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1、药品生产与微生物控制,药品生产与微生物控制,为什么要对药品生产进行微生物控制什么是微生物影响药品被微生物污染的因素微生物的污染途径与控制消毒与灭菌,为什么要对药品生产进行微生物控制？,医药产品是人类与疾病斗争的工具。有些微生物可以治病，有些微生物则致病。在世界各国的医药实践中，由于药品中污染微生物而引发的悲剧时有发生。“欣弗事件”刺五加事件”,大量临床资料表明，注射剂（尤其是静脉注射剂）如污染了712m的尘粒，可导致热原反应、肺动脉炎、微血栓或异物肉芽肿等，严重的还会致人死命，如果污染了微生物，通过微生物体及其分泌代谢产物导致机体过敏、中毒、感染等，严重的可以直接导致菌血症危及生命。此外，某些
2、药品中污染微生物通过代谢活动改变药物组成、破坏有效成分而造成疗效改变或丧失。不能让客户有感染致病微生物的潜在危险！所以必须对药品生产加强质量控制，包括微生物控制。,为什么要对药品生产进行微生物控制？,什么是微生物？,微生物是广泛存在于自然界的一群体形微小、结构简单、肉眼看不见，必须藉助光学或电子显微镜放大数百至数万倍才能观察到的生物。（但有些微生物是可以看见的，像属于大型真菌的蘑菇、灵芝等。）,微生物如何分类？,微生物按其生理结构及化学组成差异分成三大类：1.原核细胞型 细胞核分化程度低，仅有原始核质，没有核膜与核仁；细胞器不很完善。这类微生物种类众多，有三菌：细菌、蓝细菌、放线菌，三体：支原
3、体、衣原体、立克次氏体。,微生物如何分类？,2.真核细胞型 细胞核的分化程度较高，有核膜、核仁和染色体；胞质内有完整的细胞器（如内质网、核糖体及线粒体等）。真菌,原生动物,显微藻类属于此类型。,微生物如何分类？,3.非细胞型 没有典型的细胞结构，亦无产生能量的酶系统，只能在活细胞内生长繁殖。体积微小，能通过除菌滤器。病毒,亚病毒(类病毒,拟病毒,朊病毒)属于此类型。,1.体积小，面积大,微生物有五大特点：,为五大共性的基础。小体积大面积系统必然有一个巨大的营养物吸收面、代谢废物的排泄面、环境信息的接收面。,2.吸收多，转化快,以2000倍体重/h转化，为其高速生长繁殖和产生大量代谢产物提供了充
4、分的物质基础。大肠杆菌的代时为20分钟，以此计算，在最佳条件下8小时后，1个细胞可繁殖到200万上，10小时后可超过10亿。,3.生长旺，繁殖快,微生物具有极高的生长和繁殖速度，20min分裂一次。,4.易变异，适应强,微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”有惊人的适应能力，堪称生物界之最。微生物的个体一般都是单细胞、简单多细胞或非细胞，通常都是单倍体，繁殖快，与外界环境直接接触，即使变异的频率特别低，也可在短时间内产生大量变异的后代。最常见的变异形式是基因突变。,5.分布广，种类多,地球上除了火山的中心区域外，从土壤圈、水圈、大气圈直至岩石圈，到处都有微生物的踪迹。地球上有200万种生物，
5、其中微生物有20万种之多。,微生物在自然界的分布,土壤中的微生物 土壤具有保温性，土壤环境适合微生物的生长。水中的微生物 水中溶解和悬浮有机、无机物，流动水有氧渗入可供微生物生长环境。空气中的微生物 空气不是微生物生长繁殖的主要场所，但是空气中飘浮着许多微生物。在一般空气中，微生物达8003500个/m3，在土壤中达1500108个/g，在严重污染的水中可达107个/ml。,生物体内外的正常菌群 人的头皮上有140万个/cm2，两手上约有440万个，1g指甲污垢有38亿个，1g粪便可达101000亿个。可以说微生物是无处不在，无处不有。极端环境条件下的微生物 极端微生物是最适合生活在极端环境中
6、的微生物的总称，包括嗜热、嗜冷、嗜酸、嗜碱、嗜压、嗜金、抗辐射、耐干燥和极端厌氧等多种类型。,微生物在自然界的分布,微生物的形态结构,1细菌（原核单细胞生物）细菌按形状可分为：球菌（0.52m）、杆菌（长15m，宽0.31m）和螺形菌（大小与杆菌相似）。中等大小的细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。按细菌的生活方式来分类，分为：自养菌和异养菌，其中异养菌包括腐生菌和寄生菌。按细菌对氧气的需求来分类，可分为需氧（完全需氧和微需氧）和厌氧（不完全厌氧、有氧耐受和完全厌氧）细菌。按细菌生存温度分类，可分为喜冷、常温和喜高温三类。按革兰氏染色法染色的不同，分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。等等。,
7、有些细菌在一定的环境条件下能在细胞内形成一个圆形、椭圆型或圆柱型的休眠体，称为芽胞，又称为孢子。芽胞抵抗力强的原因：芽胞含水量少，蛋白质受热不易变性。芽胞具有多层致密的厚膜结构（特别是芽胞壳）通透性低，能阻止化学物质等的渗入。芽胞形成时合成一些较繁殖体有更大抗热性的酶。芽胞内含有大量特有的吡啶二羟酸钙，它是在芽胞形成过程中合成的，同时芽胞也获得耐热性。,细菌的细胞形态,金黄色葡萄球菌,大肠杆菌,梭状芽孢杆菌,绿脓杆菌,单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。通常微生物的计数用菌落形成单位表示，即CFU（colony formin
8、e unit）。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。细菌的菌落特征因种而异。可作为鉴定细菌种的依据。,细菌的菌落,1.溴化十六烷基三甲胺琼脂板上铜绿假单胞菌菌落形态。,2.甘露醇氯化钠琼脂板上金黄色葡萄球菌菌落形态。,3.麦康凯琼脂板上大肠埃希菌菌落形态。,4.麦康凯琼脂板上铜绿假单胞菌菌落形态。,不同的细菌在不同的鉴定培养基平板上呈现不同的菌落形态。,微生物的形态结构,2霉菌（丝状真菌的通称，真核多细胞生物）霉菌是真菌的一部分，是丝状真菌的俗称，意即发霉的真菌，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。在
9、潮湿温暖的地方，很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落，那就是霉菌。霉菌细胞呈狭长的管状，称为菌丝。菌丝直径比细菌、放线菌大，约210m。菌丝分枝连接，交错集合在一起的总体称为菌丝体。,霉菌的孢子形态,霉菌的孢子具有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生的孢子数，经常是成千上万的，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说，孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作，对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。,霉菌的孢子,由于霉菌的菌丝较粗而长，因而
10、霉菌的菌落较大，有的霉菌的菌丝蔓延，没有局限性，其菌落可扩展到整个培养皿，有的种则有一定的局限性，直径1-2厘米或更小。菌落质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培养基的连接紧密，不易挑取；菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。,霉菌的菌落,各种曲霉的菌落,微生物的形态结构,3酵母菌（真核单细胞生物，属真菌）酵母菌在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，酵母菌是重要的工业微生物，用于酿酒，生产单细胞蛋白、B族维生素、核酸、辅酶A、细胞色素C等。酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌以单细胞存在，呈圆形、卵圆形和香肠形，比细菌大，细胞长
11、530m，宽15m。酵母菌无鞭毛，不能游动。,酵母菌的繁殖：,1、芽殖 2、裂殖 3、孢子生殖,酵母的芽殖,大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。,酵母菌的菌落,啤酒酵母的菌落,红酵母的菌落,白色假丝酵母的菌落,微生物的形态结构,4放线菌（原核单细胞生物）放线菌有生长发育良好的菌丝体，呈分枝状，菌丝宽为0.21.2m，革兰氏阳性。菌落常呈幅射状，因此称放线菌。据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类
12、最多、分布最广、形态特征最典型的类群。,链霉菌的一般形态和构造（模式图）,放线菌的孢子丝描绘图,放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落，由于基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的正反面呈现出不同的色泽。,放线菌的菌落,放线菌的菌落特征 A：诺尔斯氏链霉菌；B：皮疽诺卡氏菌；C：酒红指孢囊菌；D：游动放线菌；E：小单胞菌；F：皱双孢马杜拉放线菌,产抗菌素的放线菌的菌落特征A：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌；E：除虫
13、链霉菌；F：生磺酸链霉菌,微生物的形态结构,5病毒 病毒是一类体积十分微小，结构简单，只含一种核酸（DNA或RNA），没有产生能量的酶系统，只能在活细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物。病毒是最常见的致病微生物，人类传染病中大约75%是由病毒引起的。,噬菌体,SARS病毒，冠状病毒,禽流感病毒,爱滋病毒,微生物生长的影响因素,1营养物：微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。2pH值：大多数细菌最适pH为6.87.4。3温度：一般细菌最适温度为3040，真菌为2030。细胞生长的温度极限为-790。,微生物生长的影响因素,4氧气：大多数细菌和所有霉菌都是需氧菌，少
14、数细菌是厌氧菌，有些细菌和酵母菌是兼性需氧厌氧的5渗透压：微生物细胞膜和所有生物膜一样是一种半透膜，可让水自由通过，对溶质则有选择性。6表面张力：表面活性剂可降低表面张力，它是影响细菌生长的因素之一。,微生物的产物,1热原质（Pyrogen）热原质即菌体中的脂多糖，大多是革兰氏阴性菌产生的。注入人或动物体内能引起发热反应，故名热原质。热原质耐高热，高压蒸汽灭菌（121，20）不能使其破坏，加热（1804h;25045;6501）才使热原质失去作用。热原质可通过一般细菌滤器，但没有挥发性，所以，除去热原质最好的方法是蒸馏。,微生物的产物,2毒素 细菌可产生内、外毒素，与细菌的致病性密切相关。内毒
15、素（Endotoxin）即革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖，其毒性成分为类脂A。菌体死亡崩解后释放出来。外毒素(Exotoxin)是由革兰氏阳性菌及少数革兰氏阴性菌在生长代谢过程中释放至菌体外的蛋白质。具有抗原性强、毒性强、作用特异性强的突出特点。,微生物的产物,3.抗生素 抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。抗生素的化学结构种类繁多，主要有糖类、肽类、蛋白质类、核苷类、多烯类、多醚类、内酰胺类、大环内酯类、四环类、安莎类等。抗生素主要用于治疗微生物感染和
16、抗癌。,无菌制剂不存在活的微生物的制剂（GMP指南）。非无菌制剂所含活的微生物量符合卫生学标准的制剂（GMP指南）。,药品生产洁净室（区）空气洁净度等级GMP1998,水和一些物料的卫生学（法定）标准,注：#：包括有乳糖、药用炭、淀粉、葡萄糖、糊精。%：XX胶囊属中药制剂，含胎盘粉，按中国药典2005版一部规定，还不得检出沙门菌。*：XX霜属中药制剂，用于创伤、烧伤，故要求细菌总数100个/g、霉菌数10个/g。说明：表示每1g或每1ml不得检出。NC：表示无规定。可不检查。,微生物的污染途径,自身污染：由于患者和员工自身携带微生物而污染接触污染：由于和非无菌的用具、器械或人的接触而污染空气污
17、染；由于空气中所含有微生物的沉降、附着或被吸入而污染其他污染：由于其他因素（如昆虫）而污染,能繁殖的活细胞生物数量少而分布不均匀多数处于受损状态生存环境的多样性及复杂性,药品中污染微生物的特殊性,我们日常生活过程中会有吗？,污染的来源与控制：空气、压缩空气,污染的来源与控制：水,污染的来源与控制：人的皮肤和呼吸道,人是洁净室最大的污染源！,人是洁净室最大的污染源，占90%左右。一般男性每人每分钟向周围排放1000个以上的含菌粒子，女性为750个以上。穿无菌服时，静止时的发菌量为10300个/min，一般活动时发菌量为1501000个/min，行走时发菌量为9002500个/min。咳嗽一次发菌
18、量为70700个/min，喷嚏一次为400060000个/min。所以在洁净室中，人的数量和活动应有特别严格的限制。,污染的来源与控制：物料,污染的来源与控制：建筑、设备,进入洁净室(区)的空气必须净化，并根据生产工艺要求划分空气洁净级别。洁净室(区)内空气的微生物数和尘粒数应定期监测，监测结果应记录存档。洁净室(区)的窗户、天棚及进入室内的管道、风口、灯具与墙壁或天棚的连接部位均应密封。洁净室(区)内安装的水池、地漏不得对药品产生污染。,预防微生物污染措施,不同空气洁净度级别的洁净室(区)之间的人员及物料出入，应有防止交叉污染的措施。厂房必要时应有防尘及捕尘设施。与药品直接接触的设备表面应光
19、洁、平整、易清洗或消毒、耐腐蚀，不与药品发生化学变化或吸附药品。设备所用的润滑剂、冷却剂等不得对药品或容器造成污染。,预防微生物污染措施,洁净工作服的质地应光滑、不产生静电、不脱落纤维和颗粒性物质。无菌工作服必须包盖全部头发、胡须及脚部，并能阻留人体脱落物。进入洁净室(区)的人员不得化妆和佩带饰物，不得裸手直接接触药品。,预防微生物污染措施,药品生产人员应有健康档案。直接接触药品的生产人员每年至少体检一次。传染病、皮肤病患者和体表有伤口者不得从事直接接触药品的生产。洁净室(区)应定期消毒。使用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应定期更换，防止产生耐药菌株。,预防微生物污染措施,
20、消毒与灭菌,Disinfection,杀死物体上病原微生物,并不一定能杀死含芽胞的细菌或非病原微生物。,杀灭物体上所有微生物。,不存在活菌。,防止或抑制体外细菌生长繁殖。,消毒：,灭菌：,无菌：,防腐：,Asepsis,Sterilization,Antisepsis,常用灭菌方法,热力灭菌法,高温杀灭细菌,干热灭菌法,焚烧-最彻底的灭菌方法,烧灼-直接用火焰灭菌方法,干烤-加热160-180 2小时,湿热灭菌法,加压蒸汽灭菌法,最有效的灭菌方法121，20-30分钟,煮沸消毒法,水煮100 5分钟(繁殖体)-2小时(芽胞),流通蒸汽消毒法,巴氏消毒法,间歇蒸汽灭菌法,水蒸汽100，15-30
21、分钟(繁殖体),反复多次流动蒸汽间歇加热灭菌,较低的温度（61 30分钟）杀灭致病菌,1、湿热中细菌菌体蛋白较易凝固,2、湿热的穿透力比干热大,3、湿热的蒸汽有潜热,湿热灭菌与干热灭菌的比较,常用灭菌方法,化学消毒灭菌法,利用化学试剂杀灭微生物,消毒剂使用注意：长期使用同一种消毒剂，往往会使细菌产生耐药性，达不到应有的效果所以，在实际生产使用中，应定期更换不同的消毒剂。,常用灭菌方法,辐射灭菌法,辐射有两种类型：一种是电磁波辐射，如紫外线、红外线、微波；一种是电离辐射，如可引起被照射物电离的X射线、射线。,辐射灭菌法,紫外线 紫外光波长在136390nm之间，其中260nm左右能破坏核酸，杀菌
22、作用最强。紫外线消毒的效果与光源的功率、光源与被照射物的距离、照射时间、温度和湿度等因素有关。紫外灯的输出功率随使用时间增加而降低。国产紫外灯的平均寿命一般为2000h，超过平均寿命时必须更换。紫外线的穿透力很弱，不能穿透一般包装材料，如玻璃、塑料薄膜、纸等。红外线 通过加热碳化硅板产生的辐射热能，由空气传导加热灭菌。如红外线烤箱，温度可达180左右。热效应特点是由表及里。,微波 微波灭菌主要是因其热效应。微波加热升温快，温度高且均匀，杀菌作用强。热效应特点是由里及表。不同性质的物品吸收微波的能力不同，其热效应和消毒效果也不同。60Co灭菌 放射性同位素60Co（或137Cs）衰变时可放射出射
23、线，射线的能量高、穿透力强，可使细胞内各种活性物质发生化学变化，从而使细菌损伤或死亡。经60Co辐射灭菌的物品温度升高很少，一般仅约5，故又称“冷灭菌”。,辐射灭菌法,用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去,以达到除菌目的。,滤菌器,含有微细小孔0.22微米,只允许液体或气体通过,而大于孔径的细菌等颗粒不能通过,适用范围,血清、毒素、抗生素以及空气等的除菌,常用灭菌方法,过滤除菌法,常用灭菌方法,臭氧灭菌,臭氧是一种高效广谱杀菌剂，对细菌、病毒、霉菌、芽孢、真菌和微生物等都具有极强的杀灭力。臭氧的杀菌能力比紫外线高20%，且在空气中自行扩散，杀菌无死角，在水中的杀菌速度比氯快600倍。它灭活病毒机理是通过直接破坏其RNA或DNA物质来完成的，而杀灭细菌、霉菌类微生物，则是臭氧首先作用于细胞核，继而破坏膜内组织，直至杀死。由于臭氧最终还原为氧气，所以它对人体和环境没有任何副作用，没有二次污染。它不但对大肠杆菌、绿脓杆菌及杂菌等有消毒能力，而且对霉菌也很有效。,
