干法气化过氧化氢

  什么是干法气化过氧化氢  

干法过氧化氢灭菌的特点主要体现在“干”上面，“干”是指干的工艺（图1），能使液态过氧化氢完全气化，并实时监控灭菌区域的相对湿度，严格控制在饱和湿度以下，避免过氧化氢在物体表面结露，大大降低腐蚀的风险。

（图一）

湿法（图2）过氧化氢灭菌工艺主要技术特征为：整个灭菌过程不除湿，其灭菌相对湿度维持在95%-120%RH之间的过饱和状态，利用高湿高浓度快速达到灭菌效果。湿法工艺因其设备小巧，灭菌时间短，多应用在医院，政府科研单位。

（图二）

在当前各种灭菌技术当中，干法气化过氧化氢(H2O2)灭菌被公认为最理想的灭菌方式。干法气化过氧化氢灭菌方式正迅速成为生物制药行业尤其是抗体、疫苗、CAR-T、干细胞等领域生物净化的新选择，其对生物指示剂——嗜热脂肪芽孢杆菌能够达到106的杀灭率。

目标环境的温度不均匀，可能会造成灭菌气体在表面产生凝结。一般温度+/-2.5℃是能被接受的范围。需要注意的是那些环境中的高温表面，例如，冻干机、灌装机等设备的CIP/ SIP功能，会造成局部表面的高温，需要待这些位置冷却（一般低于40℃）才能进行过氧化氢灭菌。另外，高温会由于热辐射改变环境中气流的状态，使得局部的过氧化氢气体无法到达这些部位。

（二）

过氧化氢的用量是灭菌过程中较为可靠也是较为可控的参数。因此过氧化氢的总用量对于灭菌的效果而言是关键参数。灭菌区域体积确定的情况下，过氧化氢的用量是灭菌效果的重要考量因素。

（三）

环境中过氧化氢的浓度。在灭菌过程中，过氧化氢本身在不断产生，同时也在不断分解。维持过氧化氢浓度在一定的水平是大多数灭菌系统厂家的做法，目前大多使用电化学的过氧化氢浓度传感器作为检测手段，但作为干法工艺的代表---德国PEA过氧化氢灭菌系统采用的是电容式过氧化氢浓度传感器，其自动加热功能可以避免过氧化氢在传感器表面产生结露，从而使测量更精确，该电容式过氧化氢传感器厂家在国内设有校准实验室。但是需要注意的是，空间中的过氧化氢浓度并不能直接说明灭菌效果的好坏。但是作为一个灭菌循环的参数，检测其浓度却是必须的，可以通过浓度的数据分析灭菌循环中的问题。

（四）

若目标环境的初始相对湿度过高，环境能容纳和吸收的水分只需很少就能达到饱和，这就使灭菌过程越容易产生凝结，气态过氧化氢浓度会降低，影响灭菌效果。湿度的均匀性会受温度均匀性影响，温度高的表面相对局部的湿度也会偏低一些。

（五）

灭菌维持时间也是需要考虑的因素，一方面要有一定的时间让过氧化氢气体扩散和接触，另一方面不同灭菌空间布局，用量不同，维持的时间长短也不一样，这需要在灭菌前进行参数开发。

（六）

灭菌区域里的装载条件如设备设施的位置会影响过氧化氢气体的分布，从而影响灭菌效果，对于一些特别难于分布的远角，死角，设备背面等地方，需要在参数开发时进行重点考量。

（七）

将灭菌气体传送到目标环境（如洁净区）的方式尽量避免利用长管路传送，如果没有对管路进行保温，背景环境温度又相对较低，那么过氧化氢会在管道内部产生凝结，传递到目标环境中的H2O2就会相对降低。

总之，灭菌效果是目标环境温湿度条件、过氧化氢溶液用量、过氧化氢气化状态及浓度、灭菌时间、装载条件、过氧化氢传送方式等综合的影响结果。判断是否达到灭菌效果的唯一标准是生物指示剂：嗜热脂肪芽孢杆菌ATCC 12980或ATCC 7953（数量级≥1.0×106），在培养箱[55℃-60℃]中培养7天，结果无微生物生长证明达到6log灭菌效果.

 新趋势：移动式过氧化氢灭菌系统  

随着生物制药的快速发展，工艺的灵活性越来越高，功能性房间数量达到几十甚至上百个，为了避免交叉污染，降低风险，除了AB级需灭菌外，CD级也有灭菌需求，集成式过氧化氢灭菌系统因其安装位置固定，需要分别对单独空调机组对应的功能区域灭菌，越来越不能满足生物制药工艺灵活的发展趋势。近年来，随着抗体行业，细胞治疗行业的兴起，采用移动式过氧化氢灭菌系统因其使用效率高，能灵活组合对不同生产区域进行一次性灭菌，操作简便，数据完整，过程控制，易验证等诸多优点，越来越被生物制药行业广泛应用，大多移动式灭菌系统具备以下特征：

兼容性：进行远程控制，能与BMS连接；

安全性：远程控制，紧急停止，审计追踪；

数据完整性：实时监测和记录测试数据，数据PDF输出，数据精确可靠；

合规性：符合现行GMP,FDA法规

便利性：调试周期短，操作简便，易通过验证；

灵活性：灵活组合对不同空间大小，不同功能区域灭菌，使用效率高；

EHS：灭菌结束后，过氧化氢快速降解为水和氧气，能保证对环境和人的安全。

新华医疗气化过氧化氢消毒仪器

  VHP灭菌  

气化过氧化氢灭菌（简称VHP灭菌，或者DVHP灭菌，干法VHP灭菌），是指利用专业设备，通过特殊技术将高浓度过氧化氢溶液（一般为35%以上）瞬间转化成过氧化氢气体，利用过氧化氢在常温下的气体状态比液体状态具有更强的杀孢子能力，经生成游离的羟基，用于进攻细胞成分，包括脂类、蛋白质和DNA，达到完全灭菌的要求。

 VHP灭菌原理  

过氧化氢主要是通过释放出自由基（O-H或O原子），利用自由基反应机制影响微生物活动.

自由基带有不成对电子，不成对电子被强迫以成对的状态存在， 会从其他化合物上剥离一个电子，这种随机“偷窃”电子的能力使得这些化合物对微生物体非常有效，而且由于缺乏靶点特异性，很难对自由基的攻击产生耐受性 。

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