干热灭菌生物监测方法
干热灭菌是一种利用高温(通常在160°C至190°C范围内)和干燥空气进行灭菌的方法,主要适用于不耐湿热或易被蒸汽破坏的物品,如玻璃器皿、金属器械、粉末、油剂、凡士林和某些热稳定性强的材料。其灭菌原理是通过热空气的氧化作用破坏微生物的蛋白质、核酸和细胞结构,最终达到杀灭所有微生物(包括细菌芽孢)的目的。干热灭菌过程的验证至关重要,而生物监测是其关键组成部分,用于直接挑战灭菌过程的杀灭微生物能力,提供过程有效性的最直接证据。生物监测利用对干热具有高度抵抗力的标准生物指示剂,模拟灭菌过程对最难杀灭微生物的实际效果。
检测项目
干热灭菌生物监测的核心检测项目是:确定灭菌过程对标准生物指示剂(枯草芽孢杆菌黑色变种芽孢)的杀灭能力是否达到设计标准和法规要求。具体目标是确认在特定的温度和时间参数下,灭菌后生物指示剂载体上的芽孢是否全部被杀灭,即是否达到无菌保证水平。
检测仪器
进行干热灭菌生物监测需要以下主要仪器和设备:
- 标准生物指示剂: 含有特定数量(通常 ≥ 1.0 × 10⁶ CFU)的枯草芽孢杆菌黑色变种(Bacillus atrophaeus, 原称 Bacillus subtilis var. niger)芽孢的载体(如菌片)。该菌种对干热具有公认最强的抵抗力。
- 干热灭菌柜/烘箱: 性能经过验证,能提供均匀、稳定的设定温度和时间的设备。
- 生物指示剂专用载体架/挑战装置: 用于将生物指示剂放置于灭菌柜内预先确定的最难灭菌位置(通常为冷点附近或代表性负载中)。
- 无菌操作工具: 无菌镊子、手套、酒精棉等,用于在无菌条件下取出和处理灭菌后的生物指示剂。
- 微生物培养箱: 能精确控制在30-35°C的培养设备,用于培养生物指示剂。
- 培养基: 胰酪大豆胨液体培养基(TSB)或指定的专用培养基,用于复苏和培养可能存活的芽孢。
- 阳性对照生物指示剂: 与试验指示剂同批次,但不经过灭菌处理,用于验证培养基的促生长能力。
- 阴性对照: 未接种的培养基,用于验证培养基的无菌性。
检测方法
干热灭菌生物监测的标准方法步骤如下:
- 指示剂布点: 根据验证方案要求,将适量(通常每灭菌周期至少使用一个,但验证时需多点布放)生物指示剂放入专用载体架或挑战装置内,并放置于灭菌柜内预先确认的“冷点”或代表性负载中最难灭菌的位置。
- 灭菌运行: 按照既定的灭菌程序运行干热灭菌柜,确保温度和时间参数达到设定要求。
- 指示剂取出与转移: 灭菌程序结束后,待灭菌柜温度降至安全范围(通常≤80°C),在无菌条件下,用无菌工具迅速将生物指示剂从柜内取出。
- 培养前处理: 根据生物指示剂说明书,可能需要在无菌条件下将菌片(或其他载体)转移至装有培养基的试管中(自含式生物指示剂则直接培养)。
- 培养: 将接种后的培养基试管或自含式指示剂放入30-35°C的培养箱中培养。培养时间通常为48小时。
- 阳性与阴性对照: 同时培养阳性对照(同批号未灭菌的指示剂)和阴性对照(未接种培养基)。
- 结果判读:
- 观察:在培养结束后(如48小时),肉眼或借助仪器(如比浊仪)观察培养基试管或自含式指示剂的颜色变化(如溴甲酚紫指示剂由紫色变黄色)。
- 阳性对照:必须显示生长(如培养基变浑浊或颜色变化),证明培养基和培养条件能支持芽孢生长。
- 阴性对照:必须无生长(培养基保持澄清或颜色不变),证明培养基无菌。
- 测试指示剂:如果所有测试的生物指示剂均无生长(无浑浊、无颜色变化),则结果为阴性,表明灭菌过程有效。如果任何一个测试指示剂显示生长(浑浊或颜色变化),则结果为阳性,表明灭菌过程失败。
- 记录与报告: 详细记录灭菌参数(温度、时间)、指示剂布点位置、批号、培养条件、观察时间和结果判读情况。
检测标准
干热灭菌生物监测需遵循严格的国内外标准和规范,主要包括:
- 《中华人民共和国药典》(ChP): 通则1421灭菌法对干热灭菌及其生物监测有明确规定。要求使用枯草芽孢杆菌黑色变种芽孢作为生物指示剂,其存活时间(存活曲线法测定)和杀灭时间(部分阴性法测定)需符合要求。
- ISO 11138-3:2017 Sterilization of health care products — Biological indicators — Part 3: Biological indicators for moist heat sterilization: 该标准虽主要针对湿热,但其对生物指示剂生产、性能测试(如D值、Z值、存活时间和杀灭时间)和抗力检测的方法原理在干热生物指示剂评估中具有重要参考价值。严格来说,干热生物指示剂应参照类似原则。
- 行业规范与验证指南: 各国药品GMP、医疗器械生产质量管理规范、相关行业指南(如PDA TR #3, ISPE指南等)对灭菌工艺验证(包括生物监测)提出了具体要求。
- 产品说明书: 生物指示剂制造商提供的产品说明书规定了具体的使用、培养和判读方法,是操作的重要依据。
核心要求: 生物监测必须证明,在设定的灭菌条件下,对枯草芽孢杆菌黑色变种芽孢的杀灭能达到不低于6-log的杀灭率(即存活概率≤10⁻⁶),以证明灭菌过程的有效性。这通常通过杀灭时间(T值)或存活曲线/部分阴性法来验证。日常监测则主要看生物指示剂培养结果是否为阴性。
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