。

USP 1229.11 VAPOR PHASE STERILIZATION

Sterilization can be accomplished using sporicidal agents suspended in air (i.e., vapor). Sterilizing agents that operate in this fashion include hydrogen peroxide (H2O2 ), peracetic acid (CH3CO3CH), formaldehyde (CH2O), and glutaraldehyde [CH2 (CH2CHO)2 ] in aqueous solution. At room temperature these are liquids or solids that can be vaporized for introduction into a vessel or chamber. 灭菌可以使用悬浮在空气(即蒸汽)中的杀孢子剂来完成。以这种方式操作的消毒剂包括水溶液中的过氧化氢(H2O2)、过乙酸(CH3CO3CH)、甲醛(CH2O)和戊二醛[CH2(CH2CHO)2]。在室温下,这些是可以蒸发以引入容器或腔室的液体或固体。

PDA TR70 Fundamentals of Cleaning and Disinfection Programs for Aseptic Manufacturing Facilities--Vaporized Phased Hydrogen Peroxide (VPHP)

The VPHP process of decontamination, while effective, is still considered a disinfection step ratherthan a sterilization process. VPHP消毒过程,虽然有效,但是仍被视为一种消毒过程而不是灭菌过程。

通过以上法规、指南以及药典等的介绍,我们可以看出过氧化氢处理技术称为“消毒”更合理。


03 汽化过氧化氢消毒原理

液体过氧化氢早在100多年前就被证明具有很好的杀菌效果,许多研究表明,一定浓度下的过氧化氢对细菌、真菌、病毒以及芽孢具有杀灭作用,比如医院消毒用的3%双氧水。杀菌机理:一是破坏微生物的外层结构,使得保护层的通透性发生改变,从而引起渗透压的改变,破坏内外平衡,导致微生物死亡;二是破坏微生物体内的蛋白质、核酸等使微生物死亡。

汽化过氧化氢消毒通常采用的是35%的过氧化氢溶液,通过较高的温度将过氧化氢溶液变成汽体引入空间中。实际上周围坏境的温度是要低于过氧化氢汽体刚喷出时的温度的,必将有部分水蒸气与过氧化氢汽体发生冷凝,因此环境中过氧化氢并不单一的相,而是气相与液相的混合。当混合的过氧化氢接触到物体表面时形成一层微米级的微冷凝膜,有研究表面正是因为这种微冷凝膜的产生,才会产生很高水平的消毒作用。过氧化氢的汽化温度大概108℃左右,对于闪蒸技术通常采用130℃,既能保证过氧化氢溶液快速的汽化,同时也能保证过氧化氢不会被分解失去消毒作用。我们知道水的沸点是100℃,过氧化氢的沸点是150℃,当产生冷凝时,冷凝后液相中的过氧化氢浓度将会升高,高浓度的过氧化氢,以及过氧化氢经过复杂化学作用产生的羟基自由基等强氧化成分的共同作用下,使其具有很高水平的消毒作用。

目前市面上还有雾化过氧化氢、干雾过氧化氢、过氧化氢冷蒸发技术等等,具体的原理由于篇幅原因不多介绍。