论臭氧灭菌方法在药品生产中的应用

                         ——臭氧灭菌与GMP验证

                                   
一、 GMP验证对臭氧灭菌提出的严格要求
    药品生产质量管理规范（GMP）于1962年首先在美国施行。我国于1988年由卫生部正式颁发了我国的GMP，这是我国药品生产企业管理生产和质量的基本法规，今后凡是没有通过GMP验证的药品生产企业，就不能进行药品生产。所以GMP验证工作受到了药品生产企业的高度重视，在我国的GMP中臭氧灭菌方法是被推荐的灭菌方法之一，给臭氧灭菌的应用带来了前所末有的机遇。
    众所周知，药品是用来治病的，因此，它对药检的要求很严。表一是GMP验证中规定的药品微生物检查要求。
表一： 药品的微生物检查要求

    为了做到药品的菌检合格，那么，首先要求药品生产的环境是合格的。在制药厂，生产车间（洁净区）划分为不同的级别。表二是GMP验证规定的洁净级别的要求。

表二： 洁净级别要求

对不同洁净级别的洁净室，细菌的允许值如表三所示：
表三： 细菌允许值

    为了使洁净室达到上述要求，选择什么样的净化灭菌工艺，就至关重要。在我国的GMP验证中，介绍了四种灭菌方法，臭氧灭菌就是其中之一。但无论用什么消毒方法，都要达到上述规定，当然臭氧也不列外。而且，臭氧作为一种取代传统消毒方法的消毒手段，人们对它的要求更高更严，而且要更省事，否则，就难以立足。所以说，GMP验证对臭氧灭菌提出了严格的要求。

二、 传统灭菌方法的缺陷和臭氧灭菌的特点：
    传统的灭菌方法主要是三种：一是紫外线灭菌，二是试剂灭菌，三是加热灭菌。这些方法已被人们习惯使用，其安全性可靠性已被长期的实践所确认，人们对它们放心。但是，任何事物都有一分为二的，它们也有各自的缺陷。
紫外线灭菌的主要问题在于：它穿透能力小，在紫外线照射不到的地方，消毒效果不好；其杀菌能力随着使用时间的增加而减小，而且，灯管寿命短，更换过于频繁，运行费用高。
    化学试剂灭菌，如甲醛熏蒸,操作麻烦,熏蒸时间长,有二次污染物,对人体有一定的危害,做一次甲醛熏蒸需要8个小时,残留物附着洁净室的墙壁上，和设备的表面上，需要擦除。在消毒后的几天内，其悬浮粒子数会增加。
加热灭菌包括干热和湿热，其缺点是温度高，能耗大，有的物品如某些原材料，仪器仪表，塑料制品等就不宜加热。
    以上三种传统灭菌方法的弊端是客观存在，但在没有更好的方法替代之前，人们还只好用它。如果能够做到充分发挥臭氧的优点，弥补上述方法的缺点，就为臭氧灭菌进入药品生产开辟了通道。事实上，臭氧消毒灭菌确实有它许多独特的优点。
    在我国的GMP验证中，对臭氧有一段全面的介绍：
    “科学研究表明，臭氧具有强烈的杀菌作用。”
    “臭氧（O 3 ）的消毒原理是：臭氧在常温、常压下分子结构不稳定，很快自行分解成氧气（O 2 ）和单个氧原子（O）；后者具有很强的活性，对细菌有极强的氧化作用，臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶，从而破坏其细胞膜，将它杀死，多余的氧原子则会自行重新结合成为普通氧分子（O 2 ），不存在任何有毒残留物，故称无污染消毒剂，它不但对各种细菌（包括肝炎病毒，大肠杆菌，绿浓杆菌及杂菌等）有极强的杀灭能力，而且对杀死霉菌也很有效。”
    另外，在我国卫生部1991年颁布的“消毒技术规范”中，对臭氧的杀菌作用，使用范围及使用方法都有明确的规定。其中，对臭氧的杀菌作用作了明确的肯定：“4.12.2杀菌作用：臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁体和芽胞，病毒，真菌等，可破坏肉毒杆菌毒素。臭氧在水中的杀菌速度较氯快。”
以上这些都是我们国家的法规，充分说明了臭氧灭菌的原理和特点，它既是制药厂选用臭氧灭菌工艺的依据，也是臭氧发生器制造工厂制造臭氧发生器的强大推动力。

三、 臭氧灭菌方法在药品生产中的应用
    尽管在我国的GMP验证中早已推荐了臭氧灭菌方法，但臭氧在药品生产中的应用是在近二年才开始热起来。用得比较成功的有以下几个方面：
1． 管道容器的消毒灭菌
    在药品生产中，坛坛罐罐用得很多，分别用管道伐门，仪表联结起来，组成一个生产单元。对它的消毒,传统方法中比较好的是用酒精浸泡。反应罐，贮存罐小的一吨半吨，大的十吨几十吨，都要灌满酒精，酒精用量之多可想而知。消毒完毕后，再将酒精放掉，但在转弯抹角处，仪表伐门的接头处，还会有酒精的残留，去除这些残留酒精，要用氮气吹，直到吹干为止。酒精用量多，消毒时间长，操作过程复杂。用高压蒸汽消毒也存在同样的问题，都很费力。
    现在用臭氧消毒来代替，相对来说要省事得多。具体方法是：将高浓度的臭氧直接打入管道容器，保持臭氧尾气有一定的浓度，就可以达到消毒灭菌的的要求。因为是对管道容器进行内表层的消毒，所以臭氧浓度要用得高一点，我们采用的设计浓度大于50ppm。苏州黎飞制药厂用金葡菌作培养试验，结果是阴性，达到了GMP验证的要求。
    用臭氧对管道容器做消毒灭菌的优点非常明显，臭氧发生器可以流动使用，对不同的罐进行消毒，每个生产单元在每次换料前，都可以及时得到消毒，使用效率很高，很方便，不要用那么多的酒精，不要用氮气，也不要用高压蒸汽。所以在制药厂就能够得到推广。
2． 用中央空调净化系统对洁净区的消毒灭菌
    在制药厂，一般来说，洁净区面积较大，多有中央空调净化系统完成对各洁净区的净化消毒。传统的消毒方法是用甲醛熏蒸，如上所述，甲醛熏蒸的弊病不少，用臭氧消毒来代替是一个好方法。其方法是将臭氧发生器直接放在空调净化系统的风道中，称为内置臭氧发生器。臭氧随着风道的气流，送入各洁净区，对洁净区进行消毒灭菌，剩余臭氧吸入回风口，由中央空调带走。也可以将臭氧发生器放在中央空调风道的外面，将臭氧打入中央空调的风道中，然后被送到各洁净室，称为外置式臭氧发生器。外置式臭氧发生器安装检修方便，但制造成本要高一点。两种方法消毒效果是一样的。按照卫生部消毒规范的要求，对空气消毒的臭氧浓度是5ppm，但事实上，洁净区的消毒不仅是对空气的消毒，实际上还包括了物体表面的消毒，所以，我们的设计浓度为10 ppm。每天上班前开机二小时，上班时关机，就可以保证一天内洁净区的浮游菌和沉降菌达到GMP的要求。
据烟台绿叶制药有限公司的检测报告，应用奥联公司ＬＴＯＺ-　ＧＢ型臭氧发生器，各洁净区在40分钟内，臭氧浓度均达到10 ppm以上，菌检全部合格。图一是该厂116灌装车间实测臭氧浓度—时间曲线。而且每天做规定的沉降菌和浮游菌的检测，每天都合格，完全替代了令人头痛的甲醛熏蒸大消毒。同时，使非生产作业班次减少，能耗减少，取得了十分满意的效果。
    东北制药总厂范国才等在《医药工程设计》2000年第3期上根据他们应用臭氧消毒的体会，对臭氧灭菌的原理选型，安装使用，和经济效益作了详细的报告，是一份有说服力的报告。
    青岛双龙联合制药有限公司对臭氧灭菌用枯草杆菌做了挑战性试验，试验结果灭菌达到98%，符合GMP验证的要求。
3． 空间的消毒灭菌
    对于中央空调净化系统以外的洁净室，或需要灭菌的其他房间则需要单独进行灭菌处理。方法是选用康尔公司生产的KCF-T型臭氧发生器，直接安装在该房间内。根据需要设定消毒时间，消毒结束便自动关机，所以使用非常方便。
对于有洁净度要求的房间，机内装有过滤器，使臭氧发生器具有自洁净功能。臭氧浓度按10-20 ppm设计。按房间空间体积的大小选型使用。只要满足臭氧浓度的要求，就可以达到消毒灭菌的目的。比用化学试剂对房间的熏蒸要省事得多。
4．物品的表面消毒灭菌
    在药品生产的过程中，常常要对原材料，工器具，包装物等进行表面消毒，常常使用消毒柜，传递窗等。传统的方法是用紫外线消毒。问题主要是在于消毒不彻底，所以，若使用在诸如传递窗等要求不高的场合是可以的。但远不如臭氧的效果好。用臭氧发生器做成的消毒柜在制药厂是深受欢迎的。只要不怕臭氧腐蚀的东西都可以放在柜内进行消毒。臭氧浓度可以设计得高一点。可以取到100 ppm以上。KCF-L型臭氧消毒柜，只要十几分钟就可以达到设计要求。
5．水的消毒灭菌
    在制药厂用水的地方较多，有医药用水，消毒用水，清洗用水及饮用水等区别。根据不同的水质要求，采用不同的工艺流程，消毒工艺则用一般的臭氧水处理方法即可达到满意的效果。这里就不再详细介绍了。
需要特别注意的是医用注射液用水，则要求不能存在热源。热源是细菌病毒死亡之后留下来的内毒素。臭氧能不能消除热源，有待进行研究确定。如果确定臭氧可以除去水中的热源，那么，臭氧在药品生产中的应用又可以开辟一条新的途径。
    以上，仅从几个方面介绍了臭氧在药品生产中的应用实例，可以看出在药品生产中臭氧是大有作为的。GMP验证为臭氧技术的开发提供了广阔的机遇。我们一定要抓住这个机遇，在新的研究课题上有所突破，臭氧工作者的责任是制造出性能稳定可靠的精品臭氧发生器，为药品生产服务。同时，由于臭氧灭菌工艺在药品生产过程中的成功应用，也为GMP验证提供了新型的强有力的武器，更有利于药品生产企业尽快通过GMP验证。

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