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心甜ypn

从VHP杀灭原理和冷凝角度讲解VHP去污染过程
（大部分摘选自精密药事CF，部分为个人理解，如有侵权联系删除）

1杀灭原理
汽化过氧化氢(Vaporized Hydrogen Peroxide,即缩写VHP)灭菌技术的杀灭原理，主要通过释放强氧化的羟基，以及分解后产生的自由基团，来改变细胞结构（细胞壁、细胞）和攻击组成成分（蛋白质、DNA、RNA），破坏微生物的通透性屏障，最终导致微生物死亡。自由基是VHP消毒/灭菌的本质，是影响灭菌效果的直接因素，它受到诸多参数的影响，例如湿度、温度、饱和度等。
有研究表明，汽化状态下的过氧化氢生物杀灭可达到10^6，且杀灭细胞芽孢能力比液态过氧化氢强200倍。



VHP是气化过氧化氢，还是汽化过氧化氢？
VHP是汽化过氧化氢，不是气化过氧化氢。物质有三种状态：固态、气态和液态。而这里说的Vapor，是过氧化氢在温度低于临界点的状态，同时以气态和液态存在。各种品牌的过氧化氢发生器，生成过氧化氢Vapor都是H2O2和H2O分别在气态和液态两种状态下的混合物。35%过氧化氢溶液的沸点约为108℃，因此需要温度保持在108℃以上才能维持过氧化氢在气态状态，而这在实际环境下很难存在。实际的隔离器和洁净室在20~30℃之间，低于过氧化氢蒸发的临界温度点。

2冷凝
当温度低于露点温度时，气态开始凝结，甚至在低温的表面凝结成液滴。过氧化氢露点，通常是指在给定条件下，过氧化氢的饱和蒸汽与其他气体或空气中的水汽发生饱和以及凝结的温度，具体数值取决于温度和湿度条件。在净化过程中，H2O2和H2O的蒸汽在环境中总是存在冷凝，只是多少的问题。

有研究表明，微冷凝是杀灭循环的一部分，微冷凝发生在亚微米级别，肉眼不可见。业界关于冷凝的杀灭能力有不同说法，有干法和湿法的区别，这里仅针对湿法微冷凝来说明。因H2O比H2O2后发生冷凝，使得冷凝的浓度远高于过氧化氢溶液。过度的冷凝会腐蚀腔体和传感器等材料，且会延长通风时间，且由于过度冷凝导致灭菌效果不一致。根据个人经验，微冷凝的灭菌效果要好于完全没有冷凝。
因此要求汽化过氧化氢处于未饱和状态，或者临近饱和状态，未有明显冷凝的状态。有研究表明，低浓度H2O2需要依赖较高的湿度环境才能达到较好的杀菌效果；而较高的过氧化氢浓度仅需要较低的湿度水平。因此常见较经济的灭菌方案为，高过氧化氢浓度（e.g 800ppm）和低湿度，中等过氧化氢浓度（e.g. 600ppm）和中等湿度，低过氧化氢浓度（e.g.400ppm）和高湿度。目前业内在隔离器等小空间内选择的是中等过氧化氢浓度和中等湿度灭菌，因为浓度越高，过氧化氢浓度降低就越耗时；在空间灭菌等大空间选择的则是低过氧化氢浓度和高湿度，这种情况下灭菌效果很不错。低浓度意味着长时间，但对于厂房洁净区来说，一天的（或者一晚时间）用来灭菌和排除过氧化氢是完全可行的。





3 VHP杀灭优劣势优势：
光谱微生物杀灭，可以有效杀灭各种类型的微生物，包括细菌、孢子、真菌、霉菌、芽孢和病毒等。可以在常温条件下进行，VHP技术可在较低温度下获得较好的杀菌效果，从而可以应用于灭菌较为敏感的物品和设备。杀灭周期短，与环氧乙烷（Ethylene Oxide, EO，需要12~18小时）相比，VHP仅需要1~4小时（隔离器需要1~4小时，房间需要4~24小时）无环境污染，最终残留物仅为水和氧气与蒸汽灭菌相比，VHP减轻了腔室的压差变化，延长了设备的运行寿命和维修周期劣势：35%过氧化氢属于危化品，不易运输，不易保存有一定温湿度要求，温度低容易冷凝过氧化氢浓度处于一个动态平衡状态，仅能间接控制渗透性差，有研究表明，由于轻微的阻塞/覆盖会导致VHP失败，例如指纹脂肪酸和重叠孢子BI等



4灭菌过程因为过氧化氢灭菌过程大致分为准备阶段，浓度上升阶段，浓度平衡阶段，浓度下降阶段。准备阶段为调整空间内的温湿度，已获得更好的灭菌结果。浓度上升阶段为往空间中充入大量的过氧化氢蒸汽，使浓度升高，同时需控制湿度（较大湿度下充入过氧化氢蒸汽容易冷凝）。浓度平衡阶段为灭菌主要作用时间，这期间以较小的速度充入过氧化氢蒸汽，可使过氧化氢浓度维持在一个比较合适的浓度（因为过氧化氢蒸汽状态不稳定，伴随着过氧化氢的分解和微小的冷凝，故需不断地充入新的过氧化氢）。最后的浓度下降阶段及灭菌已完成，需将多余的过氧化氢蒸汽处理掉，比如内循环：利用过氧化氢分解模块进行分解；或者直接排出空间。

5残留
残留是目前VHP灭菌时间高于3小时的最大阻碍。通风排残或者内循环分解过程中的过氧化氢浓度并非很容易就降至人体接触限值1ppm。在低于20ppm后，过氧化氢浓度下降速度就开始变慢，个人猜想可能是吸附在316L钢材或者高效上的过氧化氢开始缓慢析出。




6 VHP是消毒还是灭菌？
VHP具有良好的微生物杀灭能力，既可以是消毒也可以灭菌。在制药行业，因常温常压VHP渗透性弱，不被接受作为直接/间接接触产品灭菌技术，法规/指南中介绍VHP时常使用去污染/净化（decontamination）而不是灭菌（sterile），不如湿热灭菌接受程度高。在医疗器械行业，FDA将VHP作为A类灭菌方法，在医疗器械的VHP灭菌中，常采用真空方法来抽取气体，确保VHP进入所有表面实现灭菌效果。VHP技术已经应用了20年之久，全球制药行业85%以上无菌隔离器使用VHP技术作为生物去污染的选择。迄今，VHP已经被广泛应用于隔离器、空气过滤器、无菌灌装线、高等级生物安全实验室、传染病病房、隔离担架、救护车等不同领域消毒处理。

xqliu

很不错，学习了，谢谢提供分享。

zackzong

谢谢楼主分享

夜梦卿寒

学习一下很好

hedatao

请问发VHP的时候净化机组运行模式是什么。

心甜ypn

hedatao 发表于 2024-8-9 15:29
请问发VHP的时候净化机组运行模式是什么。

您说的是空间灭菌时的空调系统吗？空间灭菌需要控制起始温湿度，之后空调机组关机即可。在灭菌完成以后，开启空调辅助排除高浓度的过氧化氢。

hedatao

心甜ypn 发表于 2024-8-9 16:53
您说的是空间灭菌时的空调系统吗？空间灭菌需要控制起始温湿度，之后空调机组关机即可。在灭菌完成以后， ...

哦哦，那请问相邻房间的浓度如何保证呢，靠人力去转移发生器么。

心甜ypn

hedatao 发表于 2024-8-9 17:26
哦哦，那请问相邻房间的浓度如何保证呢，靠人力去转移发生器么。

您觉得是浓度指标重要还是灭菌效果重要？如果浓度指标重要可以每个房间增加浓度探头。如果灭菌效果重要，那咱们可以暂时接受风险，挑战生物指示剂，如果生物指示剂挑战通过，还纠结什么浓度呢？

hedatao

hedatao 发表于 2024-8-9 17:26
哦哦，那请问相邻房间的浓度如何保证呢，靠人力去转移发生器么。

谢谢，学习了，还想跟您请教下如果灭菌室关闭空调系统，那么机组和风管内部如何进行消杀呢。

心甜ypn

hedatao 发表于 2024-8-13 16:10
谢谢，学习了，还想跟您请教下如果灭菌室关闭空调系统，那么机组和风管内部如何进行消杀呢。

一般空调机组和风管内部不建议进行过氧化氢消毒，因为风管材质接触过氧化氢后容易氧化变质。如果真想进行，可以不关闭空调系统，改为内循环，并且降低风速，与洁净空间一起消杀。