本文全面介紹了過熱水滅菌的原理，從驗證的角度系統分析了過熱水滅菌的優勢與可實現性，為制藥用水系統的滅菌工藝提供了一個很好的選擇。

制藥用水在藥品生產和生物技術*域應用廣泛，純化水與注射用水的質量直接影響著藥品的生產質量。中G、歐盟和美G藥典對制藥用水的微生物限度有著嚴格的要求，其中純化水的微生物限度為不超過100CFU/ml；高純水和注射用水的微生物限度為不超過10CFU/100ml。2010版藥品生產質量管理規范（GMP）要求：純化水、注射用水的制備、儲存和分配應能防止微生物的滋生。

制藥用水儲存與分配系統會不斷滋生微生物，掌握純化水和注射用水系統的細菌生長規律將有助于企業合理確認制藥用水系統的消毒或滅菌周期。制藥用水系統中微生物負荷發展的趨勢可由“細菌生長曲線”（圖1）間接反映，它是將少量的單細胞微生物純種接種到一定容積的液體培養基后，在適宜的條件下培養，定時取樣測定細胞數量繪制而成的一條曲線，該曲線以細胞增長數目的對數為縱坐標，以培養時間為橫坐標。

過熱水滅菌的原理

注射用水儲存與分配系統的過熱水滅菌程序主要分為4個階段（如圖2）：

（a）注水階段：在罐體內注入一定體積的注射用水，一般以30%~40%罐體液位為宜；

（b）加熱階段：啟動循環系統，利用雙板管式換熱器將儲存與分配系統中的注射用水從80℃加熱到121℃；

（c）滅菌階段：121℃溫度下維持30min，并確保罐體溫度、回水管網溫度和呼吸器滅菌溫度均需達到121℃才能開始計時；

（d）冷卻階段：開啟冷卻水控制程序，循環注射用水按預定速度降溫**設定溫度。

與純蒸汽滅菌相比，過熱水滅菌有如下優點：

采用工業蒸汽為熱源，無需另外制備純蒸汽；

滅菌過程中，無需考慮**低點冷凝水的排放問題，高壓過熱水循環流經整個系統，不會發生冷凝水排放不及時引起的滅菌死角；

采用注射用水系統已有的維持80℃高溫循環用雙板管式換熱器進行系統升溫，節省項目投資且操作非常方便；

當系統用點較多或冷用點采用全自動sub-loop設計時，過熱水消毒優勢更加明顯；

過熱水滅菌時，注射用水罐體內氣相為高壓飽和純蒸汽，可有效實現注射用水儲罐呼吸器的在線滅菌。

“氣蝕現象”是過熱水滅菌時經常發生的一種工程現象，其主要特征為泵腔內葉輪發生空轉并發出巨大的“嗡嗡”聲。“氣蝕現象”的危害非常大，在氣泡凝結破裂的同時，液體質點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產生很強烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應力可達幾百**幾千個大氣壓，沖擊頻率可達每秒幾萬次，經過一段時期之后，金屬就會產生疲勞，金屬表面開始呈蜂窩狀，隨之應力更加集中，葉片出現裂縫和剝落。誘導輪可有效預防注射用水儲存與分配系統發生“氣蝕現象”，它是一種安裝于泵軸前端類似螺旋槳的裝置。

過熱水滅菌的應用

高溫對微生物有明顯的致死作用，不同類型的微生物對高溫的抵抗力不同，當環境溫度超過微生物生長的**高溫度范圍時，微生物很容易死亡；超過的溫度越多，或在高溫條件下滅菌時間越長，微生物死亡的越快。

為保證純化水和注射用水的質量始終符合藥典的微生物限度要求，制藥用水儲存與分配系統需實現定期消毒或滅菌，以便有效降低整個系統的微生物荷載。世界衛生組織藥品標準**委員會第39次技術報告在《附錄三 制藥用水系統》中規定：為抑制微生物的增長，過熱水與純蒸汽可用于系統的周期性的消毒或滅菌。

過熱水滅菌是一種典型的熱力滅菌法，其原理是利用高溫高壓的過熱水進行滅菌處理，可殺滅一切微生物，包括細菌繁殖體、真菌、原蟲、藻類、病毒和抵抗力更強的細菌芽孢。與純蒸汽滅菌一樣，過熱水滅菌可引起細胞膜的結構變化、酶鈍化以及蛋白質凝固，從而使細胞發生死亡。

制藥用水分配系統推薦采用專業的三維設計軟件進行框架模塊化設計并指導組裝。模塊化設計有可利于實現工廠性能測試（FAT）、節省占地面積、美觀大方且便于操作，完全符合美GASME BPE的設計理念。制藥用水過熱水滅菌的分配框架系統主要由如下元器件組成：帶變頻控制的輸送泵、換熱器及其加熱/冷卻調節裝置、取樣閥、隔膜閥、管道管件、溫度傳感器、壓力傳感器、電導率傳感器、TOC在線監測儀器、備壓閥及其配套的集成控制系統（含控制柜、I/O模塊、觸摸屏、有紙記錄儀等），圖3是筆者實踐的一個典型的過熱水滅菌分配框架系統。

小結

當前，現代工業大發展提出越來越苛刻的節能、環保、安全等要求，體現當代科學技術水平的制藥用水產品進入一個全面發展的歷史新時期。過熱水滅菌法已成為制藥行業非常成熟的熱力滅菌法，隨著我G新版GMP和新版藥典的正式頒布，我G制藥行業對制藥用水系統設計、安裝和水質質量等方面的要求更加嚴格，過熱水滅菌法將在G內制藥用水系統中得到更加廣泛地推廣和應用。