無菌工業(yè)流程可以在隔離器內(nèi)進(jìn)行。隔離器是裝有高效空氣過濾器的機(jī)器，可創(chuàng)造一個(gè)受控環(huán)境：既保護(hù)所處理的材料，也保護(hù)操作人員，消除內(nèi)外部的直接接觸和所有相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。隔離器可以通過一個(gè)有效的循環(huán)進(jìn)行凈化：本文的目的是向讀者提供通過VHP（汽化過氧化氫）優(yōu)化循環(huán)的一系列想法和思考。

引言

經(jīng)過驗(yàn)證的滅菌方法必須能夠?qū)⑽⑸镫姾山档偷筋A(yù)設(shè)要求，通常稱為6log的SAL（穩(wěn)定性保證水平）。市場上有多種滅菌物質(zhì)，每種物質(zhì)都有自己的特點(diǎn)，但過氧化氫溶液有許多優(yōu)點(diǎn)：低濃度時(shí)就能對多種微生物產(chǎn)生明顯的殺菌效果，并能降解成無毒的副產(chǎn)品。

自上世紀(jì)80年代以來，過氧化物在隔離器滅菌中的使用日益普及，成為"卓越"的滅菌系統(tǒng)。該工藝的有效性/優(yōu)化取決于多個(gè)因素，尤其是以下因素：

如何將過氧化物引入艙內(nèi)

如何使其盡可能有效

如何以可接受的水平清除殘留物

在任何情況下，都有一些一般性問題需要考慮。在本文中，我們提請注意其中的4個(gè)方面：

注入類型

注入方式

注射方法

流程各階段的目的、限制和策略

注入類型

隔離器在工藝流程和外部環(huán)境之間提供了一道物理屏障。在標(biāo)準(zhǔn)隔離器通風(fēng)條件下，入口空氣穿過HEPA（高效微粒空氣過濾器）過濾器，進(jìn)入操作室。出去的空氣則穿過其他過濾器，進(jìn)入通風(fēng)管道。由于采用了這種通風(fēng)方式，因此有兩種方法可以將過氧化物導(dǎo)入操作室：一種是"全腔注入"，即VHP管道與通風(fēng)系統(tǒng)相連；另一種是"直接注入"，即VHP管道直接與操作室相連。

全空氣噴射：蒸汽穿過HEPA過濾器進(jìn)入室內(nèi)，由于部分過氧化物會使過濾器基質(zhì)飽和，因此會增加幾個(gè)小時(shí)的循環(huán)時(shí)間。在這種模式下，可以使用PTFE過濾器來減少VHP的吸收。

直接注入：蒸汽直接從腔室進(jìn)入，只與過濾器表面接觸，過濾器不會被穿過，因此會達(dá)到飽和。

注入方法

當(dāng)試圖使用一臺發(fā)生器對多個(gè)孤立的環(huán)境進(jìn)行凈化時(shí)，主要目的是節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施和總周期時(shí)間。可以采用的方法是順序或間隔系統(tǒng)。

按順序使用的發(fā)生器在整個(gè)循環(huán)時(shí)間內(nèi)的平均運(yùn)行時(shí)間不到10%：總循環(huán)時(shí)間是所有單個(gè)循環(huán)時(shí)間的總和。在時(shí)間間隔法中，發(fā)生器的使用時(shí)間為100%，而在HOT AIR-VHP交替時(shí)間法中，濃度在各個(gè)腔室之間均勻上升，通過時(shí)間間隔以及空氣和溫度流對體積進(jìn)行補(bǔ)償：總循環(huán)時(shí)間等于一個(gè)腔室的循環(huán)時(shí)間。

電離

說明電離產(chǎn)生的自由基能增強(qiáng)過氧化物的作用，并能迅速消除污染。特殊的噴嘴會產(chǎn)生細(xì)霧，其中含有高濃度的氧活性物質(zhì)。因此，使用電離噴射器可將液體以微滴的形式直接引入室內(nèi)激活。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：它不能以霧化形式運(yùn)輸，因此需要注入腔室。它在低濃度時(shí)非常有效，可以實(shí)現(xiàn)非常快的循環(huán)，但需要仔細(xì)定位和確定噴嘴的大小。

各階段的目的、限制和策略

以上分析的所有方面都會影響循環(huán)的各個(gè)階段，通常包括4個(gè)階段：除濕、調(diào)節(jié)、滅菌和通風(fēng)。

第1階段：除濕

這一階段包括創(chuàng)造凈化所需的初始條件，使用除濕機(jī)調(diào)節(jié)相對濕度。

優(yōu)化因素：

使用暖通空調(diào)（HVAC）或外部除濕機(jī)作為預(yù)處理系統(tǒng)，以比過氧化物發(fā)生器更高的流速對空氣進(jìn)行除濕。

在非干燥工藝中去除這一階段，估計(jì)在1米的隔離環(huán)境中可節(jié)省約10分鐘的時(shí)間。

第二階段：調(diào)節(jié)

在這一階段，隔離器內(nèi)的過氧化物濃度達(dá)到確保"殺滅"效果所需的濃度。

在干式和濕式方法中：

管道內(nèi)不能超過凝結(jié)點(diǎn)限制，因此（尤其是在濕法情況下）VHP不能凝結(jié)。

需要大量的高速氣流，以防止與連接管壁發(fā)生熱交換，降低冷凝的可能性。

在電離方法中：

通常直接插入腔體內(nèi)的噴射器的功率是有限的。它們不能直接在"會被清洗"的材料旁邊進(jìn)行霧化。

在任何運(yùn)行模式下，相位都非常快。

第3階段：滅菌

在這一階段，H2O2的濃度在達(dá)到所需的SAL值所需的全部時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。通常使用化學(xué)（CI）和生物（BI）性能指標(biāo)來驗(yàn)證循環(huán)的有效性。BIs被放置在艙內(nèi)并被凈化。在周期結(jié)束時(shí)，收集生物指示劑并進(jìn)行培養(yǎng)，以驗(yàn)證沒有微生物生長，從而證明滅菌周期的有效性。

殺滅"越有效，階段就越短。濕式微縮比干式微縮更快地減少微生物電荷；

離子化方法中的活性物質(zhì)可確保在濃度低得多的情況下實(shí)現(xiàn)非常快的階段。

這是最關(guān)鍵的階段，因?yàn)橛斜匾私夂螘r(shí)達(dá)到SAL，如果不考慮以下因素，評估相關(guān)時(shí)間是毫無意義的：

使用的生物活性成分類型。每種BIs都有自己的種群和抗性（以D值報(bào)告，D值等于將種群減少90%所需的時(shí)間），但不可能確定BI失活的準(zhǔn)確和可重復(fù)的瞬間。如果運(yùn)輸/儲存的方式不合適，或者接種時(shí)產(chǎn)生了重疊層，BI的抗性就會增加。

隔離室中的負(fù)載及其分布

隔離器的初始條件。

手套箱內(nèi)的負(fù)載分布示例

室外溫度和室內(nèi)初始濕度隨時(shí)間的變化是難以控制和預(yù)測的參數(shù)。

第四階段：通風(fēng)

工作艙滅菌后，過氧化物的濃度（以ppm（百萬分之一）表示）必須恢復(fù)到OSHA（職業(yè)安全和健康管理局）規(guī)定的TLV（閾限值）以下，一般為1ppm。這一階段對周期時(shí)間影響最大，因?yàn)樗c空氣流量成正比，在很大程度上取決于隔離器，可能需要幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)。

優(yōu)化因素：

可在完全抽排的條件下工作，并對室內(nèi)空氣進(jìn)行完全更新（如果不能接受將殘留的ppm直接沖入HVAC系統(tǒng)，隔離器可配備額外的催化劑）

直接注入室內(nèi)，防止過濾器飽和

使用隔離器低吸收過濾器/材料/部件。

因此，可以對循環(huán)的每個(gè)階段進(jìn)行時(shí)間優(yōu)化，但不穩(wěn)定或出現(xiàn)非典型現(xiàn)象的循環(huán)不應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證。周期時(shí)間過短可能會導(dǎo)致出現(xiàn)假陽性/陰性或VHP被Bis涂層材料緩慢釋放（去吸收）等現(xiàn)象，從而延長殺滅作用。在周期結(jié)束時(shí)，BI會被浸漬，繼續(xù)受到被截留的VHP的影響，其實(shí)際凈化會在箱體內(nèi)"名義"周期結(jié)束幾分鐘后結(jié)束，包括將其從箱體內(nèi)取出并培養(yǎng)的時(shí)間。另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是驗(yàn)證熱參數(shù)不穩(wěn)定的工藝：不同的濕度和初始溫度條件可能會導(dǎo)致調(diào)節(jié)和滅菌階段出現(xiàn)差異。此外，工藝必須確保所需的SAL：使用D值過低的BI、在驗(yàn)證過程中使用最小負(fù)載以及低估滅菌時(shí)間安全系數(shù)，都可能導(dǎo)致周期很短但統(tǒng)計(jì)結(jié)果不顯著。最后，在驗(yàn)證過程中，有必要在周期結(jié)束時(shí)檢查腔體內(nèi)是否有超過1ppm的VHP殘留。

結(jié)論

使用VHP進(jìn)行凈化是一個(gè)取決于多種因素的過程，因此不可能事先確定一個(gè)"標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)"：事實(shí)上，循環(huán)的特點(diǎn)和應(yīng)遵循的方法本質(zhì)上取決于隔離器和環(huán)境條件。

因此，這是一個(gè)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化的過程，需要使用不同的技術(shù)，并始終努力優(yōu)化其性能，避免潛在風(fēng)險(xiǎn)。