高压釜蒸汽灭菌过程依赖于监测三个参数:时间、温度和压力。

我们使用热进行灭菌,我们的载体是湿度的准确值。为了达到一个有效的灭菌过程,我们应该把这三个参数中的每一个都控制起来,以产生饱和蒸汽。一个受控的过程将产生精确的饱和百分比,将热量传递到微生物身上。

从理想气体方程中我们可以了解到,随着时间的推移和整个灭菌体积,保持这种控制也很重要:

然而,每一种负载类型的循环要求都有很大的不同。本文介绍了在cGMP制药环境中常用的五种不同的灭菌循环。三种灭菌周期分别为:重力初真空空气-蒸汽混合循环,以及两个测试周期:鲍伊和迪克泄漏试验

灭菌原理
时间、温度和压力必须精确控制,以达到良好的灭菌效果

重力循环是最简单的循环;适用于液体、培养基、玻璃器皿和塑料、培养盘和未包装的仪器的灭菌。

重力循环图
重力循环(实图)

这个循环开始于一个短的加热阶段,因为蒸汽被引入到腔内(在上面的图表中大约1000秒)。当蒸汽充满腔体时,空气通过排水口排出。通过将空气推出,蒸汽直接接触负荷并开始杀菌。当压力达到208kpa,温度达到121℃时,杀菌就发生了。灭菌阶段(秒3000-4000)大约1000秒长。然后,系统和负载以非常慢的速度冷却,可能需要10个小时。缓慢冷却可以防止液体沸腾溢出。有一个选项可以添加快速冷却系统减少周期时间高达80%。

用于消毒:

液体
媒体
玻璃器皿和塑料制品-无中空
文化板块
打开仪器

缺点:

不完整的蒸汽渗透
循环结束时的湿装(不适合软包装)
长时间高负荷,不推荐空心或多孔负荷
密封液体注射在聚合物包装

优点:

适用于液体灭菌
非常简单的过程
低成本的高压灭菌器

当处理空心货物、固体货物、包裹货物或多孔货物时,有效的灭菌意味着在灭菌前的第一阶段尽可能多地清除空气。对于这些负载初真空循环设计。

初真空循环图
初真空循环图

初真空循环在灭菌阶段之前,使用真空泵主动地从腔室中抽出空气。适用于中空物、多孔物、包装物的灭菌。这个循环开始于4次真空脉冲,逐渐从腔室中取出空气并插入蒸汽。最终,超过99%的空气被移除,只剩下0.016%的初始空气(上图中400秒后)。之后,我们逐渐加热腔体,使整个体积的温度均匀。然后杀菌(1000到1200秒)。

灭菌后,腔室和负荷冷却下来。当压力下降时,所有残留的水分都沸腾并转化为气态。当压力从腔室释放时,水分也会离开,使我们的产品灭菌和干燥。

用于消毒:

多孔负载
空心负载
固体负载
包装

优点:

空气去除率99%以上
热分布均匀,温度均匀

缺点:

不能消毒液体

空气-蒸汽混合循环(ASM)用于对密封在包装中的液体进行消毒。这些物品包括隐形眼镜、玻璃瓶、安瓿瓶和输液袋。设计用于大批量杀菌;例如,25,000安瓿,20,000输液袋或30,000支注射器。保持包装完整性,没有弹性包装变形。

ASM循环图
空气蒸汽混合(ASM)循环图

ASM循环灭菌介质是蒸汽和空气的混合物;也就是说,空气去除不是一个问题,因为负荷是密封的(安瓿为例)。在整个循环过程中保持超压;负载的外部压力高于内部压力。温度逐渐升高,以达到均匀的温度增量(上图中秒0-2000)。这种超压状态在整个灭菌过程中都保持着。杀菌循环结束后,引入夹套内的水慢慢降低温度。我们开始使用空气冷却,同时保持恒定的高压,从而避免沸腾(低压意味着较低的沸腾温度)。一旦温度低于80℃,空气被释放,负载就可以使用了。最终的结果是干燥的无菌产品,可以进行包装。

加载:

密封容器中的水溶液
玻璃瓶
瓶/安瓶
LVS -大容量注射器
PFS -预填充注射器
隐形眼镜

优点:

均匀透热(加热/保温阶段)
保持包装完整性
不变形的弹性包
避免直接接触蒸汽

鲍威和迪克测试(B&D)表示从预真空高压釜的腔室中适当的空气去除。它确保所有灭菌参数和过程是有序的。B&D测试是插入测试包中的化学指示剂。测试包被放置到一个空腔中,然后启动预真空循环。如果测试失败,则表明高压釜存在泄漏问题。

鲍威和迪克测试指示器
鲍威和迪克测试指示器

如上图所示:

未曝光:初始颜色保持不变
过关:同质变色
缺点:颜色变化不均匀

泄漏试验真空试验用于检查高压灭菌器室和管道中的气密完整性和泄漏的存在。

真空试验

将腔室置于7kpa的真空状态(在上图中大约200秒后),关闭所有阀门和电机5分钟,使压力稳定。一个典型的真空泄漏测试周期包括三个交替真空和压力脉冲,然后在深真空中停留15分钟。在接下来的10分钟内,允许的压力变化不超过1.3 kPa。

在这篇文章中描述的循环是在制药高压釜中灭菌过程的基础。不同的负载需要不同的灭菌周期,为了支持这一点,我们也提供以下选项:

1
废物灭菌的生物危害循环
2
热水淋浴-对中/大型密封液体成品(如输液袋)进行大规模末端灭菌的理想工艺。清洁蒸汽是不需要的,因为这是一个水基工艺。

这些只是Tuttnauer的热压罐可用的一些过程,并且适合于每一个可能的负载。

关于Tuttnauer -领先的制药高压釜制造商
Tuttnauer是制药、生命科学和医疗保健行业感染控制解决方案的领先制造商,拥有超过90年的灭菌经验,在全球安装了35万台。Tuttnauer设计的制药高压灭菌器符合GMP规定,以满足制药和生物技术的技术挑战。Tuttnauer提供最高质量的产品和完整的文件。这篇文章介绍了在制药高压釜中使用的典型循环。