1 无菌药品的灭菌概述

灭菌方法是指采用物理和化学等方法杀灭或除去一切存 活的微生物繁殖体或芽孢，使被灭菌的物品达到无菌的方法。在无菌药品的生产中，防止内毒素污染、微生物污染一直是 监管机构和生产企业关注的重点。无菌药品的灭菌要实现除 去或杀灭药品中的芽孢以及微生物繁殖体，从而保证药物制 剂本身的安全性，也必须同时保证药品的稳定性及其临床的 治疗效果，所以这些无菌药品的生产企业采用适宜的灭菌方 法，对药品质量的保证具有极其重要的意义。

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2 无菌药品的灭菌方法简介

2.1 湿热灭菌

湿热灭菌法是指在灭菌器内利用高压蒸汽或其他热力学 灭菌手段杀灭物品中的微生物。湿热灭菌为热力学灭菌中用 途最广、最有效的方法之一，具有传导快、穿透力强、灭菌 能力更强的特点。目前《中国药典》《美国药典》《欧洲药典》、 各国 GMP 规范等均收录该方法。

原理 ：湿热灭菌是通过湿热的方法使微生物的核酸和蛋 白质变性，从而致其死亡。这种变性是分子中的氢键首先分裂， 其后核酸和蛋白质的内部结构被破坏，从而使其原有功能丧 失，达到灭菌的目的。

影响湿热灭菌效果的因素包括 ：①灭菌所需时间的长短 与最初灭菌物中微生物的数量的多少有关，所以根据一级动 力学方程，灭菌物中微生物的数量和种类直接影响灭菌效果。②一般情况下微生物在中性溶液中的耐热性最好，在碱性溶 液中较差，酸性溶液中最差，所以灭菌溶液的 pH 也是灭菌 效果的影响因素。③灭菌物的性质，如果溶液中含有氨基酸 和糖类等营养性物质，微生物就会得到这些营养物质的保护， 从而增强它们的耐热性。④干热空气和过热蒸汽的穿透性比 饱和蒸汽的穿透性要差很多，所以蒸汽的饱和度是灭菌效果 的又一影响因素，应尽可能使用饱和蒸汽进行灭菌。

2.2 干热灭菌

干热灭菌是通过高温使脱氧核糖核酸酶、微生物等生物 高分子产生非特异性氧化从而达到杀灭微生物的方法。按照 其使用方式的不同，干热灭菌设备可分为连续式和间歇式， 如隧道式灭菌烘箱就是连续式，用于西林瓶或安瓿瓶的灭菌 ；而干热灭菌柜则为间歇式，可用于设备部件、金属器具的灭 菌除热源。

干热灭菌的热力学原理与湿热灭菌的热力学特性相似， 微生物的杀灭在一定的灭菌条件下，也同样符合对数原则。

耐高温的粉末化学药品以及一些金属设备、不需湿气穿 透的油脂类和器具，还有玻璃等耐高温物品的灭菌可以考虑 干热灭菌，但不适用于大部分药品、塑料及橡胶的灭菌，干 热灭菌同时也可以除热源。比如在无菌药品水针的生产车间， 其 B 级和 C 级洁净区的一些器具，可以通过双扉干热灭菌柜， 利用电加热进行干热灭菌。

2.3 辐射灭菌

辐射灭菌是利用电离辐射杀灭微生物的灭菌方法，用于 灭菌的电磁波有微波、紫外线、γ 射线、X 射线等。目前辐 射灭菌多采用60Co 源放射出的 γ 射线。

辐射灭菌工艺的原理 ：在一个特殊设计的装置中，产品 暴露于由钴60（60Co）放射性核素、铯137（137Cs）放射性 核素产生的 γ 射线，或由电子发生器产生的电子或 X 射线束， 从而达到杀灭微生物的方法。

辐射灭菌有以下优点 ：①常温灭菌，产品灭菌过程中温 升小，适用于对热敏感的生物制品和药物的灭菌。②工艺简 单，一旦灭菌参数确定后，时间便是唯一可调因素，适合于 工业化大生产，节约能源，不污染环境。③包装好之后再灭菌， 在密封包装条件下，产品可以长期保持无菌状态。④辐射的 穿透力很强，其灭菌也彻底，且不受物品包装及形态的限制。⑤辐照后产品中无放射性残留、无化学毒性等副作用。

2.4 环氧乙烷灭菌

环氧乙烷灭菌，它是相对比较可靠的一种低温灭菌方法。环氧乙烷具有不稳定的三元环结构以及其小分子特性，使它 具有很强的穿透性和化学活性。常见的环氧乙烷灭菌工艺采 用真空过程，一般可采用100% 纯环氧乙烷或含40%~90% 环 氧乙烷的混合气体（例如 ：与二氧化碳或氮气混合）。当采用 正压过程时，采用8%~20% 的环氧乙烷与二氧化碳气体混合 使用。产品在充有灭菌气体的受压腔内进行灭菌处理。标准 的环氧乙烷的灭菌处理过程由3个不同阶段组成 ：预处理、灭 菌和解析。

环氧乙烷灭菌的原理 ：环氧乙烷是一种广谱灭菌剂，可 在常温下杀灭真菌、芽孢、病毒、细菌等各种微生物 ；它可 以与蛋白质上的氨基、硫氢基、羧基等发生烷基化作用，从 而导致微生物死亡 ；它也可以抑制胆碱酯酶、胆碱化酶、肽 酶、磷酸致活酶等的生物酶活性 ；环氧乙烷也可与 RNA 以及 DNA 发生烷基化反应从而导致微生物的灭活。

2.5 过滤除菌

除菌过滤是指通过过滤器除去流体中微生物的工艺过程， 该过程不应对产品质量产生不良影响。包括液体和气体除菌 过滤。无菌药品生产中液体的除菌过滤一般采用除菌过滤膜孔径不超过0.22μm，可达到每平方厘米有效过滤面积在工艺 条件下截留107CFU 缺陷假单胞菌，这是液体除菌过滤器的一 般要求。

很多最终灭菌的无菌产品，在最终灭菌前的灌装前使用 过滤器对产品进行过滤，控制微生物的污染水平 ；对于不可 以最终灭菌的无菌产品，如一些无菌水针、冻干粉针等在灌 装前通过除菌过滤来过滤产品，以达到无菌水平。考虑降低 除菌过滤风险，在1支除菌过滤器就可以达到除菌过滤效果时， 增加第2支（或使用多个）除菌级过滤器进行保障除菌过滤的 效果，这样的设置，通常被称为“双重”或者“冗余”设置。

3 无菌药品灭菌决策

无菌药品灭菌需要根据情况选择不同的方法，一般考虑 使用目的、灭菌对象的稳定性以及生产中的具体条件等限制。比如，玻璃容器一般使用干热灭菌处理，环境设施宜使用化 学灭菌法处理，而胶制品和衣物等一般使用湿热灭菌方式， 分装用乳糖、中药粉等粉剂可以选择辐射灭菌处理。制剂产 品通常需要根据产品特性选择适宜的灭菌方法。

以下以溶液剂型产品、干粉产品、半固体或非溶液剂型 的灭菌工艺选择的决策树为例（图1~ 图2），作为无菌药品灭 菌方法选择的抉择树，无菌药品生产企业在选择灭菌方法时 可以作为参考。

4 结语

防止内毒素污染、微生物污染一直是监管机构和生产企 业对无菌药品的生产关注的重点。灭菌方法的选择对于药物 制剂的安全性、稳定性及其临床疗效具有重要意义，所以生 产企业应从其生产产品的特性以及各种限制条件，参照灭菌 方法选择决策树选择适合自己的灭菌方式。

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