Стерилизация. Определение. Обоснование необходимости стерилизации некоторых фармацевтических объектов

Стерилизацию  раствора текучим паром проводят в стерилизаторах ВКО-16, ВК-75, ВКО-75.(ВК — вертикальный круглый электрический; ВКО - огневой.) Для этой цели стрелки  контактного манометра устанавливают на 0,1 кгс/см", чтобы иметь возможность по звуковому сигналу отключения и включения стерилизатора контролировать начало кипения воды в водопаровой камере (когда стерилизатор подсоединен к водопроводной сети), так как контроль начала кипения воды по выходу пара в этом случае бывает затруднен. После доведения давления внутри водопаровой камеры стерилизатора до заданного открывается вентиль на трубе между источником пара и стерилизационной камерой, в которую впускается пар. Одновременно открывается вентиль для выпуска воздуха и конденсата из стерилизационной камеры. Для полного удаления воздуха из стерилизационной камеры выпуск пара в канализацию при открытых кранах необходимо проводить в течение 15 мин до появления густой струи пара из стерилизатора. После удаления воздуха во избежание утечки пара и охлаждения стерилизатора кран для выпуска пара слегка закрывается. По достижении заданного давления в стерилизационной камере 0,1 кгс/см (100—102 °С) отмечают момент начала стерилизации и поддерживают это давление в течение заданного времени. По окончании стерилизации закрывают вентиль для ввода в стерилизационную камеру и выключают нагрев стерилизатора, открывают вентиль для выпуска пара и конденсата из стерилизатора. Выпускают пар из стерилизационной камеры в течение 5—7 мин. Затем, когда давление снизится до «0» по мановакууметру, отвинчивают прижимы крышки, открывают стерилизатор и разгружают.

По ГФ X (в ГФ XI этот метод стерилизации не включен) стерилизация текучим паром при температуре 100 °С проводится в течение 30-60 мин в зависимости от свойств лекарственных веществ объема стерилизуемого раствора. Установлено, что при нагревании стерилизатора температура раствора во флаконах отстает от температуры паровой камеры. Для небольших объемов отставание невелико (2-3 мин), но для объемов более 500 мл оно достигает значительных размеров, поэтому при стерилизации растворов объемом более 100 мл увеличивают продолжительность стерилизации. Объемы до 100 мл стерилизуют 30 мин, 101-500 мл -45 мин, 501 — 1000 мл — 60 мин. Стерилизация растворов объемом более   1 л запрещается. Дробная стерилизация. При дробной стерилизации объект (обычно водный раствор) нагревают текучим паром при 100° в течение 30 мин, затем раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 24 ч, после чего снова стерилизуют в тех же условиях (30 мин при 100°). Описанный цикл повторяют 3—5 раз. При первом нагревании погибают вегетативные формы микроорганизмов, при последующих — вновь появившиеся вегетативные формы. Вследствие длительности этот способ в аптеках применяется редко.

Пастеризация — однократное нагревание объекта при температуре 60° в течение 1 ч или при температура 70—«0° в течение 30 мин. Позволяет уничтожить вегетативные формы микробов (кроме термофильных), но не споры.

Тиндализация    (дробная    пастеризация). При тиндализации объект нагревают при температуре 60—65° по 1 ч ежедневно в течение 5 дней или при 70—80° в течение 3 дней. Это надежный и бережный способ стерилизации термолабильных лекарственных веществ. Однако вследствие длительности он мало пригоден для аптек и в последних почти не используется. [5,16,17] Радиационная стерилизация.

Лучистая энергия  губительно действует на клетки живого организма, в том числе на различные  микроорганизмы. Принцип стерилизующего эффекта этих излучений основан на способности вызывать в живых клетках при определенных дозах поглощенной энергии такие изменения, которые неизбежно приводят их к гибели за счет нарушения метаболических процессов. Чувствительность микроорганизмов к ионизирующему излучению зависит от многих факторов: наличия влаги, температуры и др.

Облучение объектов в конечной упаковке производят на гамма-установках, ускорителях электронов и других источниках ионизирующего  излучения дозой 25 кГр (2,5 Мрад) или другими дозами в зависимости от конкретных условий (микробная обсемененность продукции до стерилизации, радиорезистентность контаминатов, величина коэффициента надежности стерилизации). Стерилизацию проводят в соответствии со "Сводом правил, регламентирующих проведение в странах - членах СЭВ радиационной стерилизации материалов и изделий медицинского назначения" и "Сводом правил, регламентирующих проведение в странах - членах СЭВ радиационной стерилизации лекарственных средств" и утвержденными инструкциями на каждый вид изделия.

Радиационный  метод.

Радиационный  метод стерилизации может быть рекомендован для изделий из пластмасс, изделий  одноразового использования в упаковке, перевязочных материалов, некоторых лекарственных средств и других видов медицинской продукции. Радиоактивная стерилизация является высокоэффективной   для   крупных производств. [5, 17] 3. Стерилизация фильтрованием. Микробные клетки и споры можно рассматривать как нерастворимые образования с очень малым (1—2 мкм) поперечником частиц. Подобно другим включениям они могут быть отделены от жидкости механическим путем — фильтрованием сквозь мелкопористые фильтры. Этот метод стерилизации включен в ГФ XI для стерилизации термолабильных растворов. Такими фильтрами могут быть перегородки из неглазурованного фарфора (керамики), асбеста, стекла, пленок, пропитанных коллодием, и другого пористого материала. По конструкции их подразделяют на глубинные и мембранные фильтры с размерами лор не более 0,3 мкм. В настоящее время используют различные фильтры. Глубинные фильтры: керамические и фарфоровые (размер пор 3-4 мкм), стеклянные (около 2 мкм), бумажно-асбестовые (1 -1,8 мкм), а также мембранные (ультра) фильтры и «Владипор» (0,3 икм) и др. Глубинные фильтры характеризуются сложным механизмом задерживания м/о (ситовым, адсорбционным, инерционным).

Ввиду большой  толщины фильтров удерживаются и  частицы меньшего размера, чем размер пор фильтра. Фильтры из фарфора (свечи), до начала работы должны быть простерилизованы термическим методом (ГФ ХГ).

Способ   стерилизации характеризуется медленностью работы (продолжительность фильтрования не должна превышать 8 ч и значительными  потерями раствора в порах толстого фильтра. Очистка свечей затруднена. Стеклянные   микропористые фильтры изготавливают   из сваренных зерен стекла с диаметром до 2 мкм. Фильтры имеют вид пластинок или дисков, закрепленных в стеклянных сосудах Стеклянные фильтры по сравнению с другими мелкопористыми фильтрами более удобны для применения в аптечной практике. [5, 6, 18] Для стерилизации фильтрованием применяют мембранные фильтры, фильтры из волокнистых материалов   и керамические   свечи.

Мембранные  фильтры применяют для достижения высокой стерильности. Фильтрующей частью является мембрана — пористый диск, изготовляемый из эфиров целлюлозы или фторопласта, толщиной около 100 мкм с порами размером от 0,2 до 3 мкм. Они устойчивы к действию воды, разбавленных щелочей и кислот. После высушивания мембранные фильтры становятся хрупкими (особенно целлюлозные), поэтому в перерывах между использованием их хранят в дистиллированной воде с добавлением антимикробного средства. К группе фильтров из волокнистых материалов — бактериальных фильтров— относятся фильтры Зейтца и фильтры Сальникова (СФ). Основными частями фильтра СФ являются корпус, состоящий из крышек с входными штуцерами и рам (три или семь штук) с сетками и штуцерами. Для фильтрации служат асбестовые пластины, имеющие диаметр до 300 мм. Пластины вкладывают между рамами и крышками, которые соединяются друг с другом с помощью шпилек и гаек-барашков. Фильтруемая жидкость проходит через асбестовые пластины, попадает в межрамное пространство и выходит наружу через выходные штуцеры рам. Фильтр Сальникова, как и другие бактериальные фильтры, работает под давлением. Перед работой собранный фильтр подвергают тепловой стерилизации. Стерилизация фильтрованием через мембранные и глубинные фильтры, задерживающие микроорганизмы и их споры, используется для растворов веществ, нестабильных при термической или других видах стерилизации.

Глубинные фильтры изготовляют из волокнистых материалов (хлопок, шерсть, стекловолокно, смесь целлюлозы и асбеста и др.). Эти фильтры имеют толщину 2—6 мм и удерживают микроорганизмы и частицы за счет адсорбционного, ситового и инерционного механизмов. Они устойчивы к воздействию высоких температур, органических растворителей и имеют обычно высокую производительность фильтрации. Глубинные фильтры могут быть использованы для стерилизации растворов, в том числе содержащих микробные тела размером 0,3 мкм. Однако размер их пор больше размеров улавливаемых частиц, что может привести к проскоку микрофлоры при нарушении температурного режима, колебании величины давления и рН, вызывающих снижение адсорбции микроорганизмов, длительной (более 8 часов) фильтрации. Задержанные в глубине фильтра микроорганизмы могут прорастать в процессе длительной фильтрации и попадать затем в фильтруемый раствор. Кроме того, возможен отрыв волокон фильтра и загрязнение ими фильтрата. Особенно опасны в этом отношении фильтры из асбеста и стекловолокна. Ранее для стерилизации растворов широко использовались также фильтры из сплавленных частиц стекла или фарфора. Однако они имеют малое количество пор и вследствие этого — низкую производительность. В последнее  время глубинные фильтры вытесняются мембранными фильтрами. 2-й£г-2г

Мембранные  фильтры сетчатой структуры изготовляются из эфиров целлюлозы (ацетилцеллюлозы, этилцеллюлозы, нитроцеллюлозы) и их смесей, регенерированной целлюлозы, а также из политетрафторэтилена (тефлона), поливинилхлорида, акрила, нейлона и других полимеров. Их получают методом спекания, отливки, растягивания или выщелачивания. Мембранные фильтры сетчатой структуры изготовляются из эфиров целлюлозы (ацетилцеллюлозы, этил целлюлозы, нитроцеллюлозы) и их смесей, регенерированной целлюлозы, а также из политетрафторэтилена (тефлона), поливинилхлорида, акрила, нейлона и других полимеров. Их получают методом спекания, отливки, растягивания или выщелачивания. «кроме того, выпускаются так называемые трековые или ядерные мембраны, получаемые облучением пленок полимеров, ускоренными тяжелыми ионами или продуктами радиоактивного распада, с последующим выдерживанием в протравливающем растворе до образования сквозных отверстий в следах (треках) прохождения радиоактивных частиц. Выпускаются также составные фильтры, у которых мембрана располагается на пористой механически прочной подложке из бумаги или найлона. Главным требованием, которое предъявляется к стерилизующим мембранам, является удаление из фильтруемой жидкости всех жизнеспособных микроорганизмов, т. е. их вегетативных и споровых форм. Исходя кз размеров различных микроорганизмов, в подавляющем большинстве случаев это требует применения мембран с размером пор в,2 мкм. £18] Следует учесть, что существует несколько видов бактерий, например, определенные виды микоплазм, которые проникают через мембраны с порами 0,2 мкм. Для их задержки требуются мембраны с размерами пор 0,1 мкм. Поскольку жизнеспособные микроорганизмы столь малых размеров редко содержатся в жидкостях, подлежащих стерилизационной фильтрации, а скорость фильтрации через мембраны с размером пор 0,1 мкм очень мала, то эти мембраны применяют лишь в специальных случаях. Мембранные фильтры изготовляются в виде тонких дисков и фильтр-патронов. Диски мембран могут иметь диаметр от 13 до 293 мм, толщину от 10 до 300 мкм, а размеры пор от ОД до 10 мкм. Они используются в заводской и аптечной технологии, микробиологии, для аналитических целей при работе с малыми пли средними объемами жидкостей. Фильтр-патроны, содержащие в цилиндрическом каркасе складчатую мембрану с большой поверхностью, используются при объеме фильтруемой жидкости более 400 л. Достоинством    мембранных фильтров  является то,   что   они задерживают все частицы,  размеры которых превышают размер  пор. Они имеют четко выраженную  микропористую структуру, вследствие чего отфильтрованные микроорганизмы, споры и другие частицы остаются на их поверхности и могут быть затем подвергнуты микробиологическому или микроскопическому исследованию или   использоваться  для   других   целей.  Мембранные  фильтры   не выделяют  в фильтрат   волокна,  стабильны  при   нагревании до 130°С, но  чувствительны  ко  многим   раствор»? Производительность по фильтруемой жидкости у них несколько меньше, чем у глубинных фильтров. В отличие от последних, они практически не поглощают фильтруемую жидкость. Многочисленными фирмами-изготовителями выпускаются мембранные фильтры из различных материалов многих типоразмеров, предназначенные для применения в самых разнообразных отраслях производства и научных исследованиях. Наиболее известна продукция фирм «Миллипор» (США) и «Сарториус» (Германия). Много лет слова «мембрана» и «миллипор» использовались как синонимы. Мембраны    фильтрационные   ацетатные МФА-А   (по   ТУ   6—05—1924—82)    предназначены для    очистки воды,   спиртов,    водных   и спиртовых    растворов лекарственных веществ     от микроорганизмов и механических включений. Выпускаются 2 марки мембран в виде дисков с диаметром 142 и 293 мм и толщиной от 120 до 180 мкм. Мембраны марки МФА-А ДО 1 задерживают частицы размером 0,2 мкм и более; марки МФА-А ДО 2 — размером 0,5 мкм и более. Температура фильтруемой жидкости может быть от +3°С до +70°С, величина рН среды — от 1 до 10. Мембраны стерилизуют насыщенным паром при 121 °С (0,1 МПа) в течение 30 мин. или  антисептиками. ПО «Тасма» выпускает также ряд других видов мембран. Для технологии лекарств представляют интерес также мембраны «Владипор» типа МФА-МА, предназначенные для микробиологического, санитарно-гигиенического анализа воды, биологических, вирусологических, физико-химических анализов в лабораторных условиях. Эти мембраны выпускаются десяти номеров, начиная от размера пор в пределах 0,050 - 0,150 мкм (МФА-МА ДО 1) до размера 0,951 — 1,050 мкм (МФА-МА ДОЮ). Для фильтрации разнообразных органических растворителей и водных растворов лекарственных веществ производятся также мембраны «Владипор» типа МФЦ на основе регенерированной метилцеллюлозы. В зависимости от назначения и производительности выпускаются 4 марки мембран для очистки от частиц размером не менее 0,15, 0,20, 0,45, 0,60 мкм.

Стерилизация  ультрафиолетовой радиацией.

Несмотря на то, что метод стерилизации УФ-радиацией  не включен в ГФ XI, использование его имеет большое значение для создания условий асептики и стерилизации многих объектов. УФ-радиация является мощным стерилизующим фактором, способным убивать и вегетативные, и споровые формы микроорганизмов. В настоящее время ультрафиолетовая радиация широко используется в различных отраслях народного хозяйства для обеззараживания воздуха помещений, воды и других объектов. Использование их в аптеках имеет большое практическое значение и существенные преимущества по сравнению с применением дезинфицирующих веществ так как последние могут адсорбироваться лекарственными средствами приобретая резкие запахи.

" УФ-радиация - невидимая коротковолновая    часть солнечного света с длиной  волны меньше 300  нм.  Предполагают,  что она   вызывает фотохимическое нарушение ферментных систем   микробной клетки, действует  на ее протоплазму   с образованием ядовитых органических иероксидов,  а также приводит  к фотодимеризации тиаминов. 

Эффективность бактерицидного действия УФ-радиации зависит от ряда факторов: от длины волны излучателя, его дозы, вида «активируемых микроорганизмов, запыленности и влажности среды. Наибольшей стерилизующей способностью обладают лучи с длиной волны 254-257 нм. Имеет значение величина дозы и время  облучения В зависимости от времени  воздействия излучения различают  стадию стимуляции, угнетения и гибели микробных клеток. Вегетативные клетки более чувствительны к УФ-радиации, чем споры. Для их гибели требуется доза, в среднем в 10 раз выше, чем для вегетативных клеток.

4. 1. Газовая стерилизация.

Своеобразной  химической стерилизацией является метод стерилизации газами и аэрозолями. Для этого можно использовать газы: оксиды этилена и пропилена, оксиды (3-пропиллактона, полизтиленоксиды, смесь этилена оксида с углерода диоксидом или метилом бромистым и др.).

Газовая стерилизация. Этот вид химической стерилизации основан на применении летучих дезинфицирующих веществ, легко удаляемых из стерилизуемого объекта, путем слабого нагревания или вакуума. Применяется для стерилизации чувствительных к нагреванию лекарственных веществ. На практике используются два вещества — окись этилена и р-пропиолактон. Их антимикробное действие основано на спонтанном гидролизе, которому указанные газы подвергаются в растворе, в результате чего образуются соединения, непосредственно-действующие на микроорганизмы.

Метод стерилизации окисью этилена в смеси с углекислым газом был включен в фармакопею США 1965 г. и Британскую фармакопею 1963 г. Жидкая окись этилена кипит  при 10,7°, хранится в стельных баллонах, легко воспламеняется, раздражающе  действует на кожу. В концентрации 0,5 мг на 1 мл окись этилена становится безвредной для человека. Для еще  большего уменьшения вредного воздействия применяется в смеси с углекислым газом (9+1 часть). Окись этилена используют для стерилизации как термолабильных веществ, так и инструментов, аппаратуры, пластмасс, перевязочных материалов. Обработку осуществляют в специальных аппаратах с камерами, где поочередно создают вакуум и давление, после чего производят 2—4-кратную обработку стерильным воздухом. Для стерилизации растворов достаточно 400—500 мг окиси этилена на 1 л при 20°; длительность экспозиции б ч. Для стерилизации растворов р - пропиолактоном применяют 6,2% объемную концентрацию газа при 37° С в течение 2 ч. При мимической стерилизации газами погибают вегетативные формы микроорганизмов и плесневые грибы. Чувствительность различных видов микроорганизмов к ядовитым вм весьма индивидуальна. Так, стрептококки погибают .в воздухе при концентрации этилена оксида 500 мг/м~ в течение 6 ч. Для уничтожения стафилококков (за это же время) необходимо повысить концентрацию газа в воздухе до 1000 мг/м", т. е. в два раза. При стерилизации газы поступают в стерилизуемую среду при давлении до 2 кгс/ем . Продолжительность стерилизации зависит от проницаемости упаковки, толщины слоя, материала и продолжается от 4 до 20 ч. [17]