以新版GMP 的發(fā)布和實(shí)施為契機(jī)，眾多過(guò)氧化氫滅菌設(shè)備廠家和經(jīng)銷(xiāo)商粉墨登場(chǎng)，且勢(shì)頭愈來(lái)愈烈，可是橫亙?cè)谶@些過(guò)氧化氫廠商面前的一個(gè)難題是——如何解決材料兼容性問(wèn)題。眾所周知，過(guò)氧化氫殺菌是通過(guò)氧化作用進(jìn)行的，但是在進(jìn)行氧化殺菌的同時(shí)，不可避免會(huì)帶來(lái)對(duì)材料的腐蝕性。這也是目前過(guò)氧化氫推廣不是很廣泛的重要原因之一。

 

隨著越來(lái)越多的關(guān)注和新技術(shù)的產(chǎn)生，筆者也接觸到了一些新型技術(shù)，這些技術(shù)對(duì)該問(wèn)題的解決發(fā)揮了積極的作用。這里拋磚引玉，希望通過(guò)對(duì)一些問(wèn)題的分析和技術(shù)的探討能夠幫助制藥企業(yè)，尤其是無(wú)菌制劑企業(yè)找到一種更為便捷，安全，可靠的滅菌消毒方式。同時(shí)對(duì)已經(jīng)采購(gòu)和即將采購(gòu)過(guò)氧化氫類(lèi)別滅菌產(chǎn)品的企業(yè)提供一些有關(guān)材料兼容性（腐蝕性）的探討分析。

 

過(guò)氧化氫滅菌方式分析

 

最早涉及過(guò)氧化氫來(lái)滅菌是隨著VHP（HPV）的應(yīng)用而產(chǎn)生的，由于過(guò)氧化氫消毒有一個(gè)非常大的優(yōu)勢(shì)：無(wú)有害殘留。因此歐盟很多國(guó)家在醫(yī)療，食品，化工，制藥等行業(yè)中均采用其作為消毒劑。歐盟在經(jīng)歷了土壤重污染后，有將近15% 的土地是通過(guò)過(guò)氧化氫中和有害物的（通過(guò)其強(qiáng)氧化作用）。因此歐盟對(duì)過(guò)氧化氫有著較為寬松的準(zhǔn)用條件。

 

使用過(guò)氧化氫進(jìn)行表面消毒早有應(yīng)用，例如醫(yī)院中進(jìn)行傷口消毒。而用于空間消毒是在醫(yī)療應(yīng)用中產(chǎn)生的，主要用于醫(yī)療器械的滅菌和消毒，由此產(chǎn)生的過(guò)氧化氫滅菌柜，至今仍在我國(guó)的醫(yī)院中應(yīng)用廣泛，其特點(diǎn)是：過(guò)氧化氫充分氣化，可以徹底滅菌，但是無(wú)法進(jìn)行空間滅菌，且價(jià)格極其昂貴。其后，眾多過(guò)氧化氫滅菌方式紛紛出現(xiàn)，這里做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)。

 

VHP：汽化過(guò)氧化氫

 

請(qǐng)注意該方式是“汽”化過(guò)氧化氫，而非“氣化”過(guò)氧化氫，這是因?yàn)槠洚a(chǎn)生方式和作用形態(tài)均屬于蒸汽范疇。其基本原理是：利用過(guò)氧化氫蒸汽在冷凝過(guò)程中對(duì)微生物的優(yōu)秀殺滅能力進(jìn)行滅菌。分為干法和濕法，兩者的重要區(qū)別為干燥劑的使用和對(duì)濕度的依賴(lài)性的不同。

 

VHP 采用的過(guò)氧化氫濃度為30% 左右，通過(guò)電加熱方式到114 ℃進(jìn)行閃蒸，然后在60 ℃左右形成蒸汽，此后分為“干法”和“濕法”兩種作用方式，以形成一層2~6 mm 的薄膜為目的。利用該種薄膜的微冷凝攜帶過(guò)氧化氫分子進(jìn)行殺菌。

 

該種設(shè)備在初期主要是進(jìn)口品牌，隨著理念的引入，目前國(guó)內(nèi)眾多廠家已經(jīng)有了自產(chǎn)的設(shè)備。

 

氣源式霧化過(guò)氧化氫

 

該種方式是利用0.3~0.35 MPa的壓縮空氣將過(guò)氧化氫和過(guò)氧乙酸的復(fù)配消毒液進(jìn)行霧化，核心的配件為噴頭，該種噴頭可以將消毒液形成微小的顆粒。該種滅菌方式的核心部件為噴頭，噴頭的質(zhì)量直接決定了出霧顆粒的大小，而出霧顆粒的大小決定了消毒液的擴(kuò)散效果。目前國(guó)產(chǎn)的噴頭質(zhì)量參差不齊，導(dǎo)致了很多設(shè)備的實(shí)際出霧肉眼基本可見(jiàn)，即至少為40~50 µm，而非廠家宣傳的干霧，干霧的尺寸必須是小于10 µm，而小于10 µm 的干霧顆粒是肉眼所不能見(jiàn)的。

該種設(shè)備最初是美國(guó)引進(jìn)，最近幾年國(guó)內(nèi)眾多廠家經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的購(gòu)買(mǎi)進(jìn)口噴頭同時(shí)自身焊接不銹鋼液罐即可模仿出設(shè)備。

 

電源式干霧過(guò)氧化氫

 

作為新型滅菌方式，電源式的干霧滅菌方式利用文丘里效果，通過(guò)特殊材質(zhì)的泵高速旋轉(zhuǎn)，將過(guò)氧化氫消毒也進(jìn)行濺射，形成平均顆粒3~5 µm 的干霧顆粒，該種滅菌方式成功解決了文丘里泵的自轉(zhuǎn)時(shí)間問(wèn)題，同時(shí)也解決了散熱問(wèn)題。該種方式形成的顆粒肉眼很難看到，屬于干霧范疇。

 

由于起步較晚，因此該種方式吸取了之前兩種滅菌方式的不足，即顆粒的擴(kuò)散缺乏動(dòng)能。因此通過(guò)設(shè)備產(chǎn)生的顆粒在發(fā)出時(shí)，承載了極大的加速度，力度可以達(dá)到80 m/s，因此較易擴(kuò)散。

 

該種設(shè)備為歐盟較新技術(shù)，只有進(jìn)口設(shè)備。

 

其他方式

 

利用過(guò)氧化氫進(jìn)行滅菌還有IHP 即通過(guò)電離作用，將過(guò)氧化氫形成電離狀態(tài)，來(lái)進(jìn)行滅菌，該方式目前只有美國(guó)一家公司在進(jìn)行操作，由于其作用空間范圍小，價(jià)格昂貴，因此引進(jìn)時(shí)較為困難。

 

熏蒸過(guò)氧化氫，即利用單純的加熱過(guò)氧化氫進(jìn)行局部的擴(kuò)散，該種方式操作較為原始，少有廠家會(huì)使用。需要注意的是，上述所有方式均無(wú)法形成真正氣體狀態(tài)的過(guò)氧化氫。因此都不可避免的面臨材料腐蝕性的問(wèn)題。

 

 

過(guò)氧化氫殺菌原理2H2O2——2H2O+O2

 

過(guò)氧化氫產(chǎn)生腐蝕性的分析

 

首先，過(guò)氧化氫的消毒殺菌原理是通過(guò)釋放氫氧鍵（O-H）來(lái)進(jìn)行氧化作用：

 

在其殺菌過(guò)程中，接觸到的任何物體介質(zhì)均會(huì)在被殺滅表面微生物的同時(shí)，遭受到過(guò)氧化氫的氧化作用，這也就是為什么我們通常會(huì)使用：材料耐受性，材料兼容性等詞匯來(lái)描述腐蝕性問(wèn)題。

 

不同的材料對(duì)過(guò)氧化氫的氧化型抵御能力不同，而制藥企業(yè)由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜，流程繁瑣，牽扯到眾多類(lèi)型的材料，且環(huán)環(huán)相扣，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都馬虎不得，不同的滅菌介質(zhì)對(duì)不同材料呈現(xiàn)出效果不同的腐蝕性。

 

臭氧消毒，需要考慮的環(huán)氧地坪，甲醛滅菌需要考慮高效過(guò)濾器內(nèi)芯的腐蝕，因此在過(guò)氧化氫滅菌設(shè)備選型時(shí)需要知道哪些材料過(guò)氧化氫較易腐蝕。

 

過(guò)氧化氫的腐蝕性相對(duì)于過(guò)氧乙酸，二氧化氯等較小，但是對(duì)一些材料也有腐蝕性，其中最有代表性的是：彩鋼板，鍍鋅板，因?yàn)檫@兩種材質(zhì)都較易受到過(guò)氧化氫的腐蝕。且表象不同，不能籠統(tǒng)的就使用“被腐蝕”了，要客觀、真實(shí)地對(duì)待具體問(wèn)題：

 

彩鋼板是藥企的“標(biāo)配”，過(guò)氧化氫對(duì)彩鋼的腐蝕形成的原因大體可以總結(jié)如下：首先，過(guò)氧化氫對(duì)彩鋼板的鋼不會(huì)形成腐蝕，其次，過(guò)氧化氫對(duì)彩鋼板的腐蝕性主要是對(duì)彩鋼板表面的油漆層有了腐蝕作用，彩鋼板質(zhì)量的一個(gè)重要的衡量指標(biāo)就是油漆層的致密性，越密的越好，這點(diǎn)對(duì)于過(guò)氧化氫的腐蝕尤其重要。究其因，過(guò)氧化氫對(duì)彩鋼板的腐蝕是由于過(guò)氧化氫進(jìn)入了鋼板和油漆層的夾縫，在分解形成水和氧氣過(guò)程中，造成油漆層起泡和脫落。

 

 

鍍鋅板主要用于高效的管道中，類(lèi)似彩鋼板，過(guò)氧化氫不會(huì)對(duì)板體腐蝕，但是會(huì)氧化掉板上面的涂層（電鍍工藝），由于該層涂層很薄，因此會(huì)被過(guò)氧化氫徹底滲透，從而消失，其表象為，鍍鋅板的褪色。

 

在分析了彩鋼板，鍍鋅板如何被腐蝕的原因后，下面仔細(xì)分析下有哪些因素會(huì)影響到過(guò)氧化氫對(duì)材料的腐蝕性：

 

單位過(guò)氧化氫濃度：即空間滅菌時(shí)，單位體積含有的過(guò)氧化氫濃度。該指標(biāo)受到以下幾個(gè)因素決定：無(wú)論哪種作用方式，初始的過(guò)氧化氫濃度越低，單位過(guò)氧化氫濃度也就越低，對(duì)材料的腐蝕性就越小；無(wú)論哪種作用方式，單位體積是用量越少，單位過(guò)氧化氫濃度越低，對(duì)材料的腐蝕性就越小；是否是單純的過(guò)氧化氫，含有過(guò)氧乙酸的過(guò)氧化氫復(fù)配溶液腐蝕性極大，造成的腐蝕效果會(huì)遠(yuǎn)超純過(guò)氧化氫消毒液，這是因?yàn)檫^(guò)氧乙酸的腐蝕性超過(guò)過(guò)氧化氫且極易形成殘留。

 

對(duì)材質(zhì)表面的附著能力：附著能力越小說(shuō)明顆粒越小，越接近氣態(tài)，因此較難在材料表面形成液滴。而相反，附著能力越強(qiáng)，說(shuō)明顆粒越大，越容易附著在物體表面形成腐蝕。

 

對(duì)濕度的依賴(lài)性：如果滅菌方式有非常嚴(yán)格的起始濕度要求，則說(shuō)明該方式需要對(duì)空間內(nèi)進(jìn)行釋放的過(guò)氧化氫量很多，因此客觀上就提高了材質(zhì)被腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。由于目前所有的空間過(guò)氧化氫滅菌方式都不是真正的氣態(tài)，因此，都會(huì)造成濕度的上升，在判斷材料兼容性的一個(gè)風(fēng)向標(biāo)就是，起始濕度和作用完畢（不是排風(fēng)完畢）后的濕度對(duì)比情況，如果對(duì)濕度改變?cè)叫?，則腐蝕性風(fēng)險(xiǎn)越小。因此，設(shè)備工作時(shí)，通過(guò)肉眼就可以清楚地判斷那些方式對(duì)濕度的影響小，那些影響大，凡是肉眼可見(jiàn)的，在相同材質(zhì)，相同消毒液條件下，其腐蝕性一定是高于肉眼不可見(jiàn)的方式。

 

作用時(shí)間：實(shí)際的滅菌時(shí)間越短，腐蝕性風(fēng)險(xiǎn)越低。

 

如何評(píng)價(jià)不同種類(lèi)過(guò)氧化氫滅菌方式的腐蝕性

 

在詳細(xì)分析了影響材料腐蝕性的因素后，對(duì)目前市面上幾種常見(jiàn)過(guò)氧化氫滅菌方式進(jìn)行對(duì)比，由于IHP（離子化過(guò)氧化氫）和熏蒸過(guò)氧化氫的做法非常不普遍，因此主要對(duì)比的是VHP，氣源式霧化過(guò)氧化氫系統(tǒng)，和電源式干霧化過(guò)氧化氫設(shè)備。

 

需要注意的是，彩鋼板的質(zhì)量是影響腐蝕性的重要原因，如果彩鋼板涂層致密性極好，那么其抗腐蝕能力就越好，這里以普通彩鋼板作為分析基礎(chǔ)。

 

設(shè)備供應(yīng)商不會(huì)說(shuō)自己的腐蝕性差，因此在每家都說(shuō)好的前提下，需要如何判斷各種設(shè)備的腐蝕性？這也是該文的核心目的，可以通過(guò)下面的對(duì)比表格來(lái)進(jìn)行判斷，通過(guò)以上對(duì)比，就過(guò)氧化氫滅菌方式的腐蝕性可以得出如下結(jié)論：

 

1. 從腐蝕性角度來(lái)說(shuō)，目前沒(méi)有一種過(guò)氧化氫方式是氣體，因此沒(méi)有一種方式能保證對(duì)任何材質(zhì)物料100% 無(wú)腐蝕性；

 

2. 企業(yè)選擇過(guò)氧化氫滅菌方案判斷的依據(jù)可以非?？陀^細(xì)化，因?yàn)槊糠N過(guò)氧化氫的作用方式的原理是客觀的，因此，了解了原理就可以輕松的判斷，從而找到適合自身企業(yè)的滅菌方式；

 

3. 綜合來(lái)看，雖然電源干霧設(shè)備無(wú)法保證100% 的無(wú)腐蝕性，但是已經(jīng)在該領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展，為企業(yè)利用過(guò)氧化氫進(jìn)行滅菌提供了一條相對(duì)穩(wěn)妥的渠道，為達(dá)到“滅菌的同時(shí)無(wú)腐蝕性”邁出了重要一步。