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灭菌制剂和无菌制剂
第四章
目的要求
掌握：
1、灭菌、灭菌法、 菌、 菌操作、防腐及消毒的概念。
2、各种湿热灭菌法，特别是热压灭菌法。
3、注射剂的定义、特点、质量要求、处 组成及制备 艺。
熟悉：
1、注射剂中等渗调节剂加 量的计算。
2、注射用 的质量要求和制备注射用 的原理和 法。
了解：
1、其他灭菌与 菌制剂。
2、灭菌与 菌制剂新进展。
第一节 概 述
定义
灭菌制剂（sterilized preparations）：系指采用某一物理，化学方法杀灭或除去制剂中所有活的微生物的一类药物制剂。
无菌制剂（sterilie preparations） ：系指在无菌环境中采用无菌操作法或无菌技术制备不含任何活的微生物的一类药物制剂。
灭菌制剂和无菌制剂分类：
①注射剂：针头注入人体的制剂；
②眼用制剂：用于眼部疾病的制剂；
③植入制剂：用埋植方式给药的制剂；
④局部用外用制剂：用于外伤，烧伤以及溃疡等创面用制剂；
⑤手术用制剂：手术时使用的制剂。
— 制药用水的制备
（一）分类
第二节 灭菌制剂与无菌制剂的相关技术
来源 用途
原水 自来水或井水 不能直接用作制药用水
饮用水 原水净化 可用于药材的漂洗，器具的粗洗和药材 的提取溶剂
纯化水 饮用水净化 普通制剂的溶剂
（purified （蒸馏，离子交换，反渗透） 试验用水
water） 药材提取溶剂
非灭菌制剂容器的精洗
注射用水 纯化水净化 （蒸馏，反渗透） 注射剂，输液，眼用制剂的配制及容器 精洗
灭菌注射用水 注射用水灭菌 注射用灭菌粉末的溶剂，注射剂的稀释 剂，伤口冲洗
（二）制药用水制备
（1）反 渗 透 法(reverse osmosis)
常用膜材：醋酸纤维膜、聚酰胺膜. 膜孔径<2nm.
优点：
耗能低、水质好
可去除微生物和病毒 设备使用和保养方便 可达到注射用水的要求
（2）离子交换法
优点：不需要加热和冷却，成
本低，对热原，细菌可去除部分。
缺点：除热原效果不可靠，需再 生或定期更换树脂。
717型强碱型：
氢氧型：RN +(CH3)3OH-
氯型： RN +(CH3)3OH- Cl-
732型强酸型： 氢型：RSO3- H+
钠型： RSO3- Na+
（二）制药用水制备方法
流程:常水----蒸汽----单蒸馏水---
-蒸汽----重蒸馏水
多效蒸馏水机：热效率高，耗 能低，出水快，纯度高，水质稳定
（二）制药用水制备方法
（3）蒸馏法（经典）
（三）注射用水的制备
蒸馏法（经典）
流程:常水----蒸汽----单蒸馏水----蒸汽----重蒸馏水
多效蒸馏水机：热效率高，耗能低，出水快，纯度高，水质稳 定。
反渗透法
综合法（效果最好）
水的储存和检查：
收集保存：80℃以上或灭菌后密封保存，65℃以上保温循环 存放或4℃以下的无菌状态下存放。并在制备12h内使用。
质量检查（氯化物，重金属，PH，铵盐，热原等）
二.热原的去除技术
（pyrogen）
:G-杆菌>G+杆
菌>G+球菌，真 菌，酵母菌，霉 菌
致热能
热原≈内毒素
≈脂多糖（细 胞外壁）
1 定义
是指能引起恒温动 物体温异常升高的
微 致热物质。
2
3
注射剂中热原 达1ug/kg就会 引起 良反应。
>40℃
（二）热原性质及去除热原的办法
1 耐热性
60℃，1h不受影响；100℃不会分解；120℃4h破坏98%
2 过滤性
体积小，1-5nm，能通过孔滤膜。
3 吸附性
活性炭可以吸附热原。（吸附、脱色、助滤）
4 水溶性
多糖结构，能溶于水。
5 不挥发性
但可被强酸、强碱破坏。
高温法
180-200℃干热2h， 250℃45分钟
分子大小的差异
离子交换
水溶液一般带负电，非可靠
孔径小的滤
凝胶过滤、 超滤法
反渗透法
酸碱法
容器：重铬酸钾硫酸洗液或稀氢氧化钠
（三）热原的污染途径
热原的污 染途径
注射用水
原料辅料
输液器具
生产用具
制备过程
生产环境
三 液体过滤
（一）过滤
（filtration）
是利用过滤介质截留液体中混悬的固体颗粒
，而达到固液分离的操作。
（二） 过滤机制
介质过滤
滤饼 过滤
表面过滤
深层过滤
固体粒 子含量 3-20%
微孔滤膜, 超滤膜,
砂滤棒， 垂熔玻璃漏
反渗透膜 斗，多孔陶瓷
影响因素
8 L
P r 4t
V
V—过滤容量 P—操作压力
r—流过层内毛细管半径 L—毛细管长度
η--药液粘度
影响因素及增加滤速的方法：
P:压力越大，流速越大---加压或减压提高压力差
r:空隙越小，流速越慢--使颗粒变粗
L：沉积的滤饼量越多，流速越慢---先预滤，减少滤饼厚度
η：粘度越大流速越慢---升高滤液温度降低粘度
可改变药液PH，滤液吸溜较多。
砂滤棒滤器
硅藻土SiO2 多孔素瓷滤棒 白陶土
质地疏松，适 合于黏度高， 大量滤液 质地致密，滤 速较慢，适合 较低黏度
适合大生产初滤，但易脱砂， 对药液有吸附性，难清洗，且
垂熔玻璃过滤器
滤板号 1 2 3 4 5 6
滤板孔径 （um） 80-120 40-80 15-40 （常压） 5-15 （减压/加压） 2-5 <2（除菌过 滤）
优点：性质稳定，不脱落，无吸附，易清洗 缺点：价贵，易脆 注意：使用后用水冲洗，并用1%-2%硝酸钠硫酸处理。
三 液体过滤
（三）过滤器和过滤装置
（三）过滤器和过滤装置 微孔滤膜滤器：
优点：1 孔径小，均匀，节流能 力强，不受流速和压力影响，有利 于提高注射剂澄明度；
质地轻而薄，空隙率大，因此阻 力小，流速快；
滤膜是一个连续的整体，过滤时 无介质脱落，不会影响药液PH；
滤膜吸附性小，不滞留药液；
滤膜用后弃去，不会造成产品交 叉污染。
缺点：易堵塞。
三 液体过滤
（四）常见的过滤方式
高位静压过滤：
适合于生产量不大，缺乏加压或减压设备的情况。
减压过滤：在过滤介质下部进行减压过滤。
优点是药液不易污染。缺点是操作压力不稳定，易使滤层松动。
加压过滤：在滤质上部加压的过滤操作。
特点是压力稳定，滤速快，质量好，产量高，多用于大生产需要。
三 液体过滤
无菌药品生产的人员、设备和物料应通过气锁间进入洁净区，采 用机械连续传输物料的，应当用正压气流保护并监测压差。物料 准备、产品配制和灌装或分装等操作必须在洁净区内分区域进行。应当根据产品特性、工艺和设备等因素，确定无菌药品
生产用洁净区的级别。每一步生产操作的环境都应当达到适当的 动态洁净度标准，尽可能降低产品或所处理的物料被微粒或微生 物污染的风险。
正压气锁
负压气锁
梯度气锁
o 空气净化技术
（一） 洁净室的净化标准
A 级 高风险操作区，如灌装区、放置胶塞桶和与无菌制剂 直接接触的敞口包装容器的区域及无菌装配或连接操作的 区域，应当用单向流操作台（罩）维持该区的环境状态。单 向流系统在其工作区域必须均匀送风，风速为0.36~0.54 m
/s（指导值）。应当有数据证明单向流的状态并经过验证。 在密闭的隔离操作器或手套箱内，可使用较低的风速。
B 级 指无菌配制和灌装等高风险操作A 级洁净区所处的背 景区域。
C 级和D 级 指无菌药品生产过程中重要程度较低的操作步
骤的洁净区。
洁净度：A>B>C>D
o 灭菌和无菌操作技术
灭菌：用适当的物理或化学方法杀灭或除去所有 致病菌和非致病微生物、繁殖体、芽孢的手段。
无菌：在指定物体，介质或环境中，不得存 在任何活的微生物。
目的：最大限度的提高药物制剂的安全性，保证 制剂的临床疗效。
无菌保证水平（SAL<10-6)：评价灭菌效果的 质控指标。
物理灭菌法
1、热力灭菌法 干热灭菌法、湿热灭菌法
2、过滤除菌
3、射线灭菌法
紫外线灭菌 微灭菌、辐射灭菌
1、气体灭菌法
2、药液法
无菌操作法
1、无菌操作室的灭菌
2、无菌操作法
灭菌法
（一）灭菌法：
化学灭菌法
破坏蛋白质和核酸的氢键
160-170℃，2h；
170-180℃，1h；
250℃，45分钟（可除去热原）
适用于耐高温的玻璃、金 属及粉末化学药品，注射 用油灭菌。
穿透力弱，不适合大多数 药品和橡胶、塑料。
1. 热力灭菌法
（1）干热灭菌法
指示菌：
枯草芽孢杆菌芽孢
影响因素：
微生物种类和数量：芽孢（含水量较少）>繁殖体>衰老 体，数量越少，时间越短；
注射液的性质：中性>碱性>酸性（微生物耐热性）
药物的稳定性
蒸汽性质：饱和蒸汽>湿饱和蒸汽、过热蒸汽
灭菌物品体积和分布
1. 热力灭菌法
（2）湿热灭菌法
热压灭 菌法
煮沸灭 菌法
流通蒸 气灭菌 法
低温间歇 灭菌法
采用高压饱和蒸汽。 能杀灭所有细菌繁殖体和 芽孢。
121℃灭菌8Min,
121℃灭菌12min,
121℃灭菌15min 。
常压，100℃流通蒸气， 30~60min。
不能保证杀灭所有的芽孢，
一般是不耐热的产品的辅助手段。
30~60min，
用于注射器等器皿消毒。
（可加入杀菌剂增加效果）
80℃
1h
20-25℃
60-80℃，60min， 适合不耐高温、热 敏物料的灭菌
80℃
80℃
1h
20-25℃
24h
1h
24h
24h
20-25℃
1. 热力灭菌法
（2）湿热灭菌法
3.射线灭菌法
紫外线灭菌法
波长在200-300nm,254nm杀菌作用最强；
适用于表面灭菌、空气灭菌，不适用于药液的灭菌及 固体物料深部灭菌；
普通玻璃可吸收紫外线，所以装在容器中的药物不能
被灭菌。
对人体有伤害作用，一般在操作前开启1-2h，操作时 关闭。
3.射线灭菌法
微波灭菌法
原理：电压按高频率交替的转换方向，正负电场方向也交替改变，极化分 子也在不停转动方向，剧烈碰撞摩擦生热，产生大量热量。
300MHz~300kMHz，适用于液体和固体物料的灭菌；
低温，常压，灭菌速度快，高效，均匀，保质期长，节约能源，不污染环 境等优点。
辐射灭菌法
60Co和137Cs的γ射线，适用于热敏物料的灭菌。不升高温度，适合于不耐热物品；
穿透力强，可用于密封安瓿和整瓶药物灭菌；
杀菌效率高，可杀灭繁殖体和芽孢；
可用于维生素、抗生素、生物制品、激素，中药材 等灭菌。
不适合于蛋白、多肽、核酸等大分子药物的灭菌。
3.射线灭菌法
过滤除菌
孔径<0.22um，不能截留热原（1-5nm）。 滤过除菌法的特点：
适合于不耐热溶液，如生物碱，激素，生化制剂等，将细菌和 尸体一起滤除，但不能破坏热原；
加压，减压过滤均可，前者用的较多；
滤过除菌法应配合无菌操作技术进行；
在滤过除菌前应预过滤，避免大颗粒堵塞模孔；
过滤法制备的成品必须进行无菌检查，合格后才可用于临床。
3.射线灭菌法
（二）化学灭菌法
1.气体灭菌法
环氧乙烷灭菌法
甲醛蒸汽熏蒸灭菌 法
2.药液灭菌法
70%-90%乙醇
0.5%-3%苯酚
苯扎溴铵等
适合于环境消毒， 不耐热的医疗器械，粉末消毒
适合于皮肤，器械消毒
（三）无菌操作法
无菌操作室的灭菌
甲醛溶液加热熏蒸法 紫外线灭菌法
液体灭菌法 臭氧灭菌
无菌操作
无菌操作室、层流洁净工作台和无菌操作柜是无菌操作的主 要场所，无菌操作所用的一切物品、器具及环境，均需按前述 灭菌法灭菌。无菌操作室要求达到100级空气净化条件。
（四）灭菌效力的检查方法与FO值
灭菌方法的可靠 性验证
1. D值
意义：在一定温度下，杀灭微生物90%或残存率为10%时 所需的灭菌时间（min）。
t
lg NO lg Nt
D
例：产品在121℃温度下曝露5分钟，微生物数由2x106个降低到 6x103个，则D=3.28min
NO：微生物的初始总量，
Nt：灭菌时间t后的微生物数量, t：灭菌时间
dt
dN
kN
K:灭菌速度常数
在一定灭菌条件下，不同微生物有不同的D值；同一微生物 在不同灭菌条件下，D不同。
D值随微生物的种类，环境和灭菌温度、灭菌方法而改变。
但不会受到N0的影响。
2. Z值
意义：灭菌时间减少到原来灭菌时间的10%， 而具有相同的灭菌效果，所需升高的灭菌温 度。
lg DT 1 lg DT 2
T2 T1
Z
设Z=10 ℃，T1=110 ℃;T2=121 ℃，D2=0.079D1，则D2=0.079min.
3. Fo值（标准灭菌时间，湿热灭菌）
意义：一定温度，Z值为10℃，所产生的灭菌效果与 121℃，Z为10℃所产生的灭菌效力相同时所相当的时 间。将温度与时间对灭菌效果统一在F0值中，更精确。
T 121 10
FO t 10
△t：测量被灭菌物温度的时间间隔 T：实际温度
说明：F0的计算要求测定灭菌物品内部的实际温度，包括 灭菌过程中的
升温、恒温、冷却三部分热能对微生物的总致死效果。 温度有很小的差别，都会引起F0的显著变化。
灭菌时应当将热电偶插入被测物的内部，经灭菌 传到温度记录仪。
F0值
FO D121 (lg NO lg Nt )
Nt—染菌率概率，一般取10-6
影响F0的因素：
容器的大小，形状，热穿透系数；
灭菌产品溶液粘度，容器填充量；
容器在灭菌器内的数量和分布，该因素影响最大；
微生物数越多，灭菌时间越长。
*为保证灭菌效果，一般增加50%的FO值。（8≤ FO≤12）

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