中国医药设备工程协会湿热灭菌器以及湿热灭菌工艺的验证指南－协会标准的编制背景及内容上海市食品药品监督管理局上海市食品药品包装材料测试所验证部徐敏凤有关湿热灭菌协会标准编制背景“欣弗”和“齐二药”的启示国家审评中心的相关规定GMP 的改版国际国内的发展趋势起草单位编制协会的参考依据欧盟医药产品管理法规第四卷欧盟有关人用和兽用医药产品GMP 指南（2008 年3月）以及：附录1 无菌药品的生产附录20 质量风险管理FDA 的CGMP （2004 年9月）Validation of Aseptic Pharmaceutical Processes, Frederick J. Carleton & James P. Agalloco 1998 ISO 11134 Sterilization of health care products- Requirements for validation and routine control- Industrial moist heat sterilization ISO 17665 Sterilization of health care products- Moist heat ISO 13408.1Aseptic processing of health care products –Part 1 : General requirements ISO 11138 Sterilization of health care products- Biological indicators 其他相关标准指南的结构范围目的定义产品与设备灭菌工艺的开发和验证附录指南的内容常用的蒸汽灭菌器及灭菌程序FDA 与欧盟、ISO 在湿热灭菌器验证方面的内容EN285 EN554 CGMP 、ISO 以及相关标准DQ 、IQ 、OQ 、PQ 关于湿热灭菌选择决策树欧盟PDA 指南的内容关于湿热灭菌工艺验证以及方法学的研究各国CGMP 以及药典ISO 11134 ；ISO17665 PDA Validation of Moist Heat Sterilization Processes: Cycle Design, Development Qualification and Ongoing Control FDA 灭菌工艺检查指南过度杀灭法和生物负载法（残存概率法）定义D 值测试方法与评价湿热灭菌工艺验证的内容DQ 、IQ 、OQ 、PQ 相关测试文件及培训等质量风险管理目的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。目的灭菌效果是通过饱和蒸汽、空气-蒸汽混合物或过热水等灭菌介质所含的热量与灭菌物品的热传递和产生冷凝水的水合作用来实现的。冷凝水是在蒸汽回到它的能量较低的液态时形成的。这种相变需要蒸汽潜热向周围环境的转化，这样就加热了灭菌器和灭菌物品。选择一种适合的蒸汽灭菌方式，能在满足产品本身性能的情况下取得满意的灭菌效果，但是任何一种灭菌方法，都必须在实际应用前予以验证。定义湿热灭菌周期的设计和开发与蒸汽灭菌器的性能以及被灭菌产品的适用性有关。空气－蒸汽混合气体（air-steam mixture ）预真空过程过热水过程无菌保证水平（Sterility Assurance Level, SAL ）D VALUED 值在基础温度下减少一个Log 菌数所需的时间。就是在一定温度下，将微生物杀灭90 ％（即下降一个对数单位）所需的时间。D VALUED 值Z VALUEZ 值Z值是指使某一种微生物的D 值下降一个对数单位时，灭菌温度应升高的度数。Z VALUEZ 值F值F值可用于衡量灭菌的有效性。F(T,z) 是采用一定的Z值计算得到的一个容器或一个产品在T度下的等效灭菌时间。可根据挑战的微生物数、微生物悬浮液的类型、D值和F一起，来评估灭菌程序杀灭微生物的有效性。当Z取10℃，温度为121.1℃时，灭菌过程的杀灭力（process lethality ）则为Fo 。采用以下公式，或许多公开的参考文献中可方便地计算出灭菌的杀灭力。LETHALITY （F0 值）温度对F0 值的影响For each minute at: 每一分钟在111.1 oC 115.0 oC 118.0 oC 119.0 oC 120.0 oC 121.1 oC 122.0 oC 131.1 oC equivalent F0 *: 相应的F0 ：0.1 minute at 121.1 oC 0.25 在121.1 oC 时的分钟0.5 0.63 0.76 1 1.26 10 定义初始菌（bioburden ）生物指示剂（biological indicator ）化学指示剂无菌灭菌工艺验证过程产品与设备产品以及包装的蒸汽灭菌适用性灭菌选择决策树产品的包装适用性蒸汽灭菌器的安装、验证和维护对蒸汽或过热水等灭菌介质的建议用于验证的测试仪器关于蒸汽灭菌器的标准HIM 1020 EN 285 EN 554 ISO 11134 （GB 18278) ISO 17665 其他PDA 或ISPE 指南湿热灭菌器验证的国际标准湿热灭菌的国际标准一般比较详尽和具备可操作性，并且也代表了目前最先进的安装、运行、性能确认理念。它们将灭菌过程的验证和常规控制的有关内容作了更详细、更明确的规定，包括灭菌设备的确认、安装检查、包装适用性、装载试验、空气过滤器的检查、蒸汽的质量及管理、真空检查和再验证周期等等内容。蒸汽灭菌器的DQ DQ 在选用蒸汽灭菌器时，首先应根据产品的工艺来考虑蒸汽灭菌器的选型，主要是装量的大小、灭菌温度与时间的可控制性、灭菌程序的可选择性、灭菌时腔室内温度的一致性、升温与降温速率的稳定性、控制及记录系统的可靠性等。蒸汽灭菌器的IQ/OQ/PQ 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；蒸汽灭菌器的IQ/OQ/PQ 设备本身有足够的产热能力（容量），以便有利于灭菌周期的设计和极限挑战周期的确认；有利于研究等效灭菌时间、最小灭菌时间以及双倍最小灭菌时间。例如：对蒸汽供应管路有相应的规定，并制订行之有效的检查指南；对门的压力试验有相应的规定，并制订行之有效的检查指南；各类报警失效的风险分析以及管理；参考测点位置的确认；压力试验（真空度）、泄漏率；安装偏差以及处理等等。选择空气过滤器也必须考虑它的过滤效率，一般应不小于99.5% （0.3μm ）。蒸汽灭菌器的IQ/OQ/PQ 如果选择预真空或脉动真空灭菌器，则应确认真空度的范围和控制指标。对蒸汽灭菌器的温度显示也有详细的规定，例如：温度显示可以是数字的或其他类似物，范围在50 ～150K ，精度不小于1％；温度若数字显示，则不能小于0.1K ；温度测量点的响应时间不大于5s ；灭菌时间显示的精度应在±2.5%(5 分钟以下)和1％（5分钟以上含5分钟）等。对于一个完整的灭菌器使用的温度探头，除了温度探头外还有一个不能忽视的地方是它的导线部分，导线外面的硅胶管是抗高温，压力和湿度的。当导线的软管部分对于高温，压力，水蒸气的抗性不好的时候，水蒸气就会进入软管内部，对里边的导线的电阻产生影响从而产生较大的漂移，而导致测量误差超过我们规定的标准。灭菌介质和其他辅助设施对蒸汽质量的测试项目：过热值(Superheat) ；蒸汽干燥值（Dryness value ）；不冷凝气体（non-condensable gases ）；清洁蒸汽测试（化学项目，含药典注射用水项下的绝大部分内容）SVMS －Steam Quality Test Apparatus Kit 用于验证的测试仪器具备进行热均匀性试验的验证装置并符合规定要求：测量仪器的精度大于被测灭菌设备的允差范围（一般小于0.5℃）灭菌工艺的开发及验证两种灭菌方法过度杀灭法残存概率法用于注射剂生产的辅助物料的灭菌工艺用于注射剂的灭菌工艺灭菌工艺验证的方法灭菌验证形成的相关文件细菌的耐热性湿热灭菌耐热性强的孢子主要有二个属：梭菌属Clostridium ，它一般是严格的厌氧菌(anaerobe) ；芽孢杆菌属Bacillus 是需氧菌(aerobe) ，它可能是兼性厌氧菌。最常用的菌是Bacillus subtilis, 枯草芽孢杆菌；Geobacillus stearothermophilus 嗜热脂肪芽孢杆菌，Bacillus coagulans (ATCC51232) 凝结芽孢杆菌，Clostridium sporogenes 梭状芽孢杆菌，和Clostridium thermosaccharolyticum 糖梭菌。过度杀灭法工业上蒸汽灭菌工艺的开发，灭菌周期的设定和应用，一般使用过度杀灭法（the overkill method ）。使用过度杀灭法的目标是确保达到一定程度的无菌保证，而不管装载物的实际负载生物的数量多少和耐热性如何。SAL （无菌保证水平）过度杀灭法F0 ＝D121× （LogN0 －Log NF ）＝12 分钟很少发现自然生成的微生物拥有超过0.5 分钟的D121 值。过度杀灭法假设的微生物负载数量和抵抗力都要高于实际。大多数微生物的耐热性都要比这低，因此能够提供很高程度的无菌保证。即便采用湿热灭菌工艺为过度杀灭法（the overkill method ），仍然需要对被灭菌产品的初始菌进行周期监测，并最好定期采用生物指示剂测试。国际法规和标准简述WHO GMP 2006 5.1 Whenever possible, products …should preferably be terminally sterilized by heat in their final container. Where it is not possible …, a decision should be taken to use an alternative method of terminal sterilization following filtration and/or aseptic processing. 5.2 Sterilization can be achieved by the use of moist or dry heat, ….Where possible & practicable, heat sterilization is the method of choice. 5.1 可能条件下，采用最终容器中进行热力灭菌的方法是无菌药品首选的灭菌法。如…无法在最终容器中采用热力方法灭菌时，则应在无菌操作和/或除菌过滤后采用其他可选用的最终灭菌方法。5.2 可使用湿热、干热灭菌……。只要条件允许，就应选用热力灭菌法。WHO Sterilization by moist heat 6.4 Sterilization by moist heat …is suitable only for water-wettable materials and aqueous formulations. …. The temperature recorder should normally be independent of the controller, and there should be an independent temperature indicator, the reading from which should be routinely checked against the chart recorder during the sterilization period. For sterilizers fitted with a drain at the bottom of the chamber, it may also be necessary to record the temperature at this position throughout the sterilization period. There should be regular leak tests on the chamber when a vacuum phase is