引言

医药行业的不断发展，对制药车间厂房设施、环境和物料的灭菌提出了更高的要求，而过氧化氢由于对枯草芽孢杆菌和嗜热芽孢杆菌能够达到的杀灭率，并且对材料的兼容性好、无毒残留的特点，被广泛用于乳品、制药、饮用水等生产过程的物料和环境消毒灭菌。

1 技术原理

经研究发现，气态过氧化氢杀菌能力大于液态杀菌能力200倍，在气相状态下仅需低浓度即可达到高浓度液态过氧化氢具备的杀孢子能力^[1]，其主要原理是生成游离的氢氧基，用于进攻细胞成分，包括脂类，蛋白质和DNA^[2]，所以大多采用汽化过氧化氢进行灭菌。

在汽化过氧化氢灭菌过程中灭菌效果与灭菌剂用量（一般指过氧化氢注入量）、环境温度、相对湿度有关。汽化过氧化氢灭菌过程中，需要重点关注过氧化氢浓度、相对饱和度。相对饱和度是指过氧化氢和水蒸气共同组成的空气中的湿度参数，是能够指示空气与水蒸气和汽化过氧化氢的混合物何时开始冷凝的唯一参数。当相对饱和度达到100% RS时，空气混合物开始冷凝。因此当用汽化过氧化氢进行灭菌时，相对饱和度能准确表示真实饱和度的参数。在汽化过氧化氢技术中，正是微冷凝过程使得微生物失活^[3]。

目前主要有两种不同利用过氧化氢的消毒灭菌技术，即汽化过氧化氢灭菌技术和过氧化氢“干雾”灭菌技术。

2 主流灭菌技术对比

两种灭菌技术对比情况如下。

2.1 汽化过氧化氢（VHP）灭菌技术

汽化过氧化氢灭菌技术大多是采用闪蒸技术，将高浓度的过氧化氢溶液（浓度一般大于30%）经过滤滴加至加热的光滑金属物体表面使其瞬间汽化为化2-6微米的颗粒。用于攻击细胞的成分，实现灭菌。

2.2 过氧化氢“干雾”灭菌技术

随着雾化技术的发展，已发展出常温汽化技术，通过无限增大体表面积和提高表面对流速度，将灭菌剂从液相变成汽相，产生均一的亚微米颗粒，通过一定的对流速度，在颗粒到达物体表面时，完全蒸发到空气中。由于这种小颗粒在空气中进行的是无规则运动（布朗运动原理）且不会沉降，在一定温湿度条件下也不会聚合在一起产生大的液滴。研究表明，雾化粒子越小，在空气中悬浮时间越长，就越有机会与空气中细菌充分接触而达到消毒灭菌的目的。

2.3 技术对比

表1. 汽化过氧化氢灭菌技术和过氧化氢“干雾”灭菌技术对比

基于汽化过氧化氢灭菌技术和过氧化氢“干雾”灭菌技术的对比，汽化过氧化氢灭菌技术由于热气体向上漂浮，会导致靠近地面部分的分布性较差，所以多应用于可控的环境温湿度较小的密闭环境，如传递舱、隔离器、生物安全柜、生物培养箱等。

过氧化氢“干雾”灭菌技术一般要求环境相对湿度小于65%，温度20-30℃，汽化产生的过氧化氢颗粒均含有90%以上的水分，并非真正意义上的干雾，导致灭菌过程中环境相对湿度会增加大约30%左右，因此需要足够大的雾化空间才能让雾化颗粒在运行的过程中挥发水分形成真正的干雾，这样能够避免在灭菌过程中环境相对湿度达到100%而产生冷凝，从而不会对地面和墙壁产生腐蚀。因此过氧化氢“干雾”灭菌技术可应用于大空间环境消毒灭菌。

3 应用场景与实施流程

3.1物料灭菌（VHP传递舱）

在制药车间需要由低洁净度级别区域向高洁净度级别区域传递物料时，可采用VHP传递舱，现场环境和空间应能够满足VHP传递舱的安装要求，且VHP传递舱的体积满足单次最大传递量的需求。通过VHP传递舱传递物料，对物料外表面进行灭菌，同时VHP传递舱体积小，温湿度可控，灭菌过程温升较小不会影响物料。VHP传递舱灭菌技术成熟，灭菌效果可靠，能够用于向高洁净度级别洁净区物料传递灭菌用。

使用流程如下图：

图2. VHP传递舱工艺流程图

3.2空间灭菌（“干雾”技术）

在制药车间的房间灭菌消毒上则可采用过氧化氢“干雾”灭菌技术，即常温蒸发式过氧化氢灭菌器。采用灭菌设备布点的方式，并且多台灭菌器联合工作，对车间洁净区进行空间灭菌。

使用“干雾”技术进行空间灭菌时需要保证足够的雾化空间，避免遮挡，并且喷雾出口方向3米范围内应无其他物体；控制灭菌空间初始湿度在50%-65%RH、温度在20℃-30℃；灭菌空间处于密闭状态；通过喷药量计算和灭菌器的摆放设置，喷药完成后静置180分钟，能够满足洁净区芽孢数下降3-6个lg值。

使用流程如下图：

图3.空间灭菌工艺流程

4效果验证与监测方法

过氧化氢灭菌效果验证活动的核心是确认可接受的工艺参数和灭活微生物挑战，特别是空间灭菌，设备摆放位置、喷射方向、房间温湿度、气流流型等因素都会直接影响验证结果^[4]，通过监测环境温湿度、过氧化氢浓度、喷药量等工艺参数，并使用生物指示剂、化学指示剂能够有效的验证灭菌效果，在指示剂的布点过程中应考虑各项因素：包括房间面积、可能的最差条件及工作区域，距离设备较远或者灭菌系统末端、关键操作位置、人流物流交叉密集人员活动频繁的区域，并且每个房间至少布置一个点。对于生物制剂的数量不一定越多越好，需要进行有效性的评估。

根据《中国药典》“1421灭菌法”汽相灭菌法中“汽相灭菌效果与灭菌剂量（一般指注入量）、相对湿度和温度有关”，过氧化氢浓度不作为灭菌效能指标。

在使用VHP传递舱物料灭菌时，通过选配过氧化氢浓度检测仪，能够在线直观的观察过氧化氢浓度值，同时过氧化氢浓度值参与程序控制过程，在灭菌阶段加药量和过氧化氢浓度值达到要求时开始灭菌计时，灭菌过程中实时动态调节过氧化氢浓度，并且配合温湿度的监测控制，能够有效的避免冷凝，从而更好的保证灭菌效果。

在使用过氧化氢空间灭菌时，因其空间较大，过氧化氢浓度检测仪的监测有局限性，选配过氧化氢浓度检测仪意义不大，通过增加温湿度传感器对环境相对温湿度进行监控，确保正确的喷射方向以及对加药量的监测控制，能够确保达到灭菌效果。

5结语

过氧化氢灭菌可以实现低洁净度级别区域向高洁净度级别区域传递物料，也可以实现洁净区环境的消杀灭菌，对设备、元器件以及EHS影响较小，并且灭菌过程可验证性强，未来能够更好为药品生产过程的灭菌消毒提供保障。

参考文献:

[1]史云。汽化过氧化氢（VHP）常温灭菌系统的应用探讨[J].医药工程设计，2011，32（3）:12-14。

[2]张少梅。VHP空间灭菌的工程实施技术探讨[J].化工与医药工程，2017，38（3）：24-27。

[3]毛小荣。VHP厂房灭菌研究[J].医药工艺与工程，2018，39（3）：26-29。

[4]魏延传。VHP熏蒸在制药行业的应用研究[J].化学工程与装备，2024（7）：28-30。