第三章 灭菌制剂和无菌制剂
第一节 概述
灭菌（sterilization)：系指用物理或化学等方法杀灭或除去所有致病和非致病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。
一、灭菌制剂与无菌制剂的定义与分类
限菌制剂： 是指允许一定限量的微生物存在，但不得有规定控制菌存在的药物制剂。如口服制剂不得含大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有害菌。
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。 无菌制剂包括注射用制剂、眼用制剂、植入型制剂、创伤用制剂、手术用制剂 二、灭菌与无菌技术
目的：提高药物制剂的安全性、保护制剂的稳定性、保证制剂的临床疗效 灭菌法：物理灭菌法、化学灭菌法、无菌操作法
（一）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。包括：1. 干热灭菌法2. 湿热灭菌法3. 过滤灭菌法4. 射线灭菌法
1. 干热灭菌法 系指在干燥环境中进行灭菌的技术。包括：火焰灭菌法、干热空气灭菌法 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。包括：热压灭菌法、流通蒸气灭菌法、煮沸灭菌法、低温间歇灭菌法
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。
影响湿热灭菌因素 微生物的种类和数量（耐热、压次序：芽孢＞繁殖体＞衰老体）、蒸气性质、药物性质和灭菌时间、其他 如介质pH（一般情况下，在中性环境下微生物的耐热性最强，碱性环境次之，酸性环境则不利于微生物的生长和发育）和介质的营养成分（营养高 ，抗热性强）等
湿热灭菌原则：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。
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。
缺点是费时、工效低、灭菌效果差，加入适量抑菌剂可提高灭菌效率。
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。
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
（1）辐射灭菌法 系指采用放射线同位素（60Co和热敏物料和制剂的灭菌
优点：不升高产品温度，穿透力强，灭菌效率高。
缺点：设备费用较高，对操作人员存在潜在的危险性，对某些药物（特别是溶液型）可能产生药效降低或产生毒性物质和发热物质等。
（2）微波灭菌法 采用微波（频率为300MHz~300kMHz)照射产生的热能杀灭微生物和芽孢的方法。该法适用于液体和固体物料的灭菌，且对固体物料具有干燥作用。
特点：微波能穿透到介质和物料的深部，可使介质和物料表里一致地加热；且具有低温、常压、高效、快速、低能耗、无污染、易操作、易维护、产品保质期长等特点。
微波杀菌机理：热效应—使微生物中蛋白质变性而失活。非热效应—干扰了微生物正常的新陈代谢，破坏微生物的生长环境。
低温（70~80℃）即可杀灭微生物，不影响药物的稳定性。
（3）紫外线灭菌法 系指用用紫外线（能量）照射杀灭微生物和芽孢的方法。用于紫外灭菌的波长一般为200~300nm，最强灭菌力的波长为254nm。该法适用于照射物表面灭菌、无菌室空气及蒸馏水的灭菌。不适合于药液的灭菌及固体物料深部的灭菌。
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。
特点：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。紫外线对人体有一定的伤害
（二） 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。
气体灭菌法 该法适用于环境消毒和不耐热的医用器具、设备和设施等的消毒，亦用于粉末注射剂的消毒。常用的气态杀菌剂：环氧乙烷、甲醛、丙二醇、甘油和过氧乙酸。
药液灭菌法 该法常作为其他灭菌法的辅助措施，适用于皮肤、无菌器具和设备的消毒。常用的消毒液有：75%乙醇、1%聚维酮碘溶液、0.1~0.2%新洁尔灭溶液、酚或煤酚皂溶液等。
（三）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。
该法适用于一些不耐热药物的注射液、眼用制剂、皮试液、海绵剂和创伤制剂的制备.无菌操作法包括无菌操作室的灭菌和无菌操作两个环节。
1. 无菌操作室的灭菌
常采用紫外线、液体和气体灭菌法对无菌操作室环境进行灭菌。常用甲醛溶液加热熏蒸法。 2. 无菌操作
（四）灭菌参数（F值和F0值）
1. D值 在一定温度下，杀灭90%位身无（或残存率为10%）所需的灭菌时间。lgN0-lgNt=kt/2.303 D = t = 2.303/k(lg100-lg10)
D值为降低被灭菌物品中微生物数至原来1/10或降低一个对数单位（lg100降至lg10）所需的时间。
2. 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所需升高的温度或在相同灭菌时间内,杀灭99%的微生物所需提高的温度. Z＝T2－T1／logD2－logD1
3.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在参比温度（ To）下给定的F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，单位：min。
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Cs）放射的 γ 射线杀灭微生物和芽孢的方法。 本品适用于
F = △t ∑10
4.F0值 在一定灭菌温度（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。 F0 = △t ∑10
F0=D121℃×(lgN0-lgNt)
F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭容器中全部微生物所需要的时间。F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、实用。
为了确保灭菌效果，应适当增加安全系数，一般增加理论值 的50%。 影响F0值的主要因素
三、空气净化技术
空气净化系指创造洁净空气为目的的空气调节措施。
空气净化技术系指为达到毛中净化要求所采用的净化方法。分为工业净化和生物净化。 空气净化标准
1.含尘浓度 是指单位体积空气中所含粉尘的个数（计数浓度）或毫克量（重量浓度）。 2.净化方法（1）一般净化 （2）中等净化 （3）超净净化 浮沉浓度测定方法 无菌检查法
空气净化技术 1. 过滤方式：（1）表面过滤 （2）深层过滤 2. 过滤机理：（1）拦截作用 （2）吸附作用
3. 影响因素：粒径、过滤风速、介质纤维直径和密实性、附尘。
空气过滤器的特性 1）过滤效率 2）穿透率和净化系数 3）容尘量
四、冷冻干燥技术 是指将含有大量水分的物料预先进行降温，冻结成冰点以下的固体。在真空条件下使冰直接升华，以水蒸气形式除去，得到干燥产品的一种技术。亦称升华干燥。 第二节 注射剂
一、注射剂的定义 注射剂(Injection) 俗称针剂，系指药物制成的供注入机体内的一种制剂。包括灭菌或 无菌溶液、乳状液和混悬液以及供临用前配成溶液或混悬液的无菌粉末。由药物、溶剂、附加剂及特制容器所组成。 注射剂的分类 (1) 溶液型注射剂
(2) 混悬型注射剂 水难溶性药物或注射后要求延长药效作用的药物，可制成水或油的混悬液，如醋酸可的松注射液、喜树碱静脉注射液。这类注射剂一般仅供肌内注射。
(3) 乳剂型注射剂 水不溶性液体药物，根据医疗需要可以制成乳剂型注射剂，例如胶丁钙注射液和静脉营养脂肪乳注射剂等。
(4) 注射用无菌粉末 注射用无菌粉剂亦称粉针，是指采用无菌操作法或冻干技术制成的注射用无菌粉末或块状制剂，制剂需用用适当的溶剂溶解或使其混悬而应用。 注射剂的给药途径
(1) 皮内注射[intradermal (ID) route]
(2)皮下注射[subcutaneous (SC) route] 由于人体皮下感觉比肌肉敏感；故具有刺激性的药物混悬液一般不作皮下注射。
(3)肌内注射[intramuscular (IM) route] 注射肌肉组织中，一次剂量一般在5ml以下，除水溶液外，油溶液、混悬液、乳浊液均可作肌内注射。
(4) 静脉注射[intravenous (IV) route] 油溶液和一般混悬型注射液不能作静脉注射。凡能导致红血球溶解或使蛋白质沉淀的药物，均不宜静脉给药。 (5) 脊椎腔注射[vertebro caval route] （6）动脉内注射 （intra-arterial route)
（7 ）其他 包括心内注射、关节内注射、滑膜腔注射、穴位注射以及鞘内注射等。 注射剂的特点 (1) 药效迅速，作用可靠 (2) 适用于不能口服给药的患者 (3) 适用于不宜口服的药物(4) 发挥局部定位作用 (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。 注射剂的质量要求
(1) 无菌 (2) 无热原 (3) 澄明度 (4) 安全性 (5) 渗透压 (6) pH (7) 稳定性 (8) 降压物质
二、注射剂的处方组成 注射液用原料、注射用溶剂、注射用附加剂、注射剂的等渗与等张调节、注射用原料 注射用原料必须符合药典或国家质量药品质量标准。
注射用溶剂 包括：注射用水、注射用油、其他注射用非水溶剂。
1. 注射用水 制药用水包括纯化水、注射用水与灭菌注射用水。
纯化水用原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其它适宜的制得的供药用的水，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。
注射用水为纯化水经蒸馏所得的蒸馏水，作为配制注射剂用的溶剂。
灭菌注射用水为灭菌后的注射用水，主要用于注射用灭菌粉末的溶剂或注射液的稀释剂。 纯化水可作为
2.注射用油 包括：植物油（主要为大豆油）、油酸乙酯、苯甲酸苄酯 碘值为79～128；皂化值为185～200；酸值不大于0.56 。
碘值说明油中不饱和键的多少，碘值高，则不饱和键多，油易氧化酸败 ，不适合注射用。皂化值表示油中游离脂肪酸和结合成酯的脂肪酸的总量多少，可看出油的种类和纯度。酸值说明油中游离脂肪酸的多少，酸值高质量差，也可以看出酸败的程度。
矿物油和碳氢化合物不能被机体吸收，故不能被注射用。油性注射剂只能供肌肉注射。
3、其他注射用溶剂 (1) 乙醇 (2) 甘油 (3) 丙二醇 (4) 二甲基乙酰胺(Dimethylacetamide, DMA) （三）注射剂的附加剂
为了提高注射剂的有效性、安全性与稳定性，注射剂中除主药外还可添加其它物质，这些物质统称为“附加剂”。 附加剂在注射液中的主要作用：（1）增加药物的理化稳定性（2）增加主药的溶解度（3）抑制微生物生长，尤其对多剂量注射剂更要注意（4）减轻疼痛或对组织的刺激性。
注射剂常用的附加剂有：pH和等渗调节剂、增溶剂、麻醉剂、抑菌剂、抗氧剂等。另外还有湿润剂、乳化剂、缓冲剂、助悬剂、螯合剂、稳定剂等 （四）注射剂的等渗与等张调节
(1)冰点降低数据法：
血浆的冰点为-52℃，因此任何溶液，只要其冰点降低为0.52℃,即与血浆等渗
W =( 0.52-a )/b 。
W：配成等渗溶液所需加入药物的量(%, g/ml) a: 未经调整的药物溶液的冰点下降度 b: 用以调整等渗的药物
1%(g/ml)溶液的冰点下降度。
(2)氯化钠等渗当量，即与1g药物呈等渗效应的氯化钠量。
公式：
例如头孢噻吩钠(cephalotin sodium)的氯化钠等渗当量为0.24，若配制2%的头孢噻吩钠溶液100ml，欲使其等渗，需加入氯化钠为0.9 ? 0.24?2 = 0.42g氯化钠。 渗透压调节剂常用氯化钠与葡萄糖。 3)等渗溶液与等张溶液：
等渗溶液(Iso-osmotic solution)是指渗透压与血浆相等的溶液，
所谓等张溶液(Isotonic solution)是指与红细胞膜张力相等的溶液，在等张溶液中既不会发生红细胞体积改变，更不会发生溶血，所以等张是个生物学概念。 第三节 注射剂的制备
注射剂一般生产过程包括： 注射用水为
注射用水的制备
原水处理 原水处理方法有离子交换法与电渗析法及反渗透法。离子交换法制得的离子交换水主要供蒸馏法制备注射用水使用，也可用于洗瓶，但不得用来配制注射液，因其在除热原方面还不如蒸馏法那样可靠，有时还带有乳光。电渗析法与反渗透法广泛用于原水预处理，供离子交换法使用，以减轻离子交换树脂的负担。 (三) 热原
热原(Pyrogens) 注射后能引起人体致热反应的物质称为热原。它是微生的代谢产物。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。
1. 热原的组成 热原是微生物的一种内毒素，它存在于细菌的细胞膜和固体膜之间。是由磷脂、脂多糖和蛋白质所组成的复合物，其中脂多糖(lipopolysaccharide)是内毒素的主要成分，具有特别强的热原活性，因而大致可以认为内毒素=热原=脂多糖。
2. 热原的性质 (1) 耐热性 (2) 滤过性 (3) 水溶性 (4) 不挥发性 (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。（活性炭可以吸附热原） 3 热原的主要污染途径 (1) 从溶剂中带入（主要途径） (2) 从原料中带入 (3) 从容器、用具、管道和装置等带入 (4) 制备过程与生产环境中的污染 (5) 从输液器带入 4. 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。
(4) 离子交换法 (5) 凝胶滤过去 (6) 反渗透法 (7) 超滤法 (8) 其他方法：
第三节 注射剂的制备 1. 原辅料的准备 2. 注射容器的处理 3. 注射液的配制与过滤 4. 注射液的灌封
5. 注射剂的灭菌和检漏 3、注射液的配制与滤过
配制方法 配液方式有两种，一种是将原料加入所需的溶剂中一次配成所需的浓度即所谓稀配法，原料质量好的可用此法。另外还有全部原料药物加入部分溶剂中配成浓溶液，加热过滤，必要时也可冷藏后再滤过，然后稀释至所需浓度，此法叫浓配法，溶解度小的杂质在浓配时可以滤过除去。 影响过滤的因素：P80