灭菌方法及其灭菌设备

消毒是杀灭或清除传播媒介上病原微生物,使之达到无害化的程度。 
灭菌是指用物理或化学方法将所有致病和非致病的微生物全部杀灭或清除,灭菌是**彻底的消毒。 
灭菌法是指杀灭或除去所有微生物的繁殖体和芽抱或抱子的技术。微生物包括细菌、真菌、病毒等。微生物的种类不同、则灭菌的方法不同,灭菌效果也不同。细菌的芽孢具有较强的抗热能力,因此灭菌效果常以杀灭芽孢为准。消毒是指杀灭物体上的微生物的繁殖体,不能保证杀死芽孢或孢子。灭菌与消毒在药品生产过程中是极为重要的,它是药品生产过程中一项重要的操作,也是保证药品质量的重要措施之一。 
灭菌涉及到厂房、设备、容器、洁具、工作服装、原辅材料、成品、包装材料、仪器等等的灭菌。无菌药品特别是注射液、供角膜创伤或手术用滴眼剂等无菌剂是直接进入人体血液循环系统而产生疗效的药品,所以对其质量有特殊要求,它必须符合药典无菌检查的要求,为此,在生产过程中,要努力消除微生物的污染,杀灭药品中的微生物,这就是灭菌要达到的目的。
1.1.1 灭菌方法介绍 
 
灭菌的方法基本上分为二大类:物理方法(干热灭菌、湿热灭菌、射线灭菌、 过滤灭菌)和化学方法(气体灭菌、药液灭菌)。常用的灭菌方法有: 
(1) 热力灭菌法 
在热力消毒方法中,压力蒸汽是**普遍、效果**可靠的一种灭菌方法。其优点是蒸汽穿透力强、灭菌可靠、能杀灭所有微生物。热力灭菌又分干热灭菌和湿热灭菌两种[2]
。 
干热可用于能耐受较高温度,却不宜被蒸汽穿透,或者易被湿热破坏的物品的灭菌。同时干热也是制药工业中用于除热原的方法之一。由于在相同的温度下,干热对微生物的杀灭效果远低于饱和蒸汽,故干热灭菌需要较高的温度或较长的灭菌时间。湿热灭菌法是在饱和蒸汽、沸水或流通蒸汽中进行灭菌的方法。由于蒸汽潜热大,穿透力强,容易使蛋白质变性或凝固,所以灭菌效率比干热灭菌法高。这是注射剂生产中应用**广泛的一种灭菌方法,它具有灭菌可靠,操作方便,易于控制和经济等优点。 
(2) 电离辐射法 
该灭菌法具有灭菌彻底、无污染或残毒,灭菌可在常温下进行,产品可在包装后灭菌,连续工作、节约能源等优点。 
(3) 微波消毒灭菌法 
国外在这方面发展较早,应用也较广泛。据报道,微波与消毒药物联合应用可取得很好的消毒效果。我国于 70 年代开始微波消毒灭菌研究,80 年代发展较快,90 年代已广泛应用于工农业、科研和医疗卫生事业中。  
(4) 紫外线灭菌法 
紫外线灭菌法是指用紫外线照射杀灭微生物方法。一般用于灭菌的紫外线波长是(200~300)nm,灭菌力**强的波长是 253.7nm 紫外线作用于核酸蛋白促使其变性,同时空气受紫外线照射后产生微量臭氧,从而起共同杀菌作用。 
 (5) 环氧乙烷灭菌法 
环氧乙烷灭菌法是利用环氧乙烷气体进行杀菌的方法。它是一种传统的灭菌方法,可应用于不耐加热灭菌的药品、医用器具、设备等灭菌。
(6) 臭氧消毒法 
臭氧的消毒原理是:臭氧在常温、常压下分子结构不稳定,很快自行分解成氧和单个氧原子,后者具有很强的活性,对细菌有极强的氧化作用,臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶,从而破坏其细胞膜,将它杀死。 
(7) 压力蒸汽灭菌 
压力蒸汽灭菌是一种可靠、经济、快速、不**毒性和使用安全的灭菌方法,使用范围广。此种方法除具有蒸汽的特点外,还有较高的压力,因此穿透力比流通蒸汽强、温度高。压力蒸汽灭菌器有手提式、立式、卧式和自动程序控制式等,其使用方法各异。家庭物品消毒也可用普通家用高压锅,但这种压力锅无法记录温度,其消毒效果也远不如压力蒸汽灭菌器。压力蒸汽灭菌应按物品特性,在确保不受损害情况下选用适当温度进行。常用温度 115℃﹑ 121℃﹑126℃。 
1.1.2 灭菌设备及器材 
随着科学技术的不断发展,消毒灭菌技术在国内外均有新的进展,尤其是在发达国家这方面发展得更快。现将目前应用较广、发展较快的几种设备或器材的介绍如下: 
(1) 干热灭菌器的主要设备 
干热灭菌器的主要设备有干热灭菌柜、隧道灭菌系统。干热灭菌设备一般由下列几个重要部分组成: 
① 加热器—它是干热灭菌设备的主要组成部分,对灭菌效果的好坏影响极大。加热器故障是造成干热灭菌设备灭菌效果下降的主要原因之一,其主要表现为升温速度下降、影响热分布、产生尘埃物质。而造成加热器故障的原因,主要是加热器的长期使用或通过加热器的空气质量较差所致。所以一般应在灭菌器的加热系统配置电流监测器,以及时发现其故障。 
② 高效过滤器在干热灭菌设备中,进风应通过高效过滤器除去内部空气循环系统中产生的尘埃物质需要高效过滤器,防止排风倒流的污染也可装高效过滤器。所以高效过滤器必须满足干热灭菌工艺用风量的要求并能承受相应的风压。 
③ 缓冲板、风阀、气流调节器或空气档板用于控制干热灭菌器的空气流量,多安装于进风或排风风管或加热器附近,用于正压控制的气流调节器可以安装排风系统中的防止倒流风污染的高效过滤器附近,通过控制排风量控制正压,也可以用气流调节器控制进风和排风风量以保持正压。一般情况下,干热灭菌器腔室内的压力略高于其相临的非无菌区而略低于其相临的无菌区。 
④ 风机对干热灭菌器中的气流循环影响很大,风机的风量应该可以测量,并可调整,必要时可以要求供应商将此项要求增加到其设备标准中,因为风机风量的测量指示值,可以为设备使用过程中检查风机状态提供依据[4]
。 
⑤ 传送带的速度,在连续传送干热灭菌系统中是影响灭菌效果的十分重要因素。目前大多数干热连续法灭菌系统中己设有传送带速度控制器,但较少有速度记录装置。由于传送带速度决定了物料经过灭菌器时所接受的热量,所以其速度记录是证明灭菌器在控制状态下运行的基本资料之一,生产工艺中亦有必要保存每次灭菌过程的传送速度的记录。同时干热灭菌器的 SOP 也应明确规定各种灭菌过程中传送带的运行速度范围,此运行速度范围应是经过验证确定的。 
⑥ 运行连锁控制系统干热灭菌器中连锁控制系统设有:门连锁控制系统、压力传感器、温度传感、控制、停止传送带运行的连锁控制装置等,以保证在任何情况下出现温度低于设计要求时防止灭菌物品在低于灭菌温度的情况下通过灭菌器。 
⑦ 温度控制器及记录仪——在干热灭菌系统中,温度探测、传感、控制、记录系统是整个灭菌过程控制的基础.其控制系统必须能保证灭菌器腔室内灭菌温度可以保持在设定的灭菌温度范围内,其记录系统必须将温度探测、传感系统的温度读数准确无误地记录清楚。 
(2) 微波等离子放电灭菌器 
该灭菌器是日本**。其结构是在设有与排气系统相连的排气口和气体导入口的真空容器内,装有用来放置被灭菌物的处理架。容器内设有微波引入装置,用以向容器内引入微波,使其产生等离子,实现灭菌功能。容器内还设有磁性机构,用以产生磁场,控制容器内的等离子状态。灭菌时,先是用真空泵抽出容器内的空气,使其达到一定的真空度,再由气体导管向容器内充入特定气体,如氢,氦或氧、氯、氟等气体,达到规定压力时停止充气,此时微波电离装置向容器内输入预定的微波能,产生等离子,对处理架上的被灭菌物进行灭菌,到预定时间后,停止输送微波,待容器内恢复正常压力后,再将被灭菌物取出,完成灭菌过程。该灭菌法可实现连续灭菌,是一种在低压下短时间内实现彻底灭菌的较先进装置,**适宜医疗器械灭菌。