浅谈环氧乙烷灭菌（一）

灭菌是我们很熟悉的过程，实质上是通过特定的方法，将对象物质上的微生物全部杀灭的过程。那么特定方法可以是湿热灭菌、干热灭菌、环氧乙烷灭菌、辐射灭菌、过滤除菌，今天小编就跟大家聊聊其中的一种灭菌方法“环氧乙烷灭菌”。

环氧乙烷灭菌在制药领域主要应用于与药品直接接触的内包材、手套、器具等灭菌。如企业直接购买无菌的与药品直接接触的内包材（如塑料瓶或管、胶橡塞、塑料塞和盖等）则应对供应商进行现场审计，无菌手套或器具的供应商审计至少要审核供应商资质证明、灭菌工艺相关内容等等。如企业自行采用环氧乙烷灭菌内包材、手套或器具部件，则应对环氧乙烷灭菌工艺进行开发。无论是企业内部进行环氧乙烷灭菌，还是对供应商进行审计，我们都应先了解“环氧乙烷灭菌”这个工艺流程，以便在审计或实际生产中充分理解并发现问题、解决问题，降低风险。
本期我们先初步了解环氧乙烷的灭菌工艺，在后续期中我们再来讨论环氧乙烷灭菌器验证的相关内容。环氧乙烷虽为很好的化学消毒剂、灭菌剂，但其灭菌工艺较为复杂，需要满足的条件也很多。
一、环氧乙烷 （EO）


一种有机化合物，化学式是C2H4O，易燃易爆，低温下为无色透明液体，在常温下为无色带有醚刺激性气味的气体。气体的蒸汽压高，30℃时大于140kPa，这种高蒸汽压决定了环氧乙烷消毒、灭菌时穿透力较强。化学性质非常活泼，能与许多化合物发生开环加成反应。是一种广谱灭菌剂，可在常温下杀灭各种微生物，包括芽孢、细菌、病毒、真菌等。
注意：在供应商审计或实际生产中应注意，环氧乙烷是易燃易爆气体，通常需要和其他气体混合使用，如CO2、N2。
二、环氧乙烷灭菌


Ø 灭菌原理：
环氧乙烷灭菌原理是通过其与蛋白质分子上的巯基（-SH）、氨基（-NH2）、羟基（-OH）和羧基（-COOH）以及核酸分子上的亚氨基（-NH-）发生烷基化反应，造成蛋白质失去反应基团，阻碍了蛋白质的正常生化反应和新陈代谢，导致微生物死亡，从而达到灭菌效果。EO也可以抑制生物酶活性，包括磷酸致活酶、肽酶、胆碱化酶和胆碱脂酶；环氧乙烷也和 DNA、 RNA发生烷基化作用而导致微生物的灭活。
Ø 灭菌范围：
环氧乙烷灭菌主要应用于对那些不宜用其它方法灭菌的、热敏感的产品或部件。在制药行业中常用于无菌生产的部件和用品的灭菌，也用于给药器械的最终灭菌，例如：
□环氧乙烷灭菌用于某些物品的无菌制造工艺，如塑料瓶或管、胶橡塞、塑料塞和盖。
□环氧乙烷灭菌用于有最终包装的成品。这些产品主要是塑料或橡胶的给药器械。
□环氧乙烷灭菌也用与工艺设备，如在制造区内所使用的冻干机。
□含氯的物品及能吸附环氧乙烷的物品则不宜使用本法灭菌。

三、环氧乙烷灭菌器


 环氧乙烷灭菌器是使用环氧乙烷气体，在一定的温度、压力、湿度下，对封闭在灭菌室内的物品进行灭菌的专用设备。灭菌器通常由灭菌箱体、辅助机架（柜）、电气控制柜和计算机组成。具体可分为灭菌室、真空系统、热循环系统、加药系统、门及密封系统、残气处理系统、电气控制系统和计算机检测和管理系统。

2. 环氧乙烷灭菌器的工作原理：
环氧乙烷的灭菌效果与灭菌室的温度、压力、湿度以及环氧乙烷的浓度有关，这些参量控制在适当的数值上，可以缩短灭菌时间，达到最佳灭菌效果。因此，灭菌器工作过程首先对灭菌室加温，直至温度达到灭菌温度。然后，灭菌室抽真空，当真空达到预真空要求的数值后，开始对灭菌室加湿、加药。在上述过程结束后，定时钟工作，灭菌过程开始。在整个灭菌过程需保持恒温状态。当定时时间到，则开始对灭菌室进行换气，即用过滤后的清洁空气，置换灭菌室内余下的残气。经过几次反复，将残气排净。残气经废弃处理系统后排放。至此整个过程结束。
四、环氧乙烷灭菌流程


灭菌流程：装载--加热--保温--预真空--保压--加湿--加药--灭菌--清洗--解析
1. 装载：被灭菌物质在灭菌室的包装形式、摆放位置--主要影响环氧乙烷的穿透性、环氧乙烷在灭菌室内的气体循环性、室内温度湿度分布的均匀性。装载量通常小于80%。
注意：在供应商审计或实际生产中应注意灭菌物品的包装形式。小编在环氧乙烷灭菌工艺开发过程中遇到盛装物品的包装容器材质不利于环氧乙烷穿透而导致灭菌失败的现象。
2. 加热：灭菌室应被加热至预设定温度，通常温度范围在30~65℃。在此范围内，随着温度的升高，环氧乙烷的杀菌作用加强，同时也能增强其穿透力和缩短灭菌作用的时间。但是当温度高到足以使药物发挥最大作用时，再升高温度，则杀菌作用亦不再加强。通常选择的温度是54°C±10°C。
3. 保温：目的是维持灭菌室内的温度稳定，通过温度传感器确认灭菌室内温度符合要求（传感器的位置，通常为灭菌室内极限位置）。
4. 预真空：应排除灭菌室和负载中的空气，预真空度的大小决定残留空气的多少，而残留空气可直接影响环氧乙烷气体、热量、湿气到达被灭菌物品的内部，所以加湿前的真空度对灭菌效果影响是非常大的。
5. 保压：真空度维持稳定、无泄漏。
注意：在实际生产中应注意预真空的压力需要根据物品的包装材质进行试验，压力过大会导致包装材料破损，无发保证物品的无菌性。
6. 加湿：灭菌物品的含水量、微生物本身的干燥程度和灭菌环境的相对湿度，对环氧乙烷的灭菌作用均有显著的影响。在抽真空后、加药前，此时灭菌器内的湿度应控制30%RH～80%RH范围内 。在环氧乙烷灭菌工艺中，湿度是最主要的参数。在实际灭菌时，被灭菌物品常常用纸或塑料薄膜、纸盒等包装，灭菌过程中一部分水分和环氧乙烷被包装物吸收，因此必须根据灭菌物品及包装物的湿度和吸收情况来选择合适的相对湿度，通常选择60%±10%的相对湿度。
7. 加药：整个如药过程应保证环氧乙烷充分气化，以气体状态进入灭菌室。环氧乙烷的加入量（浓度）和加入速度，应能控制和调节；加入环氧乙烷气体后，灭菌室的压力不应超过灭菌器的最高工作压力。加入环氧乙烷的浓度需考虑：产品的装载量、加入时所需的时间、环氧乙烷残留量。
注意：在实际生产中应注意环氧乙烷一定是气体形式进入灭菌室，否则会影响灭菌效果。
8. 灭菌：灭菌时间与环氧乙烷浓度相关，环氧乙烷浓度高，灭菌时间短，环氧乙烷浓度低，灭菌时间长。灭菌时间需结合实际灭菌情况确定，下面介绍几种确认方法：
□存活曲线法：
用直接对存活菌计数建立的存活曲线，来确定灭菌周期的杀灭力。
存活曲线应至少包括5个递增的EO灭菌时间点，除时间外其他参数不变。应确定各时间点在EO加入前生物指示物的初始菌数量（即存活曲线上为零时间的数量）
□部分阴性法
EO灭菌指示物应暴露于除时间外其他参数不变的时间递增的EO灭菌过程。灭菌后，直接将试验样品侵入适当的培养基内，样品按培养后无菌生长的比例计数。至少包含以下几组灭菌结果：
✔️至少有一组试样均显示有菌生长
✔️至少有四组试样中显示部分样品有菌生长
✔️至少有两组试样显示无菌生长
根据D值求出为获得试验菌特定存活概率所需的EO作用时间。
□半周期法（小编推荐）
除时间外所有其他过程参数不变情况下，确定无存活菌的EO最短作用时间。应再重复两次实验来证实该最短灭菌时间，两次重复试验均应表明生物指示剂上无菌生长。规定的作用时间应至少为最短灭菌时间的2倍。还要进行能让存活菌复苏的短周期运转，以证明复苏技术的可靠性。
注意：在供应商审计或实际生产中应注意灭菌时间开发的验证项目，此项直接影响物品的无菌性，灭菌浓度、灭菌时间、及生物指示剂的位置均应重点关注。
9. 清洗：重复用过滤后的清洁空气，置换灭菌室内余下的残气。
10. 解析：灭菌后的物品应当存放在受控的通风环境中，以便将残留的气体及反应产物降至规定的限度内。
注意：在供应商审计或实际生产中应注意环氧乙烷的残留量，此项直接影响我们产品的质量，环氧乙烷与水反应生产乙二醇，如内包材用于液体制剂，应重点考察此项。
11. 记录：每次灭菌记录的内容应当包括完成整个灭菌过程的时间、灭菌过程中腔室的压力、温度和湿度、环氧乙烷的浓度及总消耗量。应当记录整个灭菌过程的压力和温度，灭菌曲线应当纳入相应的批记录。
注意：在供应商审计或实际生产中应注意灭菌记录及灭菌曲线的检查，保证数据的可靠性。


环氧乙烷灭菌原理和流程暂时介绍到这里啦，如果感兴趣的小伙伴们，可以在下方留言，我们共同探讨，小编比较喜欢用半周期发摸索灭菌时间的过程，不断的尝试，确定最终的结果，是不是很有成就感？后期小编再和大家聊聊环氧乙烷相关的验证内容~

       文章来源： 北京睿知而行咨询

       本网站刊载的所有内容，包括文字、图片、音频、视频、软件等，如非标注为“原创”，则相关版权归原作者所有，如原作者不愿意在本网站刊登相关内容，请及时通知本站，我们将第一时间予以删除。