​气态过氧化氢（VHP）灭菌技术在生物行业的应用

1818年法国化学家泰纳尔首先发现了过氧化氢，从此之后，使用过氧化氢水溶液（俗称双氧水）进行灭菌一直被广泛应用于人们的日常生产生活中。1981年美国Steris公司发现过氧化氢在气态条件下比液态过氧化氢或其他灭菌方法杀灭孢子的能力强至少200倍，VHP技术由此诞生。VHP是英文Vaporized Hydrogen Peroxide的缩写，意为气态过氧化氢，VHP技术是一种低温生物除污染方法，适用于对密闭空间或物体表面进行完整的生物除污染。

VHP灭菌的过程如下图所示：

图1 VHP灭菌过程示意图

35%的过氧化氢溶液经VHP发生器闪蒸装置生成气态过氧化氢（VHP气体），然后通过分配系统输送至待灭菌空间，灭菌完成后VHP气体仅分解为水和氧气，整个过程完成。VHP灭菌主要利用气化过氧化氢所产生的氢氧自由基来进行。氢氧自由基通过攻击并破坏蛋白质、脂肪等生命体所必需物质，从根本上杀灭各类微生物，从而达到灭菌目的。

对于生物行业用户，不论是药企还是研究机构，避免生物污染均为第一要务。这就要求除了优化空调系统和高效过滤器系统的同时，选择安全高效的空间灭菌方式也尤为重要。对于空间灭菌客户的需求主要有：

-保证安全，无污染

-高效可靠，扩散均匀，保证灭菌效果

-快速循环，尤其是隔离器灭菌时

-材料兼容性好，不腐蚀（包括电子产品）

-浸润效果好，尤其是对于高效过滤器的灭菌

奥星与空调系统整合式VHP技术在国内制药行业已有80台/套成功案例，广泛用于大生产区域的日常灭菌工作中。

整合式干法VHP灭菌系统具有无腐蚀、材料兼容性好、效率高、自动化程度高的特点，通过与空调系统整合达到良好的扩散率，提高灭菌的效能。而液态/干雾态过氧化氢灭菌效率大大降低且腐蚀性也会百倍提升。当前制药设备市场上充斥着很多所谓VHP灭菌设备，但以喷雾/干雾式为准，客户在选择VHP灭菌设备时一定要充分考虑风险。

在空间VHP灭菌方面，奥星具有强大的优势。具体体现在我们仅提供干法气体VHP设备，且我们对于灭菌循环参数开发和过程验证、VHP设备与BMS及空调系统的联控等具备非常丰富的经验，为客户确保灭菌效果和设备设施安全。

覆盖行业包含疫苗、胰岛素、抗体、CGT细胞治疗、无菌制剂等，可用于洁净区域D级/C级/B级/A级等不同洁净等级的空间去污染，微生物清除率达到6 log生物负荷降低。

目前我司成功满足包括单抗、胰岛素及疫苗等各类型生物客户的空间灭菌需求，累计向国内生物企业提供60余台/套整合式VHP空间灭菌系统。

生物行业的VHP灭菌应用中，有以下几种应用方式：

- 空调循环灭菌法

- 单程稀释法

- 直接注射法

循环灭菌法为最常用的灭菌整合方式。待灭菌区域由空调机组或专门的循环风机来形成一个内循环，然后注入VHP气体，由空调风带入待灭菌空间进行灭菌。灭菌完成后由排风机组进行排残置换。应用形式如下图所示：

图2 VHP空调循环灭菌法示意图

对于空调循环灭菌，整个灭菌循环分为四个步骤：

图3 VHP空间灭菌步骤图

除湿－降低待灭菌空间的相对湿度，保证一定温度

调节－增加注射速率，减少循环时间，从而快速增加空间中过氧化氢气体浓度

生物除污染（灭菌）－保持一定的过氧化氢气体浓度，以具有恒定的“杀菌”能力

排风置换－快速减少空间中的过氧化氢气体浓度，尽快降到人体安全值以下

单程稀释法是Steris为生物安全及CGT行业开发的VHP灭菌模式，通常将VHP气体通过分配管路注射入每个区域房间的送风高效过滤器之前，由空调风吹入区域并均匀扩散，在空间中稀释循环的同时完成灭菌，之后直接由排风机排出。如高级别BSL应用需维持室内负压，或空调机组无法降频或停机，使用单程稀释法不需空调系统做任何改动，甚至改造时也不需停机。

图4 VHP单程稀释法灭菌示意图

直接注射法是通过分配管路将VHP气体直接注入待灭菌房间，主要适用于对单个房间进行灭菌的应用，这时只需将此房间从相应空调系统中隔离出来，使用直接注射VHP进房间的方法对房间单独灭菌，灵活方便快捷。