湿热灭菌及其工艺验证
湿热灭菌验证与干热灭菌验证的比较
湿热灭菌验证与干热灭菌验证的对比1、概念：（1）湿热灭菌验证:主要是对产品、灭菌设备和装载方式的验证。
验证活动包括：对照灭菌设备设计的灭菌参数来校核灭菌器的性能、建立某产品灭菌程序及装载方式的有效性和重现性、估计灭菌过程中产品可能发生的变化。
（湿热灭菌（118-134℃）——蒸汽、过热水）（2）干热灭菌验证：主要用于内包装用的玻璃容器或金属制品的灭菌和去热源，所使用的灭菌程序应通过验证试验。
(干热灭菌（160-320 ℃）——热空气)2、验证目的：（1）湿热：通过一系列验证试验提供足够的数据和文件依据，从而找到最有效最合理的灭菌参数，并把已经验证过的饱和蒸汽灭菌设备和灭菌工艺参数应用到产品生产的除菌过程中去，以证明用于药品生产过程中的每一台饱和蒸汽灭菌设备过程和灭菌效果具有可靠性和重现性。
主要适用于能耐受高温、高压饱和蒸汽的产品。
（2）干热：间歇式或隧道式热空气灭菌常用来处理可耐受较高温度而不适宜用湿热灭菌法的物品，如玻璃瓶、粉末、油类、玻璃器皿、不锈钢设备等。
3、灭菌原理：（1）湿热灭菌—导致细胞内关键性蛋白质和酶发生热变性或凝固，湿度对该破坏性过程起促进作用。
（2）干热灭菌—使微生物氧化而不是蛋白质变性。
4、灭菌工艺：（1）湿热：采用附加排气系统的饱和蒸汽灭菌工艺、采用附加真空系统的饱和蒸汽灭菌工艺、采用附加空气加压系统的饱和蒸汽灭菌工艺。
（2）干热：1）残存几率法：该法以灭菌为目的。
通常适用于热不稳定性物质。
灭菌程序应保证在灭菌后物品的微生物残存几率为10-6，即在一百万个已灭菌单元中，染菌单元的数目不得超过 1 个。
2）过度杀灭法：该法也以灭菌为目的。
通常适用于耐热性能较好的物质。
灭菌程序应保证在灭菌后物品的微生物的残存几率小于10 -6， “ 过度杀灭 ” 的灭菌程序所获得干热灭菌值F H 可使耐干热灭菌生物指示剂的总量下降 12 个对数单位。
3）无菌无热原法：该法的目的是达到无菌和无热原。
湿热灭菌的指导原则及灭菌工艺验证(内容清晰)
用于最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽灭菌工艺及验证指南一、范围由于蒸汽－湿热灭菌本身具备无残留，不污染环境，不破坏产品表面，并容易控制和重现等优点，被广泛应用于最终灭菌药品（注射剂）的除菌过程中。
本指南为有关人员提供最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽灭菌柜的验证指南，以及蒸汽灭菌工艺及验证的一些操作方法的指南。
本指南依据《药品生产质量管理规范》（1998年修订）的相关准则，但本指南叙述的通用原则和方法不是法定的。
本指南的着重于最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽-湿热灭菌工艺的验证，但有些通用原则和方法对于冻干机的湿热灭菌、某些设备的在线蒸汽灭菌等可能也具备参考价值。
二、目的蒸汽－湿热灭菌验证的目的，就是通过一系列验证试验提供足够的数据和文件依据，从而找到最有效最合理的灭菌参数，并把已经验证过的饱和蒸汽灭菌设备和灭菌工艺参数应用到药品生产的除菌过程中去，以证明用于药品生产过程中的每一台饱和蒸汽灭菌设备都能起到灭菌的效果，并且对不同灭菌物品的灭菌过程和灭菌效果具有可靠性和重现性，即验证结果必须证明生产中所采用的灭菌过程对经过灭菌的物品能够保证残存微生物污染的概率或可能性低于百万分之一。
蒸汽-湿热灭菌周期的设计和开发与蒸汽灭菌柜的性能以及被灭菌产品的适用性有关。
蒸汽-湿热灭菌介质包含以下几种：饱和蒸汽，空气-蒸汽混合气体，过热水等等。
其中：饱和蒸汽的加热速度最快，但是对于大型的软包装产品，过热水浸泡灭菌的方法效率更高，然而在过热水灭菌法中，热量的转移很大程度上依赖于容器中介质的强制运动。
饱和蒸汽是与液体状态的水保持平衡时的水蒸汽，因此饱和蒸汽只能存在于水汽的分界线上，即温度与压力之间的关系是固定的。
灭菌效果是通过蒸汽，蒸汽-空气混合物，过热水等介质与灭菌物品的热传递或产生冷凝水的水合作用来实现的。
蒸汽-空气混合物与受压的水或蒸汽相比，单位体积所包含的热容量较低，但是，蒸汽-空气混合物作为灭菌戒指具有能够适当调整蒸汽-空气比例达到不同结果的优点。
湿热灭菌的指导原则及灭菌工艺验证
用于最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽灭菌工艺及验证指南一、范围由于蒸汽－湿热灭菌本身具备无残留，不污染环境，不破坏产品表面，并容易控制和重现等优点，被广泛应用于最终灭菌药品（注射剂）的除菌过程中。
本指南为有关人员提供最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽灭菌柜的验证指南，以及蒸汽灭菌工艺及验证的一些操作方法的指南。
本指南依据《药品生产质量管理规范》（1998年修订）的相关准则，但本指南叙述的通用原则和方法不是法定的。
本指南的着重于最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽-湿热灭菌工艺的验证，但有些通用原则和方法对于冻干机的湿热灭菌、某些设备的在线蒸汽灭菌等可能也具备参考价值。
二、目的蒸汽－湿热灭菌验证的目的，就是通过一系列验证试验提供足够的数据和文件依据，从而找到最有效最合理的灭菌参数，并把已经验证过的饱和蒸汽灭菌设备和灭菌工艺参数应用到药品生产的除菌过程中去，以证明用于药品生产过程中的每一台饱和蒸汽灭菌设备都能起到灭菌的效果，并且对不同灭菌物品的灭菌过程和灭菌效果具有可靠性和重现性，即验证结果必须证明生产中所采用的灭菌过程对经过灭菌的物品能够保证残存微生物污染的概率或可能性低于百万分之一。
蒸汽-湿热灭菌周期的设计和开发与蒸汽灭菌柜的性能以及被灭菌产品的适用性有关。
蒸汽-湿热灭菌介质包含以下几种：饱和蒸汽，空气-蒸汽混合气体，过热水等等。
其中：饱和蒸汽的加热速度最快，但是对于大型的软包装产品，过热水浸泡灭菌的方法效率更高，然而在过热水灭菌法中，热量的转移很大程度上依赖于容器中介质的强制运动。
饱和蒸汽是与液体状态的水保持平衡时的水蒸汽，因此饱和蒸汽只能存在于水汽的分界线上，即温度与压力之间的关系是固定的。
灭菌效果是通过蒸汽，蒸汽-空气混合物，过热水等介质与灭菌物品的热传递或产生冷凝水的水合作用来实现的。
蒸汽-空气混合物与受压的水或蒸汽相比，单位体积所包含的热容量较低，但是，蒸汽-空气混合物作为灭菌戒指具有能够适当调整蒸汽-空气比例达到不同结果的优点。
湿热灭菌的指导原则及灭菌工艺验证
用于最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽灭菌工艺及验证指南一、范围由于蒸汽－湿热灭菌本身具备无残留，不污染环境，不破坏产品表面，并容易控制和重现等优点，被广泛应用于最终灭菌药品（注射剂）的除菌过程中。
本指南为有关人员提供最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽灭菌柜的验证指南，以及蒸汽灭菌工艺及验证的一些操作方法的指南。
本指南依据《药品生产质量管理规范》（1998年修订）的相关准则，但本指南叙述的通用原则和方法不是法定的。
本指南的着重于最终灭菌药品（注射剂）的蒸汽-湿热灭菌工艺的验证，但有些通用原则和方法对于冻干机的湿热灭菌、某些设备的在线蒸汽灭菌等可能也具备参考价值。
二、目的蒸汽－湿热灭菌验证的目的，就是通过一系列验证试验提供足够的数据和文件依据，从而找到最有效最合理的灭菌参数，并把已经验证过的饱和蒸汽灭菌设备和灭菌工艺参数应用到药品生产的除菌过程中去，以证明用于药品生产过程中的每一台饱和蒸汽灭菌设备都能起到灭菌的效果，并且对不同灭菌物品的灭菌过程和灭菌效果具有可靠性和重现性，即验证结果必须证明生产中所采用的灭菌过程对经过灭菌的物品能够保证残存微生物污染的概率或可能性低于百万分之一。
蒸汽-湿热灭菌周期的设计和开发与蒸汽灭菌柜的性能以及被灭菌产品的适用性有关。
蒸汽-湿热灭菌介质包含以下几种：饱和蒸汽，空气-蒸汽混合气体，过热水等等。
其中：饱和蒸汽的加热速度最快，但是对于大型的软包装产品，过热水浸泡灭菌的方法效率更高，然而在过热水灭菌法中，热量的转移很大程度上依赖于容器中介质的强制运动。
饱和蒸汽是与液体状态的水保持平衡时的水蒸汽，因此饱和蒸汽只能存在于水汽的分界线上，即温度与压力之间的关系是固定的。
灭菌效果是通过蒸汽，蒸汽-空气混合物，过热水等介质与灭菌物品的热传递或产生冷凝水的水合作用来实现的。
蒸汽-空气混合物与受压的水或蒸汽相比，单位体积所包含的热容量较低，但是，蒸汽-空气混合物作为灭菌戒指具有能够适当调整蒸汽-空气比例达到不同结果的优点。
湿热灭菌工艺验证指南
湿热灭菌工艺验证指南中国医药设备工程协会 2008年 12月目录一、范围 (3)二、目的 (3)三、术语 (3)四、湿热灭菌基础 ........................................................................................................7 4.1湿热灭菌的机理 ..................................................................................................7 4.2影响芽孢耐热性的因素 ......................................................................................7 4.3湿热灭菌中的能量转移 ......................................................................................8 4.4湿热灭菌中微生物杀灭的数学模式 (9)五、灭菌法选择的基本原则 (11)..............................................................................................................37过热值测试..............................................................................................................39干燥值测试十二、参考文献 (41)一、范围由于蒸汽 -湿热灭菌具备无残留,不污染环境,不破坏产品表面,易于控制和重现性好等优点,被广泛应用于注射剂的除菌过程之中。
湿热灭菌工艺验证方案最新版本
湿热灭菌工艺验证方案山东鑫科生物科技有限公司目录1.引言 (3)2.灭菌设备和公用系统的测试 (3)2.1 灭菌柜特性 (3)2.2 灭菌介质 (4)2.3 容器类别 (4)2.4 设备压力表、安全阀等合格证 (5)2.5 其他合格证见附图 (5)3.空热载和热穿透实验 (6)3.1 灭菌工作程序 (6)3.2 灭菌对象 (6)3.3 验证目的 (6)3.4 实验过程 (6)3.4.1 灭菌柜准备阶段 (6)3.4.2 操作步骤 (7)3.4.3 热载实验 (7)3.4.4 培养液在灭菌柜内的排放 (7)3.4.5 探头在灭菌室内的排放 (8)3.4.6 实验结果 (9)3.5 热穿透试验…………………………………………………………………3.5.1 验证步骤……………………………………………………………3.5.2 合格标准……………………………………………………………3.5.3 实验结果 (10)3.5.4 结果分析……………………………………………………………4.生物指示剂实验4.1 生物指示剂说明…………………………………………………………4.2 生物指示剂实验步骤4.3 实验结果4.4 验证合格标准4.5 结果分析及评价4.6 偏差及评估意见5.附图1. 引言概述本公司采用张家港市环宇制药设备有限公司生产的MQS0.25型灭菌柜，张家港市环宇制药设备有限公司始建于2001年，是国内灭菌柜设计制造领域的佼佼者，公司拥有D1、D2压力容器制造许可证，医疗器械生产企业许可证，通过了ISO9001质量管理体系认证，所生产的各种消毒灭菌设备涵盖了制药、医疗、生物、食品等领域，符合国家GMP验证和特种设备安全监察、卫生防疫等部门的相关要求。
本公司主要对瓶装液体培养基进行消毒，该灭菌柜采用饱和蒸汽的方式进行灭菌，该设备广泛适用于制药、医疗、科研等行业对生物制品、医疗器械、无菌衣物、工器具、器皿、培养基等物品的高温灭菌操作和冷却干燥处理。
湿热灭菌柜相关验证及日常管理
湿热灭菌是灭菌方法中比较常见和通用的一种灭菌方法，其中常用的湿热灭菌设备就是脉动真空灭菌器。
脉动真空灭菌器其灭菌原理是通过真空泵借助水的流动抽出灭菌柜室内冷空气，使其处于负压状态，然后输入饱和纯蒸气，如此反复，在高温和高压力的作用下使微生物蛋白质变性凝固而灭活达到灭菌要求。
灭菌后，抽真空使灭菌物品迅速干燥。
具有方便、省时、省力、总灭菌时间短、灭菌彻底可靠、物品干燥等特点。
湿热灭菌柜相关法规1、无菌药品附录第六十三条任何灭菌工艺在投入使用前，必须采用物理检测手段和生物指示剂，验证其对产品或物品的适用性及所有部位达到了灭菌效果。
2、无菌药品附录第六十四条应当定期对灭菌工艺的有效性进行再验证（每年至少一次）。
设备重大变更后，须进行再验证。
应当保存再验证记录。
3、无菌药品附录第六十五条应当通过验证确认灭菌设备腔室内待灭菌产品和物品的装载方式。
4、无菌药品附录第六十七条应当按照供应商的要求保存和使用生物指示剂，并通过阳性对照试验确认其质量。
使用生物指示剂时，应当采取严格管理措施，防止由此所致的微生物污染。
《中国药典(20版)》第四部1421：灭菌法灭菌工艺的验证是无菌保证的必要条件。
灭菌工艺经验证后，方可交付正式使用。
验证内容包括：⑴撰写验证方案及制定评估标准。
⑵确认设备的设计与选型。
⑶确认灭菌设备资料齐全、安装正确，并能正常运行。
⑷确认灭菌设备、关键控制和记录系统能在规定的参数范围内正常运行。
(5)采用被灭菌物品或模拟物品按预定灭菌程序进行重复试验，确认各关键工艺参数符合预定标准，确定经灭菌物品的无菌保证水平符合规定。
(6)汇总并完善各种文件和记录，撰写验证报告。
灭菌工艺的日常监控：同时应持续评估灭菌工艺的有效性及被灭菌物品的安全性和稳定性，并建立相应的变更和偏差控制程序，确保灭菌工艺持续处于受控状态。
灭菌工艺应定期进行再验证。
当灭菌设备或程序发生变更(包括灭菌物品装载方式和数量的改变)时，应进行重新验证。
湿热灭菌工艺验证指南
11、湿热灭菌工艺的验证
产品温差可控<± 0.5℃
磁力风扇
板式换热器 蒸汽/ 空气喷口 空气/蒸汽
排放口
程序控制器 压力传感器 流量调节器 保温 板式换 热器
滤网 换热器/腔室排放口
换热器排放 换热器通气
压缩 空气 滤器
压缩空气
纯蒸汽
换热器 冷却水
过滤器与胶塞、
仪表和电器连线 等 工作服 手套 口罩 过滤器 灌装器具
制药过程中湿热灭菌工艺的验证
上海市食品药品包装材料测试所
徐敏凤 2017年11月 苏州
在生产过程中要做到没有活的微生物是不可能的， 因为有：
◦ 人员； ◦ 原辅料 / 包装材料； ◦ 接触产品设备的表面； ◦ 用于清洗/淋洗的液体； ◦ 环境
在革兰氏阴性菌的 细胞壁中脂多糖
革兰氏阴性菌
革兰氏阳性菌
106
105
活微生物以 104
恒定速度
103
/D下降数
102
101
100
10-1
10-2
继续灭菌
以提高无
10-3
菌保证水平 10-4
10-5
10-6
可测试部分
灭菌时间 计算部分
无菌保证水平 达到10-6
全过程强化环境控制
原料的 质量检验
内包装料 的质量检验
SIP
对接触产品表 面消毒并控制
生物负荷 设备消毒
综述了制药行业使用的湿热灭菌工艺验证的方法和途径 ：蒸汽灭菌，重力置换，水浴式，SAM等
前言
1，热力学验证以及重要性 2，蒸汽灭菌工艺验证 3，热力学验证的法规期望-美国 4，欧洲对热力学验证的期望 5，FMEA灭菌方法选择决策树 6，热力学验证试验中精确测量的重要性 7，热力学验证研究现场出现的情况 8，湿热灭菌热力学验证的实践 9，加热和冷却数据的分析 术语
基于PDA要求的湿热灭菌系统和工艺的验证
1目录2基本概念湿热灭菌系统的设计和确认3湿热灭菌工艺的设计和验证§-1 基本概念是一种采用湿热（蒸汽-空气混合物湿热菌指在一定温度下微生物杀灭90%或使之下降一个对数单位所需的时间（min）种采用湿热（蒸汽、蒸汽空气混合物、过热水）作为灭菌手段，来杀灭液体多孔/坚硬物品中活微生物的工艺。
湿热灭菌D值是微生物的耐热参数，指在定温度下，微生物杀灭90%或使之下降个对数单位所需的时间（min）。
指使某一种微生物的D值变化一个对数单位灭菌温度应升高或下降的度数D 值值Z值是灭菌温度系数，指使某一种微生物的D值变化一个对数单位，灭菌温度应升高或下降的度数。
即被灭菌物品在灭菌过程中获得参照标准条件（121℃Z 10℃）下相同灭菌效果Z F 是标准灭菌时间，即被灭菌物品在灭菌过程中获得参照标准条件（121 ℃ ，Z=10 ℃ ）下相同灭菌效果F 0、F T L是指在某一温度T（℃ ）下，灭菌1min所获得的标准灭菌时间。
L没有单位。
L (Tref,Z)=10（T ‐Tref ）/Z 灭菌率L§-1 基本概念耐热性曲线§-1 基本概念灭菌时间-温度曲线时间-灭菌率曲线§-1 基本概念§-1 基本概念灭菌器的参照测试点（通常为排水口）达到最低灭菌温度开始，到装载中所有点均达到灭升温时间菌常水到最菌度到装载中所有均到菌温度之间的时间间隔。
平衡时间灭菌保温灭菌程序中，为获得设定杀灭效果，保持设定灭菌温度的持续时间（保温时间或保温阶灭菌程序中灭菌完成之后的阶段该阶段的参数应符合用户对被灭菌物品阶段灭菌程序中灭菌完成之后的阶段。
该阶段的参数应符合用户对被灭菌物品冷却和干燥的技灭菌器腔室的冷点：灭菌程序中，装载区域中被灭菌物品F0值最低冷却阶段灭菌器腔室的冷点灭菌程序中，装载区域中被灭菌物品值最低和/或热分布试验中温度最低的位置。
容器冷点：灭菌程序中，密封液体容器中F0最低的位置。
湿热灭菌及其工艺验证
设计方法
工艺研发
装载类型 工艺类型
程序研发
工艺确认
性能确认
持续性控制
用于无菌操作的物品在灭菌后使用前应保持无菌包装状态
• 应在A区下贮存及装配
• 即要保证有足够的蒸汽热穿透，又要确保空气及冷凝水在灭菌后段的去除，提 供一个微生物无法附着的保护屏障， 这一点需要得到平衡。
设计方法
工艺研发
装载类型 工艺类型
Use Annex 1 9 GB 18278 《医疗保健产品灭菌确认和常规控制要求 工业湿热灭菌》 9 British Std. BS EN 285: Sterilization- steam sterilizers-large
sterilizers
湿热灭菌基础
作为灭菌程序的设计、研发及确认的基 础，先要了解基本的技术参数，包括：
• 适用于细小管道，滤器及分装配件，这些内部空气不易排除的物品
• 因为较难保持高真空状态，而这又是有效去除空气的必要条件，所以灭菌柜生产商多会 开发真空脉冲系统，让蒸汽注入与抽真空交替进行
• 一般来说，脉动真空能有效去除空气，并迅速将蒸汽填补到真空位置，热力及潮湿环境 加速残余空气的去除
• 脉冲的次数选定依装载量而定
Use Overkill Design Approach
Section 4.1.1
Porous Section 4.2.1
Air removal
Yes
challenge
No
concerns?
Section 4.4
Load Type?
Liquid Section 4.2.2
Is air
Yes
overpressure
FPhysical Fphy用以描述基于循环中物理参数指标计算而得的F值
湿热灭菌
新版GMP（欧盟GMP）：
第七十四条 可使用化学或生物指示剂监控灭菌工艺，但 他们不得替代物理测试。 第七十五条 灭菌时间应从能保证所有被灭菌品都达到设 定的灭菌温度后才开始计算。每种装载方式所需升温时间 均须测定并记录。 第七十六条 应有措施防止灭菌冷却过程中已灭菌物品遭 受污染，任何与产品相接触的冷却用介质（液体或气体） 应经过灭菌或除菌处理，除非能证明生产过程中可剔除任 何渗漏的产品。
新版GMP（欧盟GMP）：
第十二章 最终灭菌 热力灭菌 热力灭菌通常有湿热灭菌和干热灭菌。 第七十三条 在验证和生产过程中，用于监测或记 录的温度探头与用于控制的温度探头应分别设置， 设置的位置应通过验证确定，每次灭菌均应记录 灭菌过程的时间/温度曲线。 如采用自控和监测系统，该系统应经过验证，以 确保符合关键工艺的要求。该系统应能记录系统 本身以及工艺运行过程中出现的故障，操作人员 应监控这类故障的发生。应定期将独立的温度显 示器的读数与灭菌过程中记录获得的图谱对照
灭菌的基本原理（续）：
美国药典根据灭菌工艺提供的F0值，最终 灭菌工艺进一步分为残存概率灭菌和过度 杀灭灭菌工艺工艺。 残存概率灭菌工艺 美国药典定义的残存概率灭菌工艺指F0值 ≥8分钟，但＜12分钟的湿热灭菌程序。适 用于热稳定性不很好的产品，如复方氨基 酸注射液、脂肪乳注射液、葡萄糖注射液 和含维生素等的小容量注射液。对残存概 率灭菌工艺而言，产品灭菌前污染微生物 量（bioburden）及污染微生物的耐热性是
灭菌的基本原理（续）：
同时，残存概率灭菌 工艺对灭菌设备的热 分布均匀性要求较高， 对灭菌程序工艺参数 控制的准确度也要求 较高，需要对灭菌过 程作精确的控制。总 之，残存概率灭菌工 艺应从灭菌前微生物 污染控制和灭菌过程 控制两方面入手，使
湿热灭菌
灭菌的基本原理（续）：
• 同时，残存概率灭菌 工艺对灭菌设备的热 分布均匀性要求较高， 对灭菌程序工艺参数 控制的准确度也要求 较高，需要对灭菌过 程作精确的控制。总 之，残存概率灭菌工 艺应从灭菌前微生物 污染控制和灭菌过程 控制两方面入手，使
灭菌的基本原理（续）：
• 过度杀灭灭菌工艺 • 过度杀灭工艺是指F0值≥12分钟的灭菌工艺。 热稳定性很好的产品如生理盐水以及包装 材料和生产设备等的灭菌，通常采用过度 杀灭工艺。采用过度杀灭灭菌工艺时，即 使不考虑产品灭菌前的污染状况，也能保 证无菌保证水平≤ 10-6 。而且灭菌程序参数 的宽容度相对较大，对灭菌设备的热分布 及灭菌过程控制精确度相对于残存概率灭 菌工艺的要求较低。当然，这并不意味着
灭菌的基本原理（续）：
• ⑶ 灭菌率 • 灭菌率L是表示不同灭菌温度所对应的灭菌 效果的重要函数。灭菌温度为T℃时的灭菌 效果，与121℃下同样灭菌时间的灭菌效果 可通过以下公式进行换算： • 灭菌率L=10(T-121）/Z • 下表给出了湿热灭菌中，以121℃为标准灭 菌时间，Z=10℃时不同温度下的灭菌率。 • 灭菌率L=10(T-121）/10
选择灭菌方法决策树：
• 无菌保证工艺选择的原则是：应优先选择 无菌保证水平高的最终灭菌工艺，只有在 经充分的工艺研究证明产品无法耐受各种 最终灭菌工艺，而且临床确实需要该注射 剂的前提下，才能选择非最终灭菌工艺。 欧盟“欧洲药品评价局（EMEA）”在其规 范性文件“选择灭菌方法决策树中将水溶 性药品无菌保证工艺分为 • 1）灭菌条件为121℃，15分钟的湿热灭菌 工艺；
灭菌的基本原理（续）：
• 假定灭菌开始是产品中的污染微生物总数 （N0）为100cfu/瓶，污染微生物的耐热参 数（D）为1分钟，要达到无菌保证值不小 于6的标准，灭菌F0值至少应达到：F0= （ lgN0-lgSAL ）×D=（lg100+6） ×1=8 分钟，也说是需在121℃下灭菌8分钟。 • 同样的产品，如果要在110℃下灭菌，则相 应的灭菌时间应为：t=F0/L110=8/0.08=100 分钟。即需在110℃下灭菌100分钟才能达 到药典规定的SAL≤10-6的标准。 • 若某复方氨基酸注射液采用110℃，30分钟
湿热灭菌工艺验证-孙克刚总工
3、对蒸汽灭菌设备的各项控制内容详细定义：
排水报警； 空气去除； 自动控制器； 生物指示剂 设备腔室的深度、宽度和高度； 灭菌周期的设计、极限挑战周期的确认； 蒸汽供应管路的检查； 门的压力试验； 等效灭菌时间、最小灭菌时间以及双倍最小灭菌时间； 失效的风险以及管理； 参考测点的位置； 压力试验（真空度）、泄漏率； 安装偏差以及处理；
以FDA为例: Guidance for Industry for the
Submission Documentation for Sterilization Process Validation in Applications for Human and Veterinary Drug Products
• 为了研究不同的区域，重新安排热电偶的位置也 许是必要的。每一种热电偶布置的多次试验，一 般为三次，将提供温度场的重现性的置信度。
34
热穿透试验
• 确定灭菌室装载中的“最冷点”，并确认该点在 预定的灭菌程序中获得充分的无菌保证值，即菌 种残余量≤10-6并各检测点温度与灭菌室内平均 温度的差值≤2.5℃＊。
2
一、简要说明湿热灭菌 工艺验证的目的、意义
3
• 1970年~1975年，美国因输液污染所导致 的并发败血症事件有400多起，这在美国国 内引起强烈的反响。FDA从1975年开始进 行了深入、广泛的调查，发现这些事件并 不是出于企业违规生产，而是整个生产体 系中的不稳定因素所致。
• 此后，FDA于1976年首次将验证列入GMP。 承认在无保证系统中，过程控制优于结果 检验。
标准热电偶的分布有几种形式。
31
热电偶的放置：与满载热分布试验规程一致， 将标准热电器偶放在灭菌溶液中心部位进行。 32
湿热灭菌
实验试剂
5.湿热灭菌实验介绍 4
读数
5.湿热灭菌实验介绍 4
安瓿检漏（口服液） 灭菌
湿热灭菌
果 6.湿热灭菌实验结 5 对照
实验结论：
1、装载热穿透实验最冷点值为： F0=10.85（mim）
7.湿热灭菌实验结论 6 规定F0≥8为合格 所以，我们的实验数据测得10.85大于8 因此，该灭菌实验符合标准。
一台湿热灭菌设备在安装确认 以及运行确认以后，需要进行 性能验证。湿热灭菌设备的性 能验证则由使用单位完成。验 证实验应根据设定的灭菌程序 4.湿热灭菌工艺（性能）验证 3 ，证实待灭菌品运行的可靠性 及灭菌程序的重现性。 验证实验包括：灭菌柜的热分 布实验、各种待灭菌品在满载 方式下的热穿透实验等。
热分布实验分两步进行，即空载热实验和装载热实验。实验中 采用的各个参数及装载方式应与正常生产相同。 1.热电隅校正 校正的目的是通过测量标准热电隅的误差值 ，修正热分布实验的结果。用于校正的主要仪器有温度干井、 基准水晶温度计、标准热电隅、多点温度记录仪，中心工作站 等。 湿热灭菌工艺（性能）验证 4 3 . 2.空载热分布实验 灭菌柜不放置灭菌产品，即为空载。空载 热分布实验的目的是检查并确认灭菌器在预定的灭菌条件下， 空载运行时灭菌柜内的温度均匀性符合产品工艺要求，确认灭 菌器控制用传感器位于灭菌柜内的冷点位置。 3.装载热分布实验 装载热分布实验的目的是保证药品在灭 菌柜中的热分布均匀性和合理的产量。装载热分布实验是将待 灭菌产品以不同装载方式装在灭菌柜中，采用至少十只标准热 电隅做温度探头，通过验证接口固定在灭菌柜内不同位置，其 中一支标准电热隅固定在温度控制和记录的传感器旁，其余标 准热电隅至于腔室各处，并要求各支标准热电隅的感温点悬空
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概述
湿热灭菌的两种方法: 过度杀灭法
假设 L＝10（T－T0）／Z N0＝106 D121＝1分钟
Z＝10°C
将数据代入公式，得L＝1,再按计算，达到微生物残存概率为10－6所需 的物理及生物杀灭力如下
物理杀灭力(FPHY)为12分钟； 生物杀灭力为FBIO=D121*(LogN0-LogNF)=12分钟
Ongoing Control
Temperature Specification Range
(GL add bracket)
TEMPERATURE / PRESSURE
Cycle Start
Chamber Pressure
Load Temperature
Atmospheric Pressure (Pressure)
设计方法
工艺研发
装载类型 工艺类型
程序研发
工艺确认
性能确认
持续性控制
微生物杀灭的数学模式：
残存曲线公式: LogNF = -F/DT + log N0
换算成F值的形式: F T,Z = (LogN0 - LogNF) x DT
（N0初始微生物数量） （DT微生物在T温度和Z值下的耐热参数） （NF灭菌F分钟后的残存数） （FT，Z T度下的等效灭菌时间）
持续控制
•常规放行 •程序评估 •系统适用性 •再验证 •变更管理
工艺研发
总述
一般经过这些步骤：
• 建立设计需求 • 确定装载类型 • 选择程序类型 • 确定参数
程序研发：决策树
Yes
Heaபைடு நூலகம் Labile
No
Materials?
Use Product Specific Design Approach Section 4.1.2
设计方法
工艺研发
装载类型 工艺类型
程序研发
工艺确认
性能确认
持续性控制
用于无菌操作的物品在灭菌后使用前应保持无菌包装状态
• 应在A区下贮存及装配
• 即要保证有足够的蒸汽热穿透，又要确保空气及冷凝水在灭菌后段的去除，提 供一个微生物无法附着的保护屏障， 这一点需要得到平衡。
设计方法
工艺研发
装载类型 工艺类型
No
needed?
Section 4.3.2
Is an existing
Yes
pre-vacuum sterilizer
available ?
Use Pre-Vacuum Process
Section 4.3.1.1
No
Use Gravity Displacement Process
Section 4.3.1.2
灭菌机理 生物指示剂 热代动力学指标
灭菌机理
固定的试验温度下，微生物致死率设定曲线
微生物残存公式 Log NF = -F/DT + Log No
灭菌机理
D值
一定温度下微生物被杀灭９０％或下降一个对数单位所需的时间, 负倒数的关系（值越大,越难杀灭），受以下因素影响：
• 使用的微生物 • 微生物贮存条件 •复苏和培养条件 •灭菌柜工作时间 •起始温度 •培养基悬置及复苏类型 •灭菌后段持续时间及温度 • 蒸汽饱和度 • 包装情况
Evacuation / Steam Charge
Positive Pulses
TIME
Chamber Come Up
Exposure Time
Post Exposure Evacuation
过热现象主要由以下因素引起： － 在使用点附近压力突然下降； － 灭菌柜夹套温度高于腔体温度。
检测标准（ HTM 2010第3部）
• 不冷凝气体
– 每100毫升置换水中非冷凝气体体积不超过3.5毫升；
• 过热值
– 过热值不超过25°C ；
• 干燥值
– 干燥值不低于0.9 (或，装载物为金属时，不低于 0.95)。
化学指示带
颜色变化显示 及颜色渐变显示 Indicators vs. Integrators
热力学原理
温度是能量测试的手段； 一个系统以及它的周围环境的温度变化引起了热量传递
传导 分子振动可以传递能量，此时物体本身方位没有发生变化 对流 受热液体的移动引起热量的转化 辐射 通过电磁波转化能量
热力学
Temperature Setpoint
Chamber / Drain Temperature
Process Development
Design Approach
Load Types
Process Types
Process Qualification
Cycle Development
Performance Qualification
FPhysical Fphy用以描述基于循环中物理参数指标计算而得的F值
FBiological FBio值通过 DT x LR来计算, 即实际杀灭生物指示剂中微生物量的多少来 衡量, DT 是生物指示剂在参考温度下的D值,LR是整个过程中BI的实际下 降值.
灭菌过程的指示剂
种类较多，但一般涉及两种： 生物指示剂（BI）常用的有： G. stearotheermophilus, Clostridium sporogensis Bacillus coagulans Bacillus subtilis
设计方法
工艺研发
装载类型 工艺类型
程序研发
工艺确认
性能确认
持续性控制
例1：热不稳定待灭菌物品的灭菌程序选择：
a) 根据生物负荷检测结果（数量，抵抗力） N0 初始微生物少于１０个 D121˚C < 0.25 分钟（不到半分钟）
b) 设计值 N0 = 102 D121˚C = 0.4 分钟
c) 计算SAL达到10－6所需的F值 F121˚C = (log102 - log10-6) x D121˚C = 3.2 minutes
验证
研发阶段
确认阶段
设计方法
装载类 型
工艺类型
程序开发
性能确认
•过热 •受产品特性限制
•液体 •多孔
•饱和蒸汽 • 预真空 • 重力置换
•空气过压 • 空气－蒸汽物 （SAM）
• 过热水喷淋
•参数设定 • 加热段 • 灭菌段 • 灭菌后段
•l理化 •温度分布 •热穿透 •生物特性
灭菌工艺是一门学问
湿热灭菌及其工艺验证
第37届药物制剂论坛 中国医药生物技术协会 暨第四届消毒与灭菌技术专题研讨会 2009.06 SH
深圳赛诺菲巴斯德生物制品有限公司 刘文 wen.liu@
内容
9 概述 9 灭菌工艺及其验证的结构 9 湿热灭菌基础 9 研发阶段的几个步骤 9 确认阶段的几个步骤
Can Product
Be In Direct
No
Contact With
W ater?
Yes
Use Superheated Water Process Section 4.3.2.2
Use SAM Process Section 4.3.2.1
Use Any Moist Heat Process
Section 4.3
设计方法
装载类 型
工艺类型
程序开发
性能确认
•过热 •受产品特性限制
•液体 •多孔
•饱和蒸汽 • 预真空 • 重力置换
•空气过压 • 空气－蒸汽物 （SAM）
• 过热水喷淋
•参数设定 • 加热段 • 灭菌段 • 灭菌后段
•l理化 •温度分布 •热穿透 •生物特性
灭菌工艺是一门学问
持续控制
•常规放行 •程序评估 •系统适用性 •再验证 •变更管理
支持性法规依据
9 TM1: PDA Validation of Moist Heat Sterilization Processes: Cycle
Design, Development, Qualification and Ongoing Control 9 EU Guideline to GMP Medicinal Products fro Human and Veterinary
Use Annex 1 9 GB 18278 《医疗保健产品灭菌确认和常规控制要求 工业湿热灭菌》 9 British Std. BS EN 285: Sterilization- steam sterilizers-large
sterilizers
湿热灭菌基础
作为灭菌程序的设计、研发及确认的基 础，先要了解基本的技术参数，包括：
• 适用于细小管道，滤器及分装配件，这些内部空气不易排除的物品
• 因为较难保持高真空状态，而这又是有效去除空气的必要条件，所以灭菌柜生产商多会 开发真空脉冲系统，让蒸汽注入与抽真空交替进行
• 一般来说，脉动真空能有效去除空气，并迅速将蒸汽填补到真空位置，热力及潮湿环境 加速残余空气的去除
• 脉冲的次数选定依装载量而定
设计方法
工艺研发
装载类型 工艺类型
程序研发
工艺确认
性能确认
持续性控制
物料装载： 待灭菌物品直接与蒸汽接触。根据物品的疏密程度再分成两类
多孔类，如：滤器、胶塞、软管、工作服等. 硬物，如清洁设备、机器配件，主要针对物品表面进行灭菌
液体装载： 密闭容器最终灭菌。两步热传递：容器表面、内容物。有时称之为非孔性装载
程序研发
工艺确认
性能确认
持续性控制
• 装载类型的界定：
根据产品的热稳定性与否做出设计之后, 工艺研发的下一步即为：明确待灭 菌物品的理化性质 ，相关影响因素有：容器、包装、装载模式等