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1、药品微生物污染及其预防,2011年,课程重要性：,微生物与药品生产的关系 （1）药物的制造研究 （2）保证和控制药品质量 （3）开发新药 药品定义：预防、治疗、调节人体机能的特殊商品，其质量好坏直接影响人的健康和安全。 确保：安全、有效、质量可控,主要内容,第一章 微生物学的基本知识 第二章 药品微生物特征 第三章 药品微生物的污染及其预防,第一章 微生物学的基本知识,一、基本概念：,微生物：是指一类体积微小, 结构简单， 大多数是单细胞的， 必须用显微镜观察形态的 微小生物的通称。,二、微生物的特征,1. 个体小，作用大,2. 分布广，种类多,3. 繁殖快、代谢强,4. 易变异,个体小，作用
2、大 细菌放大40-100倍 ,病毒放大数万倍才肉眼可见 不可缺少,参与大自然循环,分解有机物,产生有用的代谢产物,人畜致病,腐败,霉烂等,广泛分布于大自然，几乎无所不在 微生物分为十大类：细菌、放线菌、螺旋体、支原体、衣原体、立克次氏体、真菌、原虫、单细胞藻类和病毒,2. 分布广，种类多,细菌的二分裂繁殖法，霉菌的菌丝断裂、孢子繁殖法，病毒的复制繁殖法 繁殖快，体积小，表面积大，代谢强,3. 繁殖快、代谢强,有利方面：菌种改造，优化，增产 有害方面：耐药性,4. 易变异,三、细菌、真菌、病毒知识概论,（一）细菌：是微生物的一大类群，属原核单细胞微生物。 1、大小和基本形态： 个体很小，常以微米
3、（m）作为其大小的常 用单位。 根据细菌外形，可将其分为球状、杆状和螺旋状三种基本形态，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。,链球菌,杆菌,螺旋菌,2、细菌结构,是某些细菌在一定条件下胞质脱水,形成的由多层膜包绕,通透性低的圆形或椭圆形小体。 芽孢发芽不是细菌的繁殖形式。 抵抗力强大 杀灭芽孢是灭菌彻底的指标。,芽 孢,3.细菌的繁殖,繁殖方式： 一般以简单的二分裂法进行无性繁殖。 细菌生长速度很快，一般细菌约20min分裂一次。大肠埃希菌20-30分钟繁殖一代；结核杆菌18-20小时繁殖一代。若按此速 度计算，一个细胞经7h可繁殖到约200万个，10h后可达10亿以上 细菌群体的生长繁殖可分为四期：
4、 1迟缓期 2对数期 3稳定期 4衰亡期,4.细菌与人类的关系, 有利方面：产生各种不同的代谢产物， 如抗生素、维生素、氨基酸、酶及酶抑制 剂、甾体化合物、乳酸菌制剂等。, 有害方面：细菌的致病性。常见的病 原菌有：金黄色葡萄球菌、志贺氏痢疾杆 菌、绿脓杆菌、结核杆菌、炭疽杆菌等。,（二） 真菌 是一类真核细胞型微生物， 包括各种霉菌、酵母菌、大型真菌。,霉菌 （1）霉菌是丝状真菌的统称。 常见的有：毛霉、根霉、曲霉、青霉等,根霉 青霉,甜：喜爱在含糖的培养基上生长 温：最适生长温度为2230 湿：通常需要较高的湿度 慢：培养37天才能见到茂盛的菌落,（3）霉菌的培养特性,特点,酸：最适pH为
5、4.06.0,氧：霉菌一般为需氧菌,（4）繁殖方式： 以孢子繁殖为主 在液体培养基中也可以菌丝断裂 方式繁殖。,2. 酵母菌,是一类单细胞真菌。代表菌有：啤酒酵母。,（1）形态特征：圆形、卵圆形、长形等各形态。 （2）生长条件：喜含糖量较高和偏酸的环境。 （3）繁殖方式：芽殖或裂殖。,3.大型真菌,因菌体大而得名 包括各种食用菌和药用菌，如蘑菇、 木耳、灵芝、猴头菌、茯苓等。,4.真菌与人类的关系, 有利方面：制造食品和药物，酵母用于酿酒，香菇、草菇供食用，灵芝、冬虫夏草供药用，霉菌发酵生产抗生素、酶制剂等 有害方面：引起物品霉变、致病性 致病性真菌：白色念珠菌、发癣菌、 表皮癣菌和小孢霉等
6、真菌毒素：如鹅膏素、黄曲霉素,（三）病毒： 属于非细胞型微生物。,1、大小与形态： 个体极小，其测量单位为纳米（nm） 形态有球形、杆型、砖型、蝌蚪状等。 2、病毒的基本结构 病毒无细胞结构，仅由核酸和蛋白质 外壳构成。,3、病毒的繁殖 专性寄生于细胞内，依赖宿主细胞进行自身核酸和蛋白质的合成来繁殖后代。这种独特的繁殖方式叫做复制。 4、病毒与人类的关系 人类病毒病的种类很多，感染的范围很广。 常见的病毒有： 流感病毒、脑炎病毒、狂犬病毒、乙型肝炎病毒等。,四、微生物的生长条件,（1） 营养物质 （2） 温度 （3） pH （4） 氧气及其他气体,食物， 维持生长， 繁殖后代,（1）营养物质：
7、 碳源、氮源、无机盐、生长因子及水分。,构成细胞物质，提供能量 单糖（葡萄糖、果糖） 双糖（蔗糖、乳糖） 多糖（淀粉、糊精）,a.碳源（C）：,b.氮源（N）：,构成细胞物质，不提供能量 有机氮源（玉米浆、花生饼粉） 无机氮源（尿素、 NH3、N2）,c.无机盐（矿质元素）：,构成细胞物质，调节胞内渗透压、pH值、电位，可供做能源 硫、磷、钾、镁、钙等,d.生长因子：,生长中不可缺少的微量有机物 维生素 氨基酸 嘌呤和嘧啶,e.水分：,保证胞内生理生化反应正常进行， 维持渗透压和控制温度,（2）温度：,生存温度：075 （冰点失活） 最适生长温度：绝大多数细菌为37，接近自然宿主的体温。绝大多
8、数真菌为2230。,（3）pH：,环境中氢离子的浓度，过酸过碱都不适宜生长,大多数细菌最适生长pH范围 很窄，约为7.27.6， 真菌喜爱酸性环境，最适PH 为4.06.0。,（4）气体： 根据微生物对氧的需求可分为三类： 好氧性微生物（大多数真菌） 厌氧性微生物（双歧杆菌） 兼性厌氧微生物（大肠杆菌）,（六）微生物的代谢：, 分解代谢 合成代谢 产能代谢 耗能代谢,在合成代谢中，微生物除了合成核酸、蛋白质、多糖等自身必须的成分外，还合成了一些比较复杂的特殊产物，这些产物的致病作用和药用性质值得人们重视。,（1）热原： 革兰氏阴性菌在生长中能产生一种耐热物质，将其注入人体或动物体内，可以引起发
9、热反应，这种物质被称为热原。,（2）毒素：微生物产生的对动植物细 胞有毒杀作用的代谢产物称为毒素。 外毒素：分泌到细胞外的毒素，如破伤 风毒素、黄曲霉素。 内毒素：革兰氏阴性菌的细胞壁内成分， 在细胞裂解时释放。热原是内 毒素主要起毒性作用的部分。,（3）色素： 是许多微生物在培养过程中合成的 一些带有不同颜色的代谢产物。 有些色素可在药品和食品生产中广 泛用作染色剂，如紫红曲产生的红曲菌 素，具有鲜红的颜色。,（4）抗生素： 是由某些微生物在代谢过程中产 生的一类能抑制或杀死某些病原微生 物和肿瘤细胞的物质。 抗生素大多由放线菌和真菌产生， 细菌产生的抗生素很少，只有多粘菌 素、杆菌肽等数种
10、。,（一）药品生境特征,1、药品成分 2、药品酸碱度 3、药品渗透压 4、药品水分 5、其他,第二章 药品微生物特征,1、药品成分：种类繁多、剂型多样， 成分各异 营养丰富：葡萄糖注射液、血浆、糖浆 微生物的代谢产物：氨基酸、酶制剂 含无机盐：钾剂 、钙剂、硫酸镁,2、药品酸碱度：适合微生物生长、繁殖 适合细菌生长：滴眼液 适合真菌生长：氨基酸口服液,3、药品渗透压：适合微生物生长、繁殖 适合细菌生长：滴眼液、生理盐水 适合真菌生长：50%硫酸镁、口服糖浆,4、药品水分：适合微生物生长、繁殖 固体制剂：含水量少，较少污染 液体制剂：含水量高、营养丰富时易 受污染，并迅速繁殖 中草药：易污染霉菌
11、，霉变,5、其他：抑菌、杀菌药可能存在活微生物 抗生素的抑菌浓度不高或有耐药菌 消毒剂的配制浓度不够或者使用时间过长,（二）药品污染的常见微生物及其危害, 药品中污染的微生物有：细菌、霉菌、酵母菌等，其中大量是与致病菌和产毒菌有关的菌属，如：大肠杆菌、沙门菌、葡萄球菌、青霉、黄曲霉等。 由于原辅料、生产工艺不同，不同类型的药品污染的微生物有所不同，污染的微生物越多，药品变质、失效的可能性越大，甚至对人体健康造成危害：感染、发热、过敏、中毒等。,（三）药品受微生物污染后的质量变化, 物理性状的改变：花片、黏连、沉淀 化学成分的变化 ：产气、变色、浑浊 疗效的变化 ：减效、失效、刺激、毒害,第三章
12、 药品微生物污染与控制,污染： 当一个产品中存在有不需要的物质时，它即受到污染。,一、微生物对药品的污染,二、导致药品微生物污染的六要素,1、 空气 2、 水 3、 表面 4、 人 5、 原辅料 6、 包装材料,1. 空气 空气中充满尘埃和水滴，这是微生 物的载体。 空气中微生物多种多样：细菌、真 菌、病毒、支原体、立克次氏体等。,防止药品微生物污染的措施,1.控制空气中微生物的污染 建立洁净厂房，利用空气过滤系统除去空气中大量的尘粒和微生物。 为满足无菌生产的要求，洁净区还应采取一些有效的清洁消毒方法，如空间喷洒消毒剂，甲醛熏蒸等。,药品生产洁净室（区）的空气洁净度按我国药品生产质量管理规范
13、（2010年修订）规定分为四个等级：,药品生产质量管理规范（2010年修订）附录1：无菌药品,无菌药品生产所需的洁净区可分为以下4个级别： A级 高风险操作区，如：灌装区、放置胶塞桶、敞口安瓿瓶、敞口西林瓶的区域及无菌装配或连接操作的区域。通常用层流操作台（罩）来维持该区的环境状态。层流系统在其工作区域必须均匀送风，风速为0.36-0.54m/s（指导值）。应有数据证明层流的状态并须验证。 在密闭的隔离操作器或手套箱内，可使用单向流或较低的风速。 B级 指无菌配制和灌装等高风险操作A级区所处的背景区域。 C级和D级 指生产无菌药品过程中重要程度较低的洁净操作区。,以上各级别空气悬浮粒子的标准规
14、定如下表：,2. 水 水中含有一定量的可溶性有机物和 盐类，为微生物的生长和繁殖提供了必 须的养料。 自然条件下几乎各种水体都有微生 物存在：原虫、藻类、细菌、真菌等,2.控制水中微生物的污染 在生产过程中，不仅要严格控制作 为生产原料的水，而且要控制好清洗设 备及各种表面的水的质量。 制药用水：纯化水、注射用水与灭菌注射用水 纯化水：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：为配制注射剂用的溶剂。 灭菌注射用水：主要用于注射用灭菌粉末的溶剂或注射液的稀释剂。,3. 表面 由于空气中的湿度，所有表面都 包有一 层含水的薄膜，这层薄膜上的 水分和养料为微生物的滋生
15、提供了条 件。,3.控制各种表面上微生物的污染 凡与药品直接接触的设备或各种表 面，都应光洁、平整、易清洗、耐腐蚀 ，不与药品发生化学变化或吸附作用。 并应制定相应的SOP，以便于对其 进行清洁、消毒或灭菌。,4. 人 人可以说是最大的一个污染源，人 的呼吸、毛发、皮肤、衣物每分钟都散 发着大量的微生物。,据统计：,（1）、发尘量 洁净室内的发尘量，来自设备的可考虑通过局部排风排除，不流入室内；产品，材料等在运送过程中的发尘与人体发尘量相比，一般极小，可忽略；由于金属半壁（彩钢夹心板）的应用来自建筑表面的发尘也很少，一般占10%以下，发尘主要来自人，占90%左右。在人的发尘量上，由于服装材料和
16、样式的改进，发尘绝对量也不断减少。 A、材质：棉质发尘量最大，以下依次为棉、的确良、去静电纯涤纶、尼龙。 B、样式：大挂式发尘量最大，上下分装型次之，全罩型最少； C、活动：动作时的发尘量一般达到静止时间3-7倍； D、清洗：用溶剂洗涤的发尘量降至用一般水清洗的五分之一。 室内维护结构表面发尘量，以地面为准，大约相应8平方米地面时的表面发尘量与一个静止的人的发尘量相当。,2、发菌量 工作人员产生的污染： 1）皮肤：人类通常每四天完成一次皮肤的完全脱换，人类每分钟脱落约1000片皮肤（平均大小为30*60*3微米） 2）头发：人类的头发（直径约为50100微米）一直在脱落。 3）口水：包括钠、酶
17、、盐、钾、氯化物及食品微粒。 4）日常衣物：微粒、纤维、硅土、纤维素、各种化学品和细菌。 5）人类静止和坐立每分钟将产生10000个大于0.3微米的微粒。 6）人类在头部和躯干做动作时每分钟将产生1000000个大于0.3微米的微粒。 7）人类以0.9m/s的速度行走时每分钟将产生5000000个大于0.3微米的微粒。,（） 洁净室内当工作人员穿无菌服时： 静止时的发菌量一般为10-300个/min.人 躯体一般活动时的发菌量为 150-1000个/min.人 快步行走时的发菌量为 900-2500个/min.人 （） 咳嗽一次一般为 70700个/ min.人 喷嚏一次一般为 4000620
18、00个/ min.人 （） 穿平常衣服时发菌量 330062000个/ min.人 （） 无口罩发菌量:有口罩发菌量 1:71:14 （） 发菌量：发尘量 1:5001:1000 据国内事例： （） 手术中人员发菌量 878个/ min.人 所以，可知洁净室内无菌衣人员的静态发菌量一般不超过300个/ min.人，动态发菌量一般不超过1000个/ min/人，以此作为计算依据是可行的。,据统计 ： 穿白大衣工作服时，人的发尘量为穿 普通衣服时的24%，而穿上下套的连体式 工作服发尘量只有穿普通衣服的 3%。,4.控制人带来的微生物污染 定期检查药品生产人员的健康状况，建立健康档案 培养药品生产
19、人员的个人卫生习惯 工作服、卫生、洁净作业 建立一套进入洁净区人员必须遵守的制度。 程序、动作、监控,5. 原辅料 原辅料本身质量不好，或在运输、贮存、检查取样、配料过程中污染了微生物，这些微生物则会直接带到药品中去。,5.控制原辅料中微生物的污染 药品生产使用的原辅料应按卫生标准检验，只有合格的才能使用。 原辅料保存时要注意环境卫生，以免受到污染。 原辅料进入洁净区前应脱去外包装。,6. 包装材料 一些直接接触药品的包装材料如 果被微生物污染，则会导致药品一并 被污染。,6.控制包装材料中微生物的污染 选择药品的一些直接包装材料时应以能清洁或可以消毒或可以耐受必要的清洁过程为基本条件。 对于
20、无菌产品所使用的直接包装容器，还应可接受灭菌和除热原处理。,四、控制微生物的方法,1.灭菌： 用理化方法破坏所有微生物的生命形式，包括芽孢与繁殖体，病原菌与非病原菌。,2.消毒： 用理化方法杀灭病原菌和微生物的繁殖体的过程，以达到防止传染病传播的目的。,两个术语,灭菌与消毒的共性与区别,共性：杀灭微生物以控制其污染和防止污染。 区别：1、杀灭程度的差异 2、方法上的差异 3、效果检查的差异,五、控制微生物的物理方法,* 机械除菌法 * 热力灭菌法 * 射线照射,1、机械除菌法 a.擦洗法：用去污剂和水一起擦洗，可 以除去大量的微生物。,原理：通过擦拭除去附着在物体表 面的灰尘、碎屑、颗粒物而有
21、效地除 去微生物。,b.滤过除菌法：用特定滤器将液体或空气中活的或死的微生物除去，以达到不含微生物的目的。,原理：滤器的微细小孔，只允许液体或气体通过，而大于孔径的细菌等颗粒不能通过。, 应用： 不耐高温的血清、抗生素、 药液以及空气除菌,过滤材料： 最常用的是以硝酸纤维素或 醋酸纤维素制成的滤膜。一般用于除 菌的滤膜孔径为0.22m,2、热力灭菌法 利用高温杀灭微生物，有湿热灭菌和 干热灭菌法。,原理：高温使菌体蛋白质变性和 凝固，从而导致细胞死亡。,a.煮沸法：可以在几分钟内杀死病原 菌的繁殖体、真菌和大多数病毒，但 不能杀死芽孢和肝类病毒，要达到彻 底灭菌的目的，则要延长煮沸时间至 两小
22、时以上。, 应用： 家庭，消毒餐具和衣物,（1）湿热灭菌法：,b.间歇灭菌法：将待灭菌的物品放入流通蒸汽（100）中灭菌 30 分钟，连续处理 3 天，在灭菌的间歇时间内将物品移入适合于细菌生长的培养箱内让芽孢发芽长成繁殖体，然后在下一轮灭菌中将它们杀死。, 应用：不耐高温的培养基、药液、酶制剂、血清等的灭菌。,c.高压蒸汽灭菌法：在一密闭容器内，加热使水分蒸发，以较高的压力提高蒸汽的温度和穿透力。 高压灭菌常用的压力为103.42 KPa，温度为121.5，维持1530分钟，可杀死包括细菌芽孢在内的所有微生物。, 应用：耐高温和不怕潮湿的物品,如普通培养基、生理盐水、器械、工衣和橡皮手套等。
23、,高压蒸汽灭菌法操作要点：,完全排出高压灭菌器内的冷空气 注意待灭菌物品的温度 取出物品时注意安全 灭菌设备验证及再验证,a.焚烧法：用火焚烧，是一种最直接、 有效、迅速的灭菌方法。, 应用：废弃的污染物品和有传染性的 动物尸体等，可以彻底杜绝疾病散播。,（2）干热灭菌法：,b.热空气灭菌法：需在干烤箱内进行, 通电后利用高热空气进行灭菌。一般 加热到160，维持2小时（或140 维 持3小时）即可杀灭包括芽孢在内的一 切微生物。, 应用：干燥粉末、凡士林、油脂的灭菌，也适用于玻璃器皿和金属器具的灭菌。,3、射线照射 a.紫外线：紫外线波长在100400nm之间 其中265nm 波长对微生物最
24、具杀伤力。, 应用：紫外线的穿透力很弱,不能透过玻璃和纸张，因此只适用于平坦光滑的表面或流动的空气和水的消毒。,b.X射线和其他离子辐射 （如-射线、-射线）：是有效的杀菌剂。,原理：具较高能量和穿透力，可破坏微生物的核酸、蛋白质和酶系统，引起细胞死亡。, 应用：常用Co60辐射装置和-射线对忌热物品如：塑料物品、生物制品、中草药、缝线、手术刀等。,六、控制微生物的化学方法,借助某些化学药品抑制或杀灭微生 物的方法。医药企业中常用的消毒剂有 如下几类：,* 酚类 * 醇类 * 烷化剂,* 表面活性剂 * 过氧化物 * 酸,1.酚类 （苯酚、甲酚、煤酚皂）,a.苯酚：俗称石炭酸，1.5%3%溶液
25、 用于擦拭门窗、桌椅及用具等。,b.甲酚皂（来苏尔）：是甲酚和肥皂 的混合液，常用 35% 的溶液来消 毒皮肤、桌面及用具。,2.醇类 （乙醇）,乙醇：对细菌繁殖体，特别是结核杆菌有效，但不能杀死芽孢。 75%的乙醇常用于皮肤消毒、器械浸泡消毒。,a.甲醛：传统消毒剂，在高温下是气体。 防腐：40%甲醛水溶液用于尸体和解剖样品。 熏蒸：在密闭室内加热蒸发甲醛，每立方米 空间用40%的甲醛89ml，密闭1224h，细 菌繁殖体芽孢能被杀死。 常用于室内空气灭菌和外科器械、医用 手套等的消毒和灭菌。,3.烷化剂 （甲醛、环氧乙烷、戊二醛）,b.环氧乙烷：是小分子气体杀菌剂，具杀灭芽胞能力，穿透性强
26、，易穿透塑料、纸板及固体粉末。 环氧乙烷气体释放到密闭室内循环4h即达到灭菌要求。 常用于生物制品、各种医药制剂及染菌设备等的灭菌。,c.戊二醛：是一种小分子杀菌剂，具 有广谱、高效杀菌作用。 消毒处理：2%溶液浸泡10min即可杀灭病毒 和细菌繁殖体。 灭菌处理：2%溶液浸泡10h可杀死芽孢。 常用于不耐热的医疗器械和精密仪器的消毒与灭菌。,4.表面活性剂 （新洁尔灭、杜灭芬）,a.新洁尔灭：是一种阳离子表面活性剂。 0.1%新洁尔灭水溶液对皮肤、粘膜、 创伤和器械、塑料、橡皮与棉织物有清 洁消毒双重作用。 0.2%新洁尔灭水溶液可用于擦拭室内用具、桌椅、地面及墙壁等。,b.杜灭芬：是一种阳
27、离子表面活性剂。 0.050.1%杜灭芬（消毒宁）水溶 液常用于冲洗伤口，消毒皮肤、橡皮、 塑料及棉织物等。,过氧乙酸： 0.1%水溶液作用10分钟可杀死细菌繁殖体。 0.20.5%水溶液常用于皮肤、塑料、织物等消毒。作用5分钟可杀死结核杆菌，30分钟可杀死芽孢 用于空间熏蒸，当气雾中浓度达到1g/m3时，可杀死物体表面的芽孢。,5.过氧化物 （过氧乙酸）,a.乳酸：0.331mol/L溶液有高度杀菌 作用，可喷洒空间用于空气消毒。 用于空间熏蒸时，每立方米空间用 量为11.5ml。,6.酸和碱 （乳酸、石灰水）,b.石灰水：20% 的石灰水Ca（OH）2 ，消毒排泄物或地面。,谢 谢 大 家！,