第三章 灭菌制剂与无菌制剂
灭菌(sterilization)：是指用物理或化学等方法杀灭或除去所有致病或非致病的微生物繁殖体和芽孢的手段。
灭菌法(the technique of sterilization) ：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
无菌(sterility)：系指在人一指定物体、介质或环境中，不得存在任何活的微生物。
无菌操作(asepic technique)：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。
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。
灭菌法：物理灭菌法、化学灭菌法、无菌操作法
物理灭菌技术：利用蛋白质与核酸具有遇热、射线不稳定的特性，采用加热、射线和过滤方法，杀灭或除去微生物的技术称为物理灭菌法，亦称物理灭菌技术。
1.热灭菌法：
干热灭菌法：灭菌温度和时间： 135 ~ 145℃灭菌 3 ~ 5h; 160 ~ 170℃灭菌 2 ~ 4h; 180 ~ 200℃灭菌 0.5 ~ 1h
火焰灭菌法：系指用火焰直接灼烧灭菌的方法。该法适用于耐火焰材质(如金属、玻璃及瓷器等)的物品与用具的灭菌，不适合药品的灭菌。
干热空气灭菌法：系指用高温干热空气灭菌的方法。该法适用于耐高温的玻璃和金属制品以及不允许湿气穿透的油脂类(如油性软膏基质、注射用油等)和耐高温的粉末化学药品的灭菌，不适于橡胶、塑料及大部分药品的灭菌。
2. 湿热灭菌法：系指用饱和蒸气 、沸水或流通蒸气进行进行灭菌的方法。
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，适用于耐高温和耐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
影响湿热灭菌因素：1.微生物的种类和数量：耐热、压次序：芽孢>繁殖体>衰老体。2蒸气性质：饱和蒸气>湿饱和蒸气>过热蒸气 3.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。4.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.
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。
煮沸灭菌法:系指将待灭菌物品置沸水中加热灭菌的方法。煮沸 时间通常为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。
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。
3. 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。该法适用于对热不稳定的药液、气体、水等物品的灭菌。
对灭菌用过滤器应有较高要求。常用的除菌过滤器：0.22µm的微孔滤膜器和0.3 µmG6垂熔玻璃滤器。
4. 射线灭菌法: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：(1)辐射灭菌法(2)微波灭菌法(3)紫外线灭菌法: 最强灭菌力的波长为254nm。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
化学灭菌法:系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。杀菌效能决定于微生物的种类与数量、物体表面光洁度或多孔性以及杀菌剂的性质等。
无菌操作法:系指整个过程控制在无菌条件下进行的一种操作方法。无菌操作法包括无菌操作室的灭菌和无菌操作两个环节。
D值：在一定温度下，杀灭90%微生物(或残存率为10%)所需的灭菌时间。
Z值：降低一个lgD值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的1/10时需要升高的温度的度数，或在相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。
F值：在一定灭菌温度(T)下给定的Z值所产生的灭菌效果与参比温度(T0)下给定的Z值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。常用于干热灭菌。
F0值：在一定温度(T)、Z值为10℃所产生的灭菌效果与121℃、Z值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。仅限于热压灭菌。
生产厂区一般分为：一般生产区(无洁净度要求)、控制区(10万级)、洁净区(1万级)、无菌区(100级)
冷冻干燥：是将含有大量水分的物质，预先进行降温冻结成固体，在真空条件下使冰直接升华为蒸汽而进行干燥的方法。
注射剂
注射剂的给药途径:?
1.静脉注射
2.脊椎腔注射：必须等渗，pH5—8，注射不超过10ml。不加任何抑菌剂
3.肌内注射：肌肉组织中，一次剂量一般为1-5ml;
4.皮下注射：真皮与肌肉之间，注射剂量一般为1-2ml。
5.皮内注射：表皮与真皮之间，一次剂量在0.2ml以下。(过敏性试验)
注射剂特点：
(1) 药效迅速，作用可靠:药剂直接注入人体组织或血管，所以吸收快，作用迅速。特别是静脉注射，不需经过吸收阶段，适用于抢救危重病人之用。注射剂由于不经过胃肠道，故不受消化液及食物的影响，作用可靠，易于控制。
(2) 适用于不能口服给药的患者:如不能吞咽或昏迷的患者，可以注射给药。
(3) 适用于不宜口服的药物:某些药物由于本身的性质不易被胃肠道吸收，或具有刺激性，或易被消化酶破坏等，可制成注射剂应用。如青霉素或胰岛素可被消化液破坏，链霉素口服不易吸收。所以这些药物只能作成注射剂，才能发挥它应有的疗效
(4) 发挥局部定位作用:局部麻醉药可以产生局部定位作用，如牙科和麻醉科用的局麻药等。
(5) 注射给药不方便且注射时疼痛
(6) 制造过程复杂，生产费用较大，价格 较高。
质量要求：
(1) 无菌:注射剂成品中不应含有任何活的微生物和芽孢。
(2) 无热原:无热原是注射剂的重要质量指标，特别是用大量的，供静脉注射及脊椎腔注射的药物制剂。
(3) 澄明度:注射溶液要在规定条件下检查，不得有肉眼可见的混浊或异物。
(4) 安全性:注射剂不能引起对组织刺激或发生毒性反应，特别是非水溶剂及一些附加剂，必须经过必要的动物实验，确保使用安全。
(5) 渗透压:渗透压要求与血浆的渗透压相等或接近。供静脉注射的大剂量注射剂还应具有等张性。
(6) pH:注射剂的pH要求与血液相等或接近，血液pH7.4，注射剂一般控制在4～9的范围内。
(7) 稳定性
(8) 降压物质
1. 纯化水：原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其它适宜的方法制得的供药用的水。(原水处理：离子交换法，电渗析法，反渗透法)
注射用水：纯化水经蒸馏所得的蒸馏水。(蒸馏法)
注射用油：评价标准：1.碘值，2.酸值，3.皂化值
等渗溶液：系指与血浆渗透压相等的溶液，属于物理化学概念。
等张溶液：系指渗透压与红细胞膜张力相等的溶液，属于生物学概念。
冰点降低数据法：W=(0.52-a)/b
W：需加的等渗调节剂的百分含量。
a：药物溶液的冰点下降度数?
b：1%的等渗剂的冰点下降度数，一般为氯化钠，0.58
氯化钠等渗当量法：指与1g药物呈等渗效应的氯化钠的量
X=0.009V-E·W?
X：配成体积为V的等渗溶液需加入氯化钠的量(g)?
V：欲配药液体积(ml)?
E：1g药物的氯化钠等渗当量(查表或给出)?
W：配热原制体积为V的药物溶液需加入药物的量
热原(Pyrogens)是使人体产生致热反应的物质。大多数细菌都能产生，致热能力最强的是革兰氏阴性杆菌所产生的热原。霉菌甚至病毒也能产生热原。热原是微生物的一种内毒素. 内毒素=热原=脂多糖。
热原的性质
(1) 耐热性 一般说来，热原在60℃加热1小时不受影响，100℃也不会发生热解，在180℃3～4小时，250℃30～45分钟或650℃1分钟可使热原彻底破坏。
虽然已经发现某些热原具有热不稳定性，但在通常注射剂灭菌的条件下，往往不足以使热原破坏，这点必须引起注意;
(2) 滤过性 热原体积小，约在1～5nm之间，故一般滤器均可通过。即使微孔滤膜，也不能截留。但活性炭可以吸附热原;
(3) 水溶性 热原能溶于水;
(4) 不挥发性 热原本身不挥发，但在蒸馏时，往往可随水蒸汽雾滴带入蒸馏水，故应设法防止;
(5) 其它 热原能被强酸、强碱破坏，也能被强氧化剂如高锰酸钾或过氧化氢所钝化，超声波也能破坏热原。
热原的除去方法：
(1) 高温法 对于注射用的针筒或其他玻璃器皿，在洗涤干燥后，于250℃加热30分钟以上，可以破坏热原;
(2) 酸碱法 玻璃容器、用具还可用重铬酸钾硫酸清洁液或稀氢氧化钠处理，可将热原破坏;
(3) 吸附法 常用的吸附剂有活性炭，活性炭对热原有较强的吸附作用，同时有助滤脱色作用，所以在注射剂中使用较广。常用量为0.1%～0.5%。
此外还可用活性炭与白陶土合用除去热原;
(4) 离子交换法 国内有用#301弱碱性阴离子交换树脂10%与#122弱酸性阳离子交换树脂8%成功地除去丙种胎盘球蛋白注射液中的热原;
(5) 凝胶滤过去 国内有用二乙氨基乙基葡聚糖凝胶(分子筛)制备无热原去离子水;
(6) 用反渗透法 通过三醋酸纤维膜除去热原 这是近几年发展起来有实用价值的新方法。此外，超滤法也能除去热原。
(7) 超滤法：3.0-15nm孔径的超滤膜有时除去热原。
(8) 其他方法：二次以上湿热灭菌或者适当提高灭菌温度和时间除去热原。
注射剂的制备工艺流程：原辅料和容器的前处理→称量→配制→过滤→灌封→灭菌→质量检查→包装等，环境区域化分：洁净区(冷却，精滤，灌装，封口)与控制区。需灭菌的产品一般1～5ml安瓿可用流通蒸气灭菌100℃30分钟，10～20ml安瓿使用100℃45分钟。应在灌封后的12h内灭菌。
注射剂的附加剂：
1、缓冲剂：醋酸、醋酸钠;枸橼酸、枸橼酸钠;碳酸氢钠、碳酸钠;磷酸二氢钠、磷酸氢二钠;
2、增溶剂、润湿剂、乳化剂：聚山梨酯(20 40 80)、Tween 80、泊洛沙姆188、卵磷脂、聚氧乙烯蓖麻油
3、助悬剂：明胶、MC、CMC-Na，用于混悬型注射剂。
4、延缓氧化的附加剂：焦亚硫酸钠(酸性)、亚硫酸氢钠(中性)、硫代硫酸钠(碱性)、EDTA、CO2
5、等渗调节剂：氯化钠、葡萄糖、甘油
6、局部止痛剂：苯甲醇、三氯叔丁醇、盐酸普鲁卡因、利多卡因
7、抑菌剂：苯甲醇、三氯叔丁醇、硫柳汞、苯酚 静脉、脊椎不得加抑菌剂，一次>5ml 慎加
8、稳定剂：肌酐、甘氨酸、烟酰胺、辛酸钠
9、填充剂：乳糖、甘氨酸、甘露醇
10、保护剂：乳糖、蔗糖、麦芽糖、人血红蛋白
注射剂的过滤：主要靠介质的拦截作用。过滤方式为表面过滤和深层过滤。
过滤的影响因素：
由Poiseuille公式:V = Pπγ4/8ηl可知：
(1)操作压力越大，滤速越快。
(2)药液的粘度愈大，滤速愈慢。
(3)毛细管孔径越小，阻力越大，滤速越慢。
(4)滤速与过滤器的过滤面积成正比(尤其是过滤初期)
(5)滤速与毛细管长度成反比，因此沉积的滤饼量愈多，滤速愈慢。
增加滤速的方法：
a. 加压或减压以提高压力差
b. 升高滤液温度以降低黏度
c. 先进行预滤，以减少滤饼的厚度
d. 设法使颗粒变粗以减少滤饼阻力
注射剂常用的过滤装置：垂熔玻璃滤器(型号：G1～G6，孔径由大→小)，微孔滤膜过滤器(注射剂大生产)常用的助滤剂有：纸浆、硅藻土、滑石粉、活性碳等。
输 液
输液定义：指由静脉滴注输入体内的大剂量注射剂。
输液的分类：电解质输液、营养输液与胶体输液、含药输液。(等渗或偏高渗，不得添加抑菌剂)
注射用无菌粉末又称粉针，临用前用灭菌注射用水溶解后注射，适用于在水中不稳定的药物，特别是对湿热敏感的抗生素及生物制品。
冷冻干燥工艺过程：(1)预冻(2)升华干燥(3)再干燥
眼用制剂：
滴眼剂的质量要求：
1.pH值: pH值范围为：5～9。
2.渗透压
3.无菌：(1)眼部外伤用药(包括术后用药)：应绝对无菌，一般灭菌后立即使用，单剂量包装，不得加抑菌剂。(2)一般性眼病用药：无致病菌，不得有绿脓杆菌、金黄葡萄球菌等，为多剂量制剂，用药过程易染菌，需加入抑菌剂，要在1～2小时内达到无菌。
4.可见异物
5.黏度：合适的黏度应在4.0-5.0mPa·s之间。
吸收途径：
①角膜→前房→虹膜
②结膜→巩膜→眼球后部
影响吸收的因素：
1.药物从眼睑缝隙的损失：
2.药物的外周血管消除
3.pH与pKa：脂溶性适中
4.刺激性
5.表面张力：愈小愈好
6.粘度
