灭菌与湿热灭菌的基本概念

灭菌与湿热灭菌的基本概念

撰稿人：田耀华发布时间：2009年9月30日阅读次数：512

1几个专用名词的导入

(1)无菌：指物体或任何给定的介质中，没有任何活的微生物存在。

无菌操作：指在整个工艺操作过程中，利用和控制在一定条件下，尽量使产品避免微生物污染的一种操作方法，其所用一切器具原辅材料及环境应预先灭菌，操作必须在无菌操作室进行，操作人员必须按卫生要求程序进入。

(2)除菌：指用特殊滤材将微生物(死与活的)全部阻留而滤除（原已染有的微量可溶性代射物外），以防止热原产生。

(3)消毒：用物理或化学方法杀灭物体上或介质中的病原微生物。

(4热原：是微生物的代谢物，是细菌的一种内毒素，存在于细菌的细胞膜与固体膜之间。

(5)灭菌：应用物理或化学等方法把物体上或介质中所有微生物及芽胞全部杀灭，以获得无菌状态的总过程。灭菌大体可分3大类，即化学药物灭菌，生物药物灭菌和物理法灭菌。其中，物理灭菌法采用加热、光波、辐射、电磁场等物理方法杀有害微生物。物理方法的湿热灭菌更多适用于液体制剂，物理方法灭菌在药品及食品中应用最普遍，湿热灭菌，过滤除菌在可最终灭菌的大、小容量注射剂生产中应用最为广泛。

(6)杀灭时间(KT)：用于生物指示物抗力鉴定时，指受试示物样本，经杀菌因子作用后全部样本无菌生长最短作用时间（min）。

(7)衡量灭菌程度的几个参数：(1)D值（D），杀灭微生物量达90%所需的时间(min)，杀灭对数值，当微生物数量以对数表示时，指消毒前后微生物减少的对数值；(2)杀灭率（KR），在微生物杀灭试验中，用百分率表示微生物数量减少的值；(3)灭菌保证水平(SAL)，指灭菌处理后单位产品上存在活微生物的概率。

2热力灭菌的意义

在制药工业生产中，常用到消毒灭菌设备对有关物品进行消毒灭菌处理。对药品而言，在达到消毒灭菌效果可靠的同时，还要保证药品不受破坏，确保其药效的安全性、有效性和稳定性。就目前而言，在所有可利用的消毒灭菌方法中，热是一种应用最早、效果最可靠、使用最广泛的方法，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、真菌、原虫、藻类，因此热力灭菌在工业消毒灭菌上深受重视。

压力蒸汽法是所有湿热法、热力法、物理法及所有消毒灭菌方法中的首选方法，因此广泛使用的压力蒸汽消毒灭菌柜是湿热消毒灭菌的经典设备，虽然近年来有关湿热灭菌设备，为适应各种需要，开发了不少新型设备，但其均是在压力蒸汽消毒灭菌柜的基础上发展起来的。

3湿热与干热的根本区别

湿热法和干热法均是利用热力因子杀灭微生物的物理消毒灭菌方法。但它们的杀菌机理有所不同，湿热法主要是通过凝固微生物的蛋白质致其死亡，干热法则是通过脱水干燥使蛋白质氧化、变性、碳化和电解质浓缩中毒而使微生物死亡。它们的操作特点也各异，其根本

的区别在于消毒灭菌处理时，加热环境和微生物细胞的湿度水平有所不同：“湿热”加热在此指微生物内部和加热环境均处于湿度饱和状态的加热，此时微生物与纯净的水或饱和蒸汽呈平衡状态；而“干热”加热，则用于指加热环境中无水或不足以达到湿度饱和状态下的加热，其湿度水平可以为零，或刚刚低于饱和状态。

一般情况下，微生物对干热的耐受力较对湿热者为强，即湿热凝固蛋白质比干热氧化蛋白质快，从而杀灭微生物所需温度低得多。而且水分的存在有利于蛋白质凝固，在热作用的局部环境中，水分愈多或湿度愈高，蛋白质凝固所需温度愈低，凝固速度愈快，对微生物的杀灭效果也愈好。另外，湿热的穿透性也比干热强，因为蒸汽和水传导热能的效率比空气高，其次蒸汽冷凝时放出大量的潜热，可使物体迅速加热。正是由于二者杀菌机理和加热特点的不同，湿热灭菌不仅效果可靠，而且也降低了杀菌温度和作用时间。

4湿热灭菌的基本要素

压力蒸汽灭菌的基本要素包括作用时间、灭菌温度及饱和蒸汽等三大要素。

4.1作用时间

压力蒸汽灭菌的作用时间应从灭菌室内达到要求灭菌温度时算起，直至灭菌完成为止。总时间包括：①热力穿透时间，即从灭菌柜内达到灭菌温度至灭菌物品中心部位也达到灭菌温度所需时间，时间的长短取决于灭菌物品的性质、包装的大小、放置位置、灭菌柜内空气排空程度等；②灭菌维持时间，即杀灭微生物所需时间，或称热死亡时间；③安全时间，是为防止情况变化，或菌种耐受力的差异，影响杀菌效果需要延长的加热时间，一般为维持时间的一半，其长度视消毒物品而定。

而灭菌处理所需的全部时间，还应包括柜室内达到要求①灭菌温度前所需时间：预热时间、排除冷空气时间、室升温时间、灭菌处理结束后所需的降温时间。②预热时间指对灭菌柜室内进行加热达到规定灭菌温度的时间，预热可增加柜室内干热的均匀度和防止蒸汽过多冷凝；③排除冷空气时间为将室内原有冷空气排出柜外，以加强热的穿透，这对蒸汽尤为重要，应给于充分的时间；④室升温时间指放入物品后将整个柜室加温至灭菌要求温度的时间；

⑤降温时间指在完成消毒或灭菌停止加热后，柜室温度下降至可安全开门的时间。

4.2灭菌温度

微生物对热的耐受性因种类而不同，因此根据灭菌物品污染程度，其所需的灭菌温度和作用时间也随灭菌方式、物品性能、包装材料、要求灭菌过程长短而定。一般而言，灭菌温度愈高，所需时间愈短，饱和蒸汽的温度和其压力呈恒定的关系，但当室内的空气未排除或未完全排除，则蒸汽不能达到饱和，此时虽然压力表显示已达灭菌压力，但蒸汽温度却并未达到要求，从而导致灭菌失败。

4.3饱和蒸汽

饱和蒸汽必须满足干燥(含湿气＜5％＝和纯净(含冷空气＜3.5％，过热度不应超过5℃，因为饱和蒸汽遇冷可快速冷凝而释放出大量的潜热能，使物品的温度上升；而冷凝的同时，其体积急剧收缩(1/1600)，还可产生局部负压，使随后的蒸汽穿透到物品的深处。对过热蒸汽，一方面冷凝放缓，不利于灭菌，此现象在过热5℃以上时即表现明显。另外，蒸汽过热可导致物品加热不匀，纺织品与纸类物品易焦化，橡胶制品易快速老化。过热蒸汽的产生可因输气系统或规定的压力明显下降，或夹套中温度较高。当蒸汽中含有较多细微雾粒(＞5％)时称为湿蒸汽，此时因雾粒可濡湿织物等，形成气体流动的屏障而不利于热的穿透，同时也会增加灭菌后干燥处理的难度。雾粒的存在主要因在加水过多的锅炉中表面水泡迸裂被快速蒸汽带出，或蒸汽通过较长管道冷凝而成。当蒸汽中混入空气，其压力和温度间的关