干货 | 聊一聊新型过氧化氢灭菌工艺在生物制药领域的优势

在对生物医药洁净室及其他洁净行业的洁净空间进行灭菌时，传统的过氧化氢灭菌方式存在周期长、过氧化氢浓度高、易结露腐蚀性强等缺点。新型冷蒸发灭菌工艺是对传统加热闪蒸技术的升级，在较低温度状态下完成灭菌，确保灭菌全过程的安全性。此工艺在生物安全、制药等领域所带来的技术革新，实现了对病原微生物的有效控制。

01、过氧化氢灭菌技术的历史

1818年法国化学家泰纳尔首先发现了过氧化氢，从此之后，使用过氧化氢水溶液（俗称双氧水）进行灭菌一直被广泛应用于人们的日常生产生活中。1981年美国Steris公司发现过氧化氢在气态条件下比液态过氧化氢或其他灭菌方法杀灭孢子的能力强至少200倍。随后1990 年汽化过氧化氢正式通过美国EPA 核准，作为灭菌剂在各个工业领域运用。

过氧化氢灭菌要利用气化过氧化氢所产生的氢氧自由基来进行。氢氧自由基通过攻击并破坏蛋白质、脂肪等生命体所必需物质，从根本上杀灭各类微生物，从而达到灭菌目的。

02、过氧化氢灭菌技术的发展

随着生物制剂的快速发展，及新版GMP的实施和推广，我国对药品的生产提出了更高的要求。灭菌一直是生物制药生产过程中的关键环节，为提高产品质量，选择合适的灭菌方式就显得非常重要。目前，与过氧化氢有关的灭菌方法主要可分为四大类：液体过氧化氢灭菌、汽化过氧化氢灭菌、过氧化氢等离子体灭菌和过氧化氢气溶胶喷雾灭菌。

2.1传统过氧化氢灭菌工艺

在多种灭菌方式中，大多数公司都会选择干法过氧化氢灭菌，其对生物指示剂——嗜热脂肪芽孢杆菌的杀灭率能够达到6log，成为抗体、CAR T、干细胞等生物领域净化的新选择。其主要特点是干燥、作用快速、无毒无残留等优越性。但随着技术的不断发展，传统闪蒸过氧化氢技术，难以解决的三个弊端逐渐暴露：1、周期长；2、过氧化氢浓度高30-35%；3、易结露腐蚀性强。

2.2新型过氧化氢灭菌工艺

新型过氧化氢灭菌工艺为冷蒸发（干雾）工艺，利用物理手段将液态H202转变成气溶胶状态的干雾(小于 10μm的小液滴)，让其弥散在需要灭菌的空间。此过程可在常温常湿的环境下有效进行，不需要进行除湿等特别的预处理。

冷蒸发干雾工艺有以下性质特点：

• 干雾滴不会沉降并且进行无规则运动（布朗运动原理）；

• 干雾滴不会聚合在一起产生大的液滴；

• 干雾滴在表面接触后会反弹，不会破裂从而湿润表面；

• 干雾气体的这些性质使得难以达到的地方也有很好的空间和表面接触效果。

03、过氧化氢灭菌技术的应用场景

对于制药行业，不论是药企还是实验室，避免污染均为第一要务，整个生产环节必须在无菌条件下进行，除了优化空调系统和高效过滤器系统的同时，选择安全高效的空间灭菌方式也尤为重要。

苏州斐森尔自主研发冷蒸发过氧化氢传递舱在无菌洁净区的应用优势：肉眼不可见的消毒干雾分子，具备优越的扩散性，可以说“无孔不入”，专门解决“无处不在”的各种微生物污染问题，预防微生物扩散对整个空间造成危害，满足洁净车间GMP要求。

在VHP灭菌技术方面，斐森尔具有强大优势。体现在我们研发并生产最新冷蒸发过氧化氢工艺设备，且我们对于灭菌循环参数开发和过程验证、调试等具备非常丰富的经验，可以确保灭菌效果和设备设施安全。

04、VHP灭菌技术的验证

验证是中外制药企业GMP管理的重要组成内容。我国新颁布的《药品生产质量管理规范(2010年修订)》在第十四章第三百一十二条将验证定义为“证明任何操作规程(或方法)、生产工艺或系统能够达到预期结果的一系列活动”。GMP中验证概念的引入标志着质量管理从“质量检验”提升至“质量保证”，被称为是GMP发展史的里程碑。

无菌药品洁净区域的化学气体灭菌，要求其可安全地使用于不锈钢、钢、塑料、玻璃、环氧地面、墙壁等各种表面，并对包括孢子在内的微生物进行快速、有效的灭菌控制，能通过对生物指示剂挑战性试验。

冷蒸发灭菌工艺在实际应用中，有很多因素影响其灭菌效果，斐森尔研发中心对3个方面进行相关试验，①杀孢子剂的类型②装载率的不同 ③灭菌物品的不同。由实验数据可以看出，不同的装载率下，无论使用哪种杀孢子剂，在装载率为30-80%之间均能有效杀灭芽孢，运行参数稳定，重现性佳。对于非纸质物品的传递，过氧化氢浓度高于200ppm且分布均匀，45min左右通过灭菌测试。

斐森尔自主研发的新型冷蒸发过氧化氢传递窗，通过冷蒸发技术，将7%浓度过氧化氢杀孢子剂由液相变成汽相，不但继承了VHP传递窗的所有优点，更将过氧化氢传递窗的灭菌周期缩短至45分钟以内，残留将至1PPM以下，整个灭菌过程不升温，常温进行，是一种高效可靠的消毒灭菌方法，并支持FAT/SAT验证。

05、结论与展望

新型冷蒸发灭菌工艺是对传统加热闪蒸技术的升级，在较低温度状态下完成灭菌，确保灭菌全过程的安全性。这种工艺对过氧化氢浓度要求较低，适用性强，灭菌过程中腔体内不会有试剂残留，便于设备的维护和管理。