第三章灭菌与无菌制剂

指数存活曲线 exponential survival curve
化学指示剂—利用某些熔点正好是灭菌所需温度的化学药品作
射线灭菌法
过滤灭菌法
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1. 热灭菌法 干热灭菌法
湿热灭菌法
1）干热灭菌法
火焰灭菌法
在干燥环 境中进行灭菌
干热空气灭菌法
的技术
灭菌温度、时间：
135-145℃，3-5h
160-170℃，2-4h
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180-200℃，0.5-1h
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（1）火焰灭菌法
= 2.303/k = D
D值：降低被灭菌物品中微生物数至原来1/10或降低 一个对数单位（lg100降至lg10）所需的时间
不同灭菌法不同微生物不同制剂组分的D值
灭菌方法
微生物 温度 介质或样品 D值（min）
蒸气灭菌 蒸气灭菌 蒸气灭菌 蒸气灭菌 干热灭菌
嗜热脂肪芽孢 杆菌
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嗜热脂肪芽孢 杆菌
第三章 灭菌制剂和无菌制剂
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第一节 概 述 第二节 注射剂 第三节 注射剂的制备 第四节 输液 第五节 注射用无菌粉末 第六节 眼用液体制剂 第七节 其他灭菌与无菌制剂 第八节 灭菌与无菌制剂新进展
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第一节 概述
基本概念
灭菌（sterilization)： An operation which renders an organism
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一、灭菌制剂与无菌制剂
药物制剂
规定无菌制剂 不得检出活菌
非规定无菌制剂（限菌制剂） 限定染菌的种类与数量
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灭菌制剂 采用某一物理、化学方法杀灭或除去所有活的微
生物繁殖体和芽孢的一类药物制剂
无菌制剂 采用某一操作方法或技术制备的不含任何活的微
生物繁殖体和芽孢的一类药物制剂
用紫外线（能量）照射杀灭微生物和芽孢的 方法 灭菌波长：200-300nm（最强灭菌力波长254nm）
适用：照射物表面灭菌、无菌室空气、蒸馏水
不适合：药液灭菌、固体物料深部灭菌
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灭菌机理：
➢ 紫外线导致核酸蛋白变性
➢ 使空气中氧气产生微量臭氧
➢ 紫外线穿透能力弱，并能被普通玻璃吸收， 装于普通玻璃容器中的药物不能用紫外线灭菌
作为其他灭菌法的辅助措施
适用：皮肤、无菌器具、设备消毒
常用消毒液：75%乙醇、1%聚维酮碘溶液、
0.1-0.2%新洁尔灭溶液、酚或煤酚皂溶液等
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（三）无菌操作法
整个过程控制在无菌条件下进行的一种操 作方法 适用：不耐热药物注射液、眼用制剂、皮试液、 海绵剂、创伤制剂的制备
F0值
在一定灭菌温度（T）、Z值为10℃所产生的灭菌效果与 121℃、Z值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间
物理F0值数学表达式：
T 121
F t10 z
生物F0值数学表达式： F0=D121℃×(lgN0-lgNt)
为灭菌后预计达到的 微生物残存数，即染 菌度概率.
F0值特点
F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭 容器中全部微生物所需要的时间
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（3）煮沸灭菌法
将待灭菌物品置沸水中加热灭菌的方法
时间：30－60min
灭菌效果较差
注射剂、注射针等器皿消毒
பைடு நூலகம்
必要时加入适量抑菌剂（三氯叔丁醇、甲酚、氯甲 酚等）以提高灭菌效果
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（4）低温间歇灭菌法
将待灭菌物置60－80℃水、流通蒸气中加 热60min，杀灭微生物繁殖体，室温24h， 待灭菌物中芽孢发育成繁殖体，再次加热 灭菌、放置，反复多次，至杀灭所有芽孢
毒性、发热物质等
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2）微波灭菌法
采用微波（频率300MHz-300kMHz)照射 产生的热能杀灭微生物、芽孢的方法
适用：液体、固体物料
对固体物料具干燥作用
特点：微波穿透到介质、物料内部，介质、
物料表里一致加热
低温、常压、高效、快速、低能耗、无污染
易操作、易维护、产品保质期长等特点
用火焰直接灼烧灭菌的方法 适用：
耐火焰材质（金属、玻璃及瓷器等）的物品、用具
不适合：药品
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（2）干热空气灭菌法
高温干热空气灭菌的方法 适用：耐高温玻璃、金属制品
不允许湿气穿透的油脂类
（油性软膏基质、注射用油等）
耐高温粉末化学药品 不适于：橡胶、塑料、大部分药品
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嗜热脂肪芽孢 杆菌
121
产芽胞梭状芽 孢杆菌
105
枯草芽胞杆菌 135
5％葡萄糖 水溶液
5％葡萄糖 水溶液
注射用水
5％葡萄糖 水溶液 纸
87.8 2.4 3.0 1.3 16.6
红外线灭菌 枯草芽胞杆菌 160 玻璃板
18秒
Z值
降低一个lgD值所需升高的温度,即灭菌时间减少到原来的1/10所
需升高的温度.
Z＝(T2－T1)／(logD2－logD1)
T2 T1
D2 / D1 10 z
F值
在一系列灭菌温度（T）下给定Z值所产生的灭菌效力与在 参比温度（To）下给定的Z值所产生的灭菌效力相同时，To温 度下所相当的灭菌时间.
常用于干热灭菌，Z=20℃,单位：min
T T0
F t10 z
F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、 实用.
为确保灭菌效果，适当增加安全系数，一般增加理论值的50%
影响F0值因素
➢ 容器大小、形状，热穿透性 ➢ 灭菌产品性质，装量 ➢ 容器在灭菌器内位置及数量
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灭菌验证
生物指示剂—活微生物制品
湿热灭菌，嗜热脂肪芽孢杆菌孢子；干热灭菌，枯草芽孢杆菌孢子
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原理 高频电磁场作用，极性分子取向按交变电 磁频率不断变化运动、相互摩擦产生热量
热效应—使微生物蛋白质变 性失活 微波杀菌机理
非热效应—干扰微生物正常
新陈代谢，破坏微生物的生
低温（70-80℃）长即环可境杀灭微生物，不影
响药物稳定性
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3）紫外线灭菌法
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影响因素
微生物的种类和数量
耐热、压次序： 芽孢＞繁殖体＞衰老体 微生物数量↓，灭菌时间↓
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蒸气性质
影响因素
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影响因素 药物性质和灭菌时间
灭菌温度愈高，灭菌时间愈长 药品被破坏可能性愈大
原则：达到有效灭菌前提下，尽可能 降低灭菌温度、缩短灭菌时间.
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防腐（antisepsis)： 用物理或化学方法抑制微生物的生长与繁殖的
手段（抑菌） 抑菌剂（防腐剂）
对微生物的生长与繁殖具有抑制作用的物质
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消毒（disinfection)： 用物理或化学方法杀灭或除去病原微生物
的手段 消毒剂
对病原微生物具有杀灭或除去作用的物质
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其他
介质pH值
中性 碱性 酸性
影响因素
最耐热 次之 最弱
介质的营养成分 营养高 抗热性强
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（2）流通蒸气灭菌法
常压下，采用100℃流通蒸汽加热杀 灭微生物的方法 灭菌时间：30－60min. 适用：消毒、不耐高热制剂灭菌 不能保证杀灭所有芽孢，非可靠灭菌法
高压饱和水蒸气加热杀灭微生物的方法
（杀灭所有细菌繁殖体、芽孢）
适用：耐高温、高压蒸汽
药物制剂、玻璃容器、金属容器、瓷器、橡 胶塞、滤膜过滤器等
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灭菌温度（蒸气表压）和时间
115℃(67kPa)×30min 121℃(97kPa)×20min 126℃(139kPa)×15min
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干热灭菌法
热灭菌法 湿热灭菌法
物理灭菌法 射线灭菌法
灭菌方法
过滤除菌法
化学灭菌法 无菌操作法
气体灭菌法 化学药剂灭菌法
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（一）物理灭菌技术
利用蛋白质、核酸具有遇热、射 线不稳定的特性，采用加热、射线和 过滤方法，杀灭或除去微生物的技术 （物理灭菌技术） 热灭菌法
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2）湿热灭菌法
用饱和蒸汽 、沸水或流
通蒸汽进行灭菌的方法
热压灭菌法 流通蒸气灭菌法
煮沸灭菌法
低温间歇灭菌法
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Autoclaving： （1）热压灭菌法
sterilization of materials by steam under pressure.
An autoclave is a device to sterilize equipment and supplies by subjecting them to high pressure steam at 121°C or more（invented by C. Chamberland in 1879.
无菌操作法：
无菌操作室灭菌、无菌操作两个环节
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1. 无菌操作室的灭菌
➢ 紫外线、液体、气体灭菌法 ➢ 常用甲醛溶液加热熏蒸法
2. 无菌操作（aseptic technique）
refers to a procedure that is performed under sterile conditions
适用：不耐高温、热敏感物料和制剂
缺点：费时、工效低、灭菌效果差
适量抑菌剂可提高灭菌效率
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2. 射线灭菌法
采用辐射、微波和紫外线杀灭微生
物和芽孢的方法 辐射灭菌法 微波灭菌法 紫外线灭菌法
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1）辐射灭菌法 采用放射线同位素（60Co、137Cs）放射 的γ射线杀灭微生物、芽孢的方法
何活的微生物
无菌操作法（aseptic technique)： Aseptic technique refers to a procedure
that is performed under sterile conditions 在整个操作过程中利用和控制一定条件，使产
品避免被微生物污染的一种操作方法或技术
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无菌制剂
注射用制剂 眼用制剂 植入型制剂
注射剂、输液、 注射粉针
滴眼剂、眼用膜剂、 软膏剂、凝胶剂
植入片
创伤用制剂 手术用制剂
溃疡、烧伤及外伤用 溶剂
止血海棉、骨蜡
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二、灭菌与无菌技术
目的
提高药物制剂的安全性 保护制剂的稳定性 保证制剂的临床疗效
➢ 紫外线对人体有一定的伤害，照射过久易引 起结膜炎、红斑及皮肤烧灼
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3. 过滤灭菌法
采用过滤法除去微生物的方法 机械除菌方法——除菌过滤器 适用：热不稳定药液、气体、水等物品灭菌 对灭菌用过滤器要求较高
常用过滤器：0.22µm微孔滤膜 器、0.3 µmG6垂熔玻璃滤器
unable to procreate. 用物理或化学等方法杀灭或除去所有致病、非致
病微生物繁殖体、芽孢的手段
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灭菌法（technique of sterilization) 杀灭或除去所有致病、非致病微生物繁殖体、芽
孢的方法或技术
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无菌（asepsis，sterility) 在人一指定物体、介质或环境中，不得存在任
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（二）化学灭菌法
用化学药品直接作用于微生物而将其杀灭的方法
杀菌剂：对微生物具有触杀作用的化学药品
气体、液体杀菌剂
杀菌剂只对微生物繁殖体有效，不能杀灭芽孢
杀菌效能决定于微生物种类与数量
物体表面光洁度
多孔性
杀菌剂性质
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气体灭菌法： 环境消毒、不耐热医用器具、设备设施等消毒 粉末注射剂消毒 常用气态杀菌剂 环氧乙烷、甲醛、丙二醇、甘油、过氧乙酸 药液灭菌法
➢ 无菌操作的场所 无菌操作室、层流洁净工作台、无菌操作柜
➢ 无菌操作的所用物品、器具、环境 ➢ 操作人员
（四）灭菌参数（F值和F0值）
D值：一定温度下杀灭90%微生物（或残存率为10%）所需的
灭菌时间
杀灭微生物复合一级动力学过程
dN/dt=-kN
lgN0-lgNt=kt/2.303 t = 2.303/k(lg100-lg10)
适用：热敏物料、制剂灭菌
常用：维生素、抗生素、激素、生物制品...
辐射灭菌剂量：25kGy
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Gy(戈瑞)---射线剂量单位， 即1kg被辐照物质吸收1焦 耳的能量为1戈瑞.
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优点：
不升高产品温度
穿透力强
灭菌效率高
缺点：
设备费用较高
操作人员潜在危险
对某些药物（特别溶液型）可能产生药效降低或产生