药剂学第四章灭菌.pptVIP

第四章灭菌制剂与无菌制剂 1 第一节概述第二节注射剂第三节输液第四节注射用无菌粉末第五节眼用制剂 第一节概述 灭菌 sterilization 系指用物理或化学等方法杀灭或除去所有致病和非致病微生物繁殖体和芽孢的手段 灭菌法 thetechniqueofsterilization 系指杀灭或除去所有致病和非致病微生物繁殖体和芽孢的方法或技术 一 基本概念 无菌 sterility 系指在任一指定物体 介质或环境中 不得存在任何活的微生物 无菌操作 aseptictechnique 系指在整个操作过程中利用和控制一定条件 使产品避免被微生物污染的一种操作方法或技术 防腐 antisepsis 系指用物理或化学方法抑制微生物的生长与繁殖的手段 亦称抑菌 对微生物的生长与繁殖具有抑制作用的物质称抑菌剂或防腐剂 消毒 disinfection 系指用物理或化学方法杀灭或除去病原微生物的手段 对病原微生物具有杀灭或除去作用的物质称消毒剂 二 灭菌制剂与无菌制剂的定义与分类 药物制剂 规定无菌制剂 不得检出活菌 非规定无菌制剂 限菌制剂 限定染菌的种类与数量 根据人体对环境微生物的耐受程度 按照除去活微生物的制备工艺 灭菌制剂 系指采用某一物理 化学方法杀灭或除去所有活的微生物繁殖体和芽孢的一类药物制剂 无菌制剂 系指采用某一无菌操作方法或技术制备的不含任何活的微生物繁殖体和芽孢的一类药物制剂 种类 药物制剂中规定的无菌制剂包括 注射用制剂 如注射剂 输液 注射粉针等 眼用制剂 植入型制剂 创面用制剂 如溃疡 烧伤及外伤用溶液 软膏剂 气雾剂等 手术用制剂 如止血海绵剂和骨蜡等 二 灭菌与无菌技术 提高药物制剂的安全性保护制剂的稳定性保证制剂的临床疗效 目的 灭菌方法 火焰灭菌法 药液灭菌法 物理灭菌法 化学灭菌法 湿热灭菌法 滤过除菌法 紫外线灭菌法 微波灭菌法 辐射灭菌法 流通蒸气灭菌法 煮沸灭菌法 低温间歇灭菌法 射线灭菌法 灭菌方法 气体灭菌法 干热空气灭菌法 干热灭菌法 热压灭菌法 无菌操作法 一 物理灭菌法 1干热灭菌法指在干燥环境中进行灭菌的技术 火焰灭菌法 灭菌迅速 可靠 简便 适用于耐火焰材质的金属 玻璃及瓷器等用具的灭菌 不适用于药品的灭菌 干热空气灭菌法 适用于耐高温的玻璃和金属制品以及不允许有湿气穿透的油脂类及耐高温的粉末化学药品 不适于橡胶 塑料及大部分药品的灭菌 时间长 不理想 干热灭菌器 135 145 灭菌3 5h 160 170 灭菌2 4h 180 200 灭菌0 5 1h 2湿热灭菌法 在饱和蒸汽或沸水或流通蒸汽中进行灭菌的方法 最为常用 灭菌效率比干热灭菌法高 包括 1 热压灭菌法 2 流通蒸汽灭菌法 3 煮沸法 4 低温间歇灭菌法 一 物理灭菌法 1 热压灭菌法 系指用高压饱和水蒸气加热杀灭微生物的方法 能杀灭所有细菌繁殖体和芽孢 适用于耐高温和高压蒸汽的所有药物制剂 玻璃容器 金属容器 瓷器 橡胶塞 滤膜过滤器等 灭菌温度 蒸气表压 和时间 115 67kPa 30min 121 97kPa 20min 126 139kPa 15min 湿热灭菌法 影响湿热灭菌因素 微生物的种类和数量耐热 压次序 芽孢 繁殖体 衰老体微生物数量灭菌时间 蒸气性质 影响湿热灭菌因素 蒸气 饱和蒸气 湿饱和蒸气 过热蒸气 热含量 热穿透力 灭菌效率 影响湿热灭菌因素 药物性质和灭菌时间 灭菌温度愈高 灭菌时间愈长 药品被破坏的可能性愈大 原则 在达到有效灭菌的前提下 尽可能降低灭菌温度和缩短灭菌时间 影响湿热灭菌因素 其他 介质pH值 介质的营养成分 中性最耐热 碱性次之 酸性最弱 抗热性强 营养高 2 流通蒸气灭菌法 系指在常压下 采用100 流通蒸气加热杀灭微生物的方法 灭菌时间通常为30 60min 该法适用于消毒及不耐高热制剂的灭菌 但不能保证杀灭所有的芽孢 不是可靠的灭菌法 湿热灭菌法 3 煮沸灭菌法 系指将待灭菌物品置沸水中加热灭菌的方法 沸水中煮30 60min 该法灭菌效果较差 常用于注射剂 注射针等器皿的消毒 必要时加入适量的抑菌剂 如三氯叔丁醇 甲酚 氯甲酚等 以提高灭菌效果 湿热灭菌法 4 低温间歇灭菌法 系指将待灭菌物置60 80 的水或流通蒸气中加热60min 杀灭微生物繁殖体后 在室温条件下放置24h 让待灭菌物中的芽孢发育成繁殖体 再次加热灭菌 放置 反复多次 直至杀灭所有芽孢 该法适用于不耐高温 热敏感物料和制剂的灭菌 缺点是费时 工效低 灭菌效果差 加入适量抑菌剂可提高灭菌效率 湿热灭菌法 系指采用辐射 微波和紫外线杀灭微生物和芽孢的方法 包括 辐射灭菌法 60Co 2 5 104Gy 戈瑞 微波灭菌法 300MHz 300kMz紫外灭菌法 200 300nm 3射线灭菌法 1 辐射灭菌法 系指采用放射线同位素 60Co和137Cs 放射的 射线杀灭微生物和芽孢的方法 辐射灭菌剂量一般为2 5 104Gy 本品适用于热敏物料和制剂的灭菌 常用于维生素 抗生素 激素 生物制品 中药材和中药制剂 医疗器械 药用包装材料及药用高分子材料等物质的灭菌 射线灭菌法 1 辐射灭菌法 优点 不升高产品温度 穿透力强 灭菌效率高 缺点 设备费用较高 对操作人员存在潜在的危险性 对某些药物 特别是溶液型 可能产生药效降低或产生毒性物质和发热物质等 射线灭菌法 2 微波灭菌法 采用微波 频率为300MHz 300kMHz 照射产生的热能杀灭微生物和芽孢的方法 该法适用于液体和固体物料的灭菌 且对固体物料具有干燥作用 特点 微波能穿透到介质和物料的深部 可使介质和物料表里一致地加热 且具有低温 常压 高效 快速 低能耗 无污染 易操作 易维护 产品保质期长等特点 射线灭菌法 2 微波灭菌法 热效应 使微生物中蛋白质变性而失活 微波杀菌机理 非热效应 干扰了微生物正常的新陈代谢 破坏微生物的生长环境 低温 70 80 即可杀灭微生物 不影响药物的稳定性 射线灭菌法 3 紫外线灭菌法 系指用用紫外线 能量 照射杀灭微生物和芽孢的方法 用于紫外灭菌的波长一般为200 300nm 最强灭菌力的波长为254nm 该法适用于照射物表面灭菌 无菌室空气及蒸馏水的灭菌 不适合于药液的灭菌及固体物料深部的灭菌 射线灭菌法 3 紫外线灭菌法 灭菌机理 紫外线可导致核酸蛋白变性 又能使空气中氧气产生微量臭氧 紫外线穿透能力弱 并能被普通玻璃吸收 装于容器中的药物不能用紫外线灭菌 紫外线对人体有一定的伤害 照射过久易引起结膜炎 红斑及皮肤烧灼 因此 用紫外线灭菌时 一般在操作前开启1 2小时 射线灭菌法 4过滤灭菌法 系指采用过滤法除去微生物的方法 该法属于机械除菌方法 该机械称为除菌过滤器 对灭菌用过滤器应有较高要求 常用的除菌过滤器 0 22 m和0 3 m的微孔滤膜器 G6垂熔玻璃滤器 应在无菌条件下进行操作 优点 适合于不耐热药物制剂 如生化制剂 胰岛素 血清 等 能将细菌增殖体与尸体一并滤出 缺点 易污染 操作非常小心 除垂熔玻璃滤器外 多数滤器具有吸附性 能降低滤液中药物的含量 二 化学灭菌法 化学灭菌法指用化学药品直接作用于微生物而将其杀灭的方法 杀菌剂是指对微生物具有触杀作用的化学药品 分为气体杀菌剂和液体杀菌剂 杀菌剂只对微生物繁殖体有效 不能杀灭芽孢 1气体灭菌法 适用于环境消毒和不耐加热灭菌的医用器械 设备和设施的消毒 亦用于粉末注射剂的消毒 常用气体有环氧乙烷 甲醛 丙二醇 甘油和过氧乙酸等 在药物灭菌中效果做好的是环氧乙烷 环氧乙烷的灭菌机制 主要是由于它的烷基的取代性质 细菌蛋白质分子中的氨基 羟基 酚基或巯基与环氧乙烷结合 如 CH2CH2 R SH R S CH2CH2OHO 二 化学灭菌法 2药液灭菌法 该法常作为其他灭菌法的辅助措施 适用于皮肤 无菌器具和设备的消毒 常用的消毒液有 75 乙醇 1 聚维酮碘溶液 0 1 0 2 新洁尔灭溶液 酚或煤酚皂溶液等 三 无菌操作法 将制备过程控制在无菌条件下进行的一种操作方法 该法适用于一些不耐热药物的注射液 眼用制剂 皮试液 海绵剂和创伤制剂的制备 无菌操作法包括无菌操作室的灭菌和无菌操作两个环节 层流洁净工作台 1 无菌操作室的灭菌 常采用紫外线 液体和气体灭菌法对无菌操作室环境进行灭菌 常用甲醛溶液加热熏蒸法 气体发生装置 蒸气加热夹层锅 液态甲醛 甲醛蒸气 鼓风机 无菌室关闭熏蒸12 24h 湿度 60 温度 25 25 氨水 除气 2 无菌操作 无菌操作的场所无菌操作室 层流洁净工作台 无菌操作柜 无菌操作的所用物品 器具 环境操作人员 三灭菌参数 F与F0值 F与F0值在灭菌中的应用无菌验证 F与F0值可作为验证灭菌可靠性的参数 一 D值 在一定温度下 杀灭90 微生物 或残存率为10 所需要的灭菌时间 灭菌过程符合一级动力学过程 lgN0 lgNt kt 2 303t 2 303 k lgN0 lgNt D t 2 303 k lg100 lg10 D值为降低被灭菌物品中微生物数至原来1 10或降低一个对数单位 lg100降至lg10 所需的时间 不同灭菌法不同微生物的D值 灭菌参数 二 Z值 意义 灭菌时间减少到原来的1 10所需升高的温度 在100 138 时 lgD与温度之间存在直线关系 Z T2 T1 lgD1 lgD2 D2 D1 10 T1 T2 Z 在不同温度下对特定微生物在特定介质或环境中测得D值后 用logD对T图 三灭菌参数 三 F值 在一定灭菌温度T下 给定Z值所产生的灭菌效果与在参比温度T0下给定Z值所产生的灭菌效果相同时所相当的灭菌时间 常用于干热灭菌 单位 min F t 10 T T0 Z 四 F0值 热压灭菌在一定灭菌温度T下 Z值为10 所产生的灭菌效果与121 下Z值为10 所产生的灭菌效果相同时所相当的灭菌时间 F0 t 10 T T0 10F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一 数值更为精确 实用 为了确保灭菌效果 应适当增加安全系数 一般增加理论值的50 第二节注射剂 一概述 定义 分类 特点 给药途径 质量要求 二注射剂的溶剂 附加剂三热原四注射剂的制备 一 概述 一 注射剂 Injection 的定义将药物制成供注入体内的灭菌溶液 乳状液或混悬液以及供临用前配成溶液或混悬液的无菌粉末或浓缩液 亦称为针剂 二 注射剂的分类 按分散系统分 溶液型 水针 油性注射剂 水溶或非水溶 混悬型 水难溶性药物或注射后要求延长药效作用的药物 可制成水或油的混悬液 如醋酸可的松注射液 一般只供肌注 不得iv 乳剂型 营养脂肪乳固体粉末型 无菌分装和冻干制剂 亦称粉针 灭菌粉末装入容器 临用时用适当容剂溶解或混悬而制成 三 注射剂的特点 药效迅速 作用可靠 适用于不宜口服的药物和不能口服给药的病人 可以产生局部定位作用 使用不方便 注射疼痛 不舒服 易交叉污染 安全性差 制备过程复杂 质量要求高 成本高 缺点 优点 四 注射剂的给药途径 静脉注射 intravenous IV route 静脉注射药效最快 常作急救 补充体液和供营养之用 多为水溶液 分静推和静滴 静脉推注和静脉滴注 前者用量小 一般5 50ml 后者用量大 多至数千毫升 平均直径 1 m的乳浊液 可作静脉注射 油溶液和一般混悬型注射液不能作静脉注射 2脊椎腔注射 vertebrocavalroute 注入脊椎四周蜘蛛膜下腔内 其渗透压必须与脊椎液相等 注射量不超过10ml pH值在5 0 8 0之间 注入的速度应缓慢 3肌内注射 intramuscular IM route 注射肌肉组织中 一次剂量一般在1 5ml 除水溶液外 油溶液 混悬液 乳浊液均可作肌内注射 4皮内注射 intradermal ID route 皮内注射系注于表皮和真皮之间 一次注射量在0 2ml以下 常用于过敏性试验或疾病诊断 5皮下注射 subcutaneous SC route 注射于真皮和肌肉之间的松软组织内 注射剂量通常为1 2ml 主要水溶液为主 药物吸收速度稍慢 6动脉内注射 intra arterialroute 注入靶区动脉末端 如诊断用动脉造影剂 肝动脉栓塞剂等 7其他途径 穴位注射 腹腔注射 动物麻醉 关节腔注射 五 注射剂的质量要求 无菌无热原澄明度安全性 渗透压pH稳定性降压物质 二注射剂的溶剂 附加剂 一 注射剂的溶剂注射用水注射用油其他注射用溶剂 二 注射剂的附加剂 一 注射剂的溶剂 1注射用水 1 基本概念 原水 自来水 制备纯化水纯化水 原水经适宜方法制得的供药用的水 不含任何附加剂 可作为配制普通药物制剂的溶剂或试验用水 不得用于注射剂的配制 注射用水 纯化水经蒸馏所得的无热原水 作为配制注射剂用的溶剂 灭菌注射用水 注射用水经灭菌所得的水 主要用于粉针的溶剂 注射液的稀释剂等 1注射用水 注射用水工艺流程制药用水包括纯化水 注射用水 灭菌注射用水 原水 纯化水 注射剂用水 灭菌注射用水 1注射用水 2 注射剂用水的质量要求注射用水的质量要求在 中国药典 2000年版中有严格规定 除一般蒸馏水的检查项目如酸碱度 氯化物 硫酸盐 钙盐 铵盐 二氧化碳 易氧化物 不挥发物及重金属等均应符合规定 pH为5 0 7 0 氨含量不超过0 00002 还必须通过热原检查 制备后12h内使用 3 原水的处理 处理方法 离子交换法电渗析法反渗透法 离子交换法 化学纯度高 电阻率100万 cm离子 气体 部分微生物设备简单节约能源成本低 离子交换法 阳离子交换树脂 氢型 RSO3 H 钠型 稳定 RSO3 Na 阴离子交换树脂 氢氧型 RN CH3 3OH 氯型 稳定 RN CH3 3Cl 离子交换法 处理原水的流程 阳床 脱气塔 CO2 阴床 混合床新树脂 处理 转型旧树脂 老化 再生 强酸 碱 混合树脂床串联 电渗析法 成本更低化学纯度不如离子交换法 电阻率10万 cm 反渗透法 半透膜 膜材为醋酸纤维素膜和聚酰胺膜浓度差 两侧分别为盐溶液和纯水外压力 大于渗透压 达到盐 水分离 1 醋酸纤维素膜2 聚酰胺膜 纯水 盐溶液 施加的外压力 3 原水的处理 离子交换法制得的离子交换水主要供蒸馏法制备注射用水使用 也可用于洗瓶 但不得用来配制注射液 因其在除热原方面还不如蒸馏法那样可靠 有时还带有乳光 电渗析法与反渗透法广泛用于原水预处理 供离子交换法使用 以减轻离子交换树脂的负担 5 蒸馏制备注射用水最经典的方法 用蒸馏水器制得 小量生产塔式蒸馏水器大量生产多效蒸馏水机或汽压式蒸馏水器 塔式蒸馏水器结构示意图 1 蒸汽进口2 蒸汽选择器3 加热蛇管4 废气排出器5 溢流管6 水位玻管7 隔沫装置8 挡水罩9 第一冷凝器10 第二冷凝器11 排气孔 制备注射用水的一般流程 自来水 细滤过器 过滤 电渗析装置或反渗透装置 离子交换树脂 阳离子树脂床 脱气塔 阴离子树脂床 混合树脂床 纯化水 多效蒸馏水机或气压式蒸馏水机 热贮水器 80 或65 以上保温循环或4 以下无菌状态贮存 注射用水 12内小时用完 二 注射用油 芝麻油 大豆油 茶油避光密闭贮存质量要求 无异臭 无酸败 色泽不得深于黄色6号标准比色液 10 时保持澄明 碘值78 128 皂化值185 200 酸值不大于0 56 2 注射用油 评定注射用油的主要指标 碘值 不饱和键 易氧化 酸值 游离脂肪酸 酸败 皂化值 游离脂肪酸 脂肪酸脂 种类 纯度 植物油是由各种脂肪酸的甘油酯所组成 在贮存时与空气 光线接触 时间较长往往发生复杂的化学变化 产生特异的刺激性臭味 称为酸败 酸败的油脂产生低分子分解产物如醛类 酮类和脂肪酸 这样的油 就不可能符合上述注射用油的标准 矿物油和碳氢化合物不能被机体吸收 故不能被注射用 油性注射剂只能供肌肉注射 注射用油应贮于避光密闭洁净容器中 避免日光 空气接触 还可考虑加入没食子酸丙酯 生育酚等抗氧剂 3 其他注射用溶剂 乙醇 甘油 丙二醇 PEG 二甲基乙酰胺 DMA 乙酸乙酯等 3 其他注射用溶剂 1 乙醇本品与水 甘油 挥发油等可任意混合 毒性 对小白鼠的LD50静脉注射为1 973g kg 皮下注射为8 285g kg 采用乙醇为注射用溶剂时浓度可高达50 如氢化可的松注射液 可供肌肉或静脉注射 但浓度超过10 肌内注射就有疼痛感 2 甘油本品与水或醇可任意混合 由于粘度 刺激性等原因不能单独作为注射用溶剂 利用它对许多药物具有较大溶解性的特点 常与乙醇 丙二醇 水等混合应用 毒性 对小白鼠的LD50皮下注射为10ml kg 肌内注射6ml kg 大白鼠静脉注射LD50为5 6g kg 常用浓度一般为1 50 3其他注射用溶剂 3 丙二醇即1 2 丙二醇 本品与水 乙醇 甘油相混溶 能溶解多种挥发油 在注射剂中 本品在一般情况下稳定 但高温下 250 以上 可被氧化成丙醛 乳酸 丙酮酸及醋酸 丙二醇已广泛用作注射用溶剂 其特点是溶解范围较广 可供肌内 静脉等给药 采用丙二醇为溶剂的有安定注射液 毒性 小鼠腹腔注射的LD50为9 7g kg 皮下注射LD50为18 5g kg 静脉注射LD50为5 8g kg 常用浓度为1 50 4 二甲基乙酰胺 Dimethylacetamide DMA 本品为澄明的中性液体 能与水 乙醇任意混合 毒性 对小白鼠腹腔注射LD50为3 266g kg 但连续使用时 应注意其慢性毒性 常用浓度0 01 5 聚乙二醇 PEG 作注射溶剂的PEG 其分子量300 400常用浓度为1 50 二 注射剂的附加剂 附加剂在注射液中的主要作用 1 增加药物的理化稳定性 2 增加主药的溶解度 3 抑制微生物生长 尤其对多剂量注射剂更要注意 4 减轻疼痛或对组织的刺激性 二 注射剂的附加剂 1 增加主药溶解度的附加剂增溶 助溶 改变溶剂 成盐2 调节PH值的附加剂一般注射液pH宜在3 10之间 对于大量静脉注射液要求pH4 9之间 常用的pH调节剂有盐酸 氢氧化钠 碳酸氢钠 磷酸盐 醋酸盐 3 防止药物氧化的附加剂抗氧剂水溶性抗氧剂 焦亚硫酸钠 亚硫酸氢钠 用于偏酸性药液 亚硫酸钠 硫代硫酸钠 用于偏碱性药液 油溶性抗氧剂 没食子酸及其酯 叔丁对甲氧酚 二叔丁对甲酚 生育酚 金属螯合剂常用的有EDTA的盐及枸橼酸 酒石酸 二羟乙基甘氨酸等 通人惰性气体目前使用的惰性气体有氮气和二氧化碳两种 惰性气体 可在配液时通 或在灌封时通 4 抑菌剂 必须加入抑菌剂 采用滤过除菌法或无菌操作法或低温间歇灭菌法制备的注射剂 及多剂量装注射剂 许多生物制品中均可加入适量抑菌剂 不许加抑菌剂 静脉注射 脊椎注射 剂量超过5ml要慎加 加抑菌剂的注射液 仍应采用适宜方法灭菌 常用苯甲醇 三氯叔丁醇 1 苯甲醇 常用浓度为1 3 适用于偏碱性的注射液 还是局部止痛剂 2 三氯叔丁醇 常用浓度为0 25 0 5 本品对眼刺激性小 因而适用于生物碱盐类滴眼剂中 二 注射剂的附加剂 5 止痛剂 局麻剂 2 苯甲醇 0 5 盐酸普鲁卡因 利多卡因 0 5 三氯叔丁醇 6其它助悬剂或乳化剂 帮助主药混悬或乳化 乳化剂 用的较多的是聚山梨酯80 但用于iv 卵磷脂 泊洛沙姆188 助悬剂 常用0 5 的羧甲基纤维素钠 根据药物性质 注射剂种类不同 选用不同的附加剂 注射剂常用的抗氧剂 金属螯合剂和惰性气体 注射剂常用的抑菌剂 注射剂常用的局部止痛剂 注射剂常用的pH值调节剂 注射剂常用的其他附加剂 7等渗调节剂 常用等渗调节剂 氯化钠 葡萄糖 渗透压调整方法和计算 冰点降低数据法氯化钠等渗当量法 渗透压的计算 临床上用渗透克分子量 简称渗量 osm 或渗透毫克分子量 mosm 作为体液渗透压的单位 1000毫渗量 1渗量 1毫渗量为1毫克分子 mM 非电解质 或一毫克离子 电解质 所产生的渗透压 体液 包括血浆 渗透压平均为298mmol L 正常范围为280 310mmol L 从临床的观点凡输液的渗透压力为298mmol L 则认为与血浆等渗 所以制备等渗输液 需要基本上符合上述要求 渗透压的计算 血浆 人体液 渗透压 298mmol L等渗 血浆的渗透压例题 配1000ml 1L 等渗NaCl注射液 需NaCl多少克 1mmolNaCl 2mosm 2 X 58 5 298X 9g 0 9 7 渗透压调节 1 冰点降低数据法 血浆的冰点 0 52 C溶液的冰点 0 52 C 与血浆等渗X 0 52 a bX 每100ml溶液中需加渗透压调节剂的量 g a 药物溶液测得的冰点下降度数 b 1 渗透压调节剂的冰点降低度数 1 冰点降低数据法 例题 配100ml的2 盐酸普鲁卡因溶液 需加NaCl多少使成等渗溶液 血浆 冰点 0 52 C 1 盐酸普鲁卡因 冰点 0 12 C W 0 52 a b 0 52 0 12 2 0 58 0 48g 2 氯化钠等渗当量法 与1g药物呈等渗效应的NaCl量为等渗当量 用E表示 1g药物 XgNaCl 0 9 NaCl 血浆渗透压 X 0