在過去十年間,包括新的GMP規范對凍干機內部的消毒滅菌需求不斷增長,許多消毒滅菌的方法應用于凍干機,每種都有其特有的優缺點,它們包括:
酒精
甲醛
環氧乙烷
輻射
紫外線
蒸汽
過氧化氫
目前最通用的方法是采用蒸汽消毒,其操作是將凍干機內部的溫濕度增加至121攝氏度和25PSI,并保持一定的時間和循環,雖然使用蒸汽消毒對工廠來說沒有什么問題,但顯著增加了凍干機的安裝成本和復雜度,并需要很長的循環時間。凍干機通常是在極低的溫度和高真空度條件下運行,不需要耐壓級別,為了滿足高壓滅菌的要求艙體必須作為壓力容器而顯著增加了生產成本,經常是達到了翻倍的程度,同時需要輔助蒸汽發生器和不銹鋼管路系統。
因為蒸汽滅菌成本的顯著增加,同時現有的凍干機不能改造成蒸汽滅菌型,采用過氧化氫蒸汽成為另外一種可行的方案。
H2O2消毒如何工作?
過氧化氫H2O2是公認的滅菌劑,而過氧化氫蒸汽HPV無殘留滅菌技術已經應用了十年之久,全世界有超過85%的無菌流程隔離器使用HPV技術作為生物去污染的選擇 (ISPE, 2005),除了凍干機的消毒,HPV已經被廣泛應用于隔離器、房間、RABS、灌裝線以及不同配置的操作/生產領域。
該技術通過“閃蒸”將液態H2O2轉化為HPV,此過程可在常溫常濕的環境下有效進行,所以不需要進行除濕等特別的預處理。
HPV被均勻的引入密閉空間,其內表面完全暴露于HPV中,形成約1微米的過氧化氫膜,附著在可能寄居微生物的表面,微生物自身會作為核心被形成的微冷凝所包裹,并迅速被此過程殺滅。
整個過程通過計算機和彩色觸摸屏在密閉空間外進行控制,并實時反饋循環進程,被HPV消毒的空間或設備需要密封起來,通過電化學原理的手持式HPV傳感器監測沒有泄露發生,以及環境是否在循環后恢復至可以進入的安全水平。
滅菌的目標定為生物指示劑BIs達到6-log的殺滅率,通常使用的BI為嗜熱脂肪芽孢桿菌。
完成消毒后的HPV被催化分解為水蒸氣和氧氣,也可以使用強力通風裝置對其完全分解,或者使用建筑空調通風系統,對凍干機來說可以借用其抽真空系統迅速去除殘留的HPV。
H2O2 兼容性
過氧化氫在近十年或更長的期間被廣泛的應用于各種設施設備,對多種材料包括敏感的電子元件、顯微鏡、不銹鋼、高效過濾的兼容性都取得驗證。
典型的H2O2過程
過氧化氫蒸汽消毒過程分為如下的四個操作階段:
1. Conditioning準備:約需5~10分鐘時間使過氧化氫發生器的蒸發器穩定在約120~130攝氏度的溫度狀態。
2. Gassing進氣:使用容易獲得的醫藥級的30–35% w/w過氧化氫溶液,在發生器中瞬間蒸發(閃蒸)后動態噴入目標區域,采用噴頭提高蒸汽流速以近100英尺每秒的速度,同時水平及垂直轉動以保證均勻的分布。
3. Dwell保持:過氧化氫蒸汽在目標區域保持一定的時間范圍以確保完全的生物殺滅,此過程使目標區域經過氧化氫蒸汽充分和額外的暴露,以保證得到成功的結果。
4. Aeration通風:采用設施的通風系統將蒸汽從目標區域移除,或者兼用通風單元快速催化分解蒸汽為水和氧,在設施的通風系統沒有合適的閥門或者不易控制時,采用獨立的通風系統將很有意義。
H2O2設備
最新的過氧化氫發生器無需使用預除濕裝置、水環泵和內置的特殊傳感器,在消毒完成后使用催化系統分解過氧化氫,無需對排風口進行監測,而且,最新的系統可以對設備、房間或者套間進行靈活便攜的使用。
程序開發和驗證
過氧化氫蒸汽發生器和凍干機的生產廠家可以幫助開發程序并驗證整個系統,包括工廠驗收試車(FAT),安裝/操作驗證(IQ/OQ), 氣體循環開發(GCD)和性能驗證(PQ),如上的驗證包括以下內容:
文件檢查、交貨后檢驗、物料檢查、操作證明檢查、操作功能檢查、表面溫度檢查、使用化學指示劑CIs進行氣體分布研究、生物指示劑BIs位置圖譜,以及進氣、準備和通風時間的優化。
改裝已有的設備
過氧化氫經常被用于改裝至已有的凍干機上,對一個新系統的改造要求最小化,一個帶閥的過氧化氫進氣口和出氣口為最基本的要求,這個連接需要如1.5”直徑的接口以滿足合適的氣流通過,通常過氧化氫從最高點進入凍干機,再從最低點排出,更高級的H2O2消毒系統提供所有必要的內建參數以控制滅菌過程。
總結
有很多不同的消毒方法可以使用,但HPV技術被看做是未來的發展方向,它已經在制藥、生物產業領域取得了生物有效性,良好的材料兼容性、及大量應用的證明。在現在和將來,這些技術將繼續幫助產品更加安全和更高效的流程。
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