介绍
新版GMP对无菌药品生产提出了要求，而灭菌一直是无菌产品的关键环节。目前，我国大部分生产厂家对洁净区空间消毒灭菌，主要采用甲醛熏蒸、臭氧消毒；对物体表面消毒灭菌，主要采用消毒液擦拭或浸泡。
发达国家已禁止使用甲醛熏蒸法进行食品药品生产车间空间消毒，因为甲醛毒性较大，长期接触会引起呼吸功能障碍、肝脏毒性等。选择安全有效、卫生环保的消毒剂和消毒设备是卫生消毒领域的发展方向。
目前，汽化过氧化氢灭菌已成为各国药典、药品生产质量管理标准（GMP）、消毒灭菌技术规范推荐的方法，灭菌工艺十分成熟，重复性好，有专门的化学指标和生物指标来验证过氧化氢蒸气的均匀分布和无菌保证水平。
▌汽化过氧化氢灭菌原理
过氧化氢由于其氧化还原作用而具有杀菌作用，汽化过氧化氢（VHP）灭菌技术利用常温气态过氧化氢比液态过氧化氢杀灭芽孢的优势，通过复杂的化学反应，解离出氧化性极强的羟基，并利用其攻击细胞成分，包括破坏细胞膜、脂质、蛋白质和DNA，达到彻底灭菌的要求。
▲图1 VHP灭菌技术原理
▌干法与湿法
VHP灭菌技术目前分为两大阵营，分别是干式VHP（）灭菌技术和湿式HPV（）灭菌技术。
表 1. 干 VHP 与湿 HPV 的比较
干 VHP
湿性 HPV
定义
过氧化氢汽化后产生氧自由基，作用于物体表面和环境中的微生物，以及微生物内外组织，从而达到杀菌消毒的效果。
微冷凝是一种湿法，将亚微米级的微冷凝膜覆盖在物体表面，在冷凝过程中使微生物失活。
原则
真正的干闪技术是将过氧化氢完全汽化，整个灭菌过程中空气中和物体表面均看不到液滴，在空间中呈布朗运动，分布均匀，灭菌浓度控制在汽化过氧化氢凝结点以下，低于饱和浓度，整个灭菌过程中控制无凝结现象。
对于微凝技术，相对湿度需在95%~120%之间才能达到最佳灭菌效果，灭菌过程中可见细小液滴凝结附着于物体表面，易产生结露腐蚀风险，灭菌浓度为饱和浓度。
技术
灭菌前需除湿，使湿度控制在50%以下。灭菌过程中监控湿度，使湿度保持在100%以下，且无凝露。
无需除湿，不控制湿度，高湿度灭菌会因天气等原因而发生变化。
单次灭菌量
最高达 600 立方米
最大350立方米
材料兼容性
安全且不易腐蚀。
容易腐蚀，对彩板、设备等材质要求较高，接触面H2O2凝结水浓度过高会使橡胶材质劣化，对电子产品造成腐蚀损坏。
▌第三代干闪工艺
VHP灭菌技术主要利用高温闪蒸将过氧化氢溶液滴到加热到一定温度的光滑金属物体表面，使其瞬间汽化，再喷洒到环境中消毒灭菌。灭菌后的产物是水和氧气，环保无残留。随着时间的发展和技术的进步，干法闪蒸工艺也不断发展完善，经历了不同的阶段。现在市场上的工艺总结如下：
最突出的代表是一些小型灭菌器，受限于软件程序、设备体积及结构等，在整个灭菌过程中，只能以单次喷射速率将过氧化氢喷射到空间内，其缺点是：喷射速率过高，会引起腐蚀；喷射速率过低，灭菌效果难以保证。
突出的代表是一些国产设备，与第一代工艺相比，改进了过氧化氢喷射速率问题，在不同阶段以不同的速率喷射过氧化氢，如：快速喷射阶段以较高的速率喷射过氧化氢，快速提高环境中过氧化氢气体浓度；慢速喷射阶段以较低的速率喷射过氧化氢，维持环境中过氧化氢气体浓度进行灭菌，完美解决了第一代工艺的弊端。但第二代工艺一般将闪蒸的过氧化氢喷射到以灭菌设备为原点的空间中，其弊端也很明显：空间内气体分布不均匀，靠近灭菌设备处过氧化氢气体浓度极高，远端浓度较低；汽化不完全，工艺不稳定，有腐蚀风险。
▲图2.变速喷射后灭菌周期内环境VHP浓度和相对湿度的变化
在保留第二代工艺优点的基础上，将以灭菌设备为原点的喷淋改为加热灭菌空间内的空气并带走闪蒸室内的过氧化氢气体，即把第二代工艺的开环原点喷淋改为闭环循环喷淋，可保证汽化完全、不易凝结，同时浓度分布更加均匀、物料兼容性更好，腐蚀风险降到最低。德国PEA的VHP干法闪蒸采用最新的第三代工艺，过程控制更加稳定，灭菌周期更加安全高效。
▲图3. PEA VHP灭菌技术是一个完整的闭环循环
▌PEA VHP杀菌技术
德国PEA的VHP灭菌技术采用最新的第三代干式闪蒸工艺，闪蒸全过程温度可设定在150℃以上，闪蒸速率和闪蒸室温度由西门子PLC精确控制。随着过氧化氢溶液的注入，整个灭菌周期的闪蒸温度保持动态变化，始终在过氧化氢溶液沸点以上，不仅能实现过氧化氢溶液的快速稳定汽化，还能提高对环境微生物的杀灭效率。
▲图4 PLC精确控制闪蒸温度，保证汽化率稳定
▲图5 PEA灭菌程序设定及环境相对湿度与H2O2气体浓度的控制
如下图所示，这是某细胞治疗公司GMP车间灭菌区布局图，面积125平米，容积约325立方米，根据车间大小及布局，设置灭菌程序进行灭菌。
▲图6：某细胞治疗公司GMP车间B级无菌区
采用闭环气体喷射方式，大大提高了气体分布的均匀性，减少了设备远端与近端气体浓度的差异，使灭菌过程更加稳定，提高了物料的兼容性。在车间整个灭菌周期内，环境中H2O2气体（肉眼不可见）浓度达到最高浓度，既能保证灭菌效果，又能使无菌保证水平低于10-6。同时对彩钢板和车间设备安全，不会造成任何腐蚀。PEA的VHP灭菌技术更安全。
▲图7 整个灭菌循环环境中H2O2气体浓度变化曲线
德国PEA自成立以来，一直专注于过氧化氢灭菌技术的优化，密切关注客户需求和技术创新，为实验室、制药行业、科研院所、医院、动物房、军队、公共场所等用户提供全套的灭菌技术及灭菌设备。以下是某抗体生产单元PEA MLT17 zeta（专用于制药行业空间灭菌）的PQ验证数据、生物指标（BI）和化学指标（CI）的分布情况，以及最终的实验结果。
▲图8 某抗体生产装置连续PQ验证环境中VHP浓度及相对湿度控制
▲图9 GMP车间PQ验证现场BI、CI布局
▲图10 灭菌后所有CI均明显变色，BI培养结果为阴性
VHP灭菌技术用于空间消毒灭菌，绿色环保、安全可靠，目前已广泛应用于密闭空间（如GMP车间、医院病房、实验动物中心、小型仓库等）和各类人工设备（如隔离器、冻干机、培养箱、传递窗、生物安全柜、压力蒸汽灭菌器、过滤器及各类风管、管线等），是一种可靠的消毒灭菌方法，具有广阔的发展前景，是替代甲醛、臭氧等传统空间消毒灭菌的理想方法，也是未来空间消毒灭菌的发展趋势。
- 结尾-
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