By Martin Orlowski
過氧化氫蒸汽消毒允許操作者在消毒區域外面進行持續操作和監控
雖然市場普遍預期了很長一段時間，甲醛終被世界衛生組織歸類為一種致癌物質，這意味著美國當前有可能會 追隨世界其他地方對這種化學物質的使用發出禁令。這種修改法令的行為將導致許多工業部門去修改他們的消毒 預案。所幸證明還有另外一種消毒方法過氧化氫蒸汽的存在， 在各種不同的生產環境中，提供一個機會去重新 定義大規模消毒的健康與安全的風險問題。
使用過氧化氫蒸汽在制藥行業并不是新的想法。它被用來消毒無菌隔離器已經超過了 15 年，你不需要找更深層 的原因來問為什么，這是一項精美簡單的技術，但需要高超的控制技巧，而不僅是需要一個加熱盤。不管是何種 應用，都需要將液態的*通過有控制地閃蒸并保證蒸汽均勻分布。
這個蒸汽發生的過程會一直持續，直到達到合適的滅菌條件，然后維持一段預設好的時間。后階段將過氧化氫 蒸汽催化為無害的分解產物-水蒸氣和氧氣-使滅菌空間返回到它原來的狀況，但已經是無菌的狀態。這種無殘留 的特性不論是長短周期都易于驗證，對材料兼容性良好，使該技術趨向。
從 過氧化氫蒸汽 滅菌概念產生以來，這項技術從注重小的封閉系統如隔離器、傳遞艙等發展到更大的空間，如房間、套 間、乃至整個建筑。然而,隨著消毒體積的擴大也其*的設置方面提出挑戰，需要針對 過氧化氫蒸汽 滅菌對建筑系統進 行*的設計。由此產生的驗證、健康與安全問題都需要被考慮到。
大面積空間消毒
初的過氧化氫蒸汽消毒重點著眼于控制 過氧化氫蒸汽濃度在整個過程不超過凝露點，如采用的方法是在循環開始前和 進行中使用一個干燥筒消除環境中的濕氣，這種方法適用于對小體積的環境條件進行調節，但對幾十或者成百上千立方米的空間卻出現問題，不用說，局限了 過氧化氫蒸汽 在大體積空間的應用。
后來的研究證明這種方法在殺菌效率方面比目標空間達到凝露點時要低，研究發現當目標環境在循環過程中的濃 度達到峰值時，會在所有暴露物體的表面形成一層看不到的沉積物，顯微鏡下是一個約 2µm 的冷凝薄膜，產生 更為有效的殺滅作用。一旦過氧化氫分子接觸到物體表面，即刻產生氧化作用形成自由基攻擊微生物，達到高水 平的消毒滅菌，并且對細菌、孢子、真菌、霉菌和病毒都廣譜有效。
因此，成功進行大面積空間消毒時，消除對任何環境條件的限制是必需的，已經有了接近 3,500,000 立方英尺（99100 立方米）的成功案例。后來，受啟發于對滅菌房間的直接噴射（噴頭一般置于房間的中心位置，直接 噴射 過氧化氫蒸汽 進入環境，即不需要通過過濾器處理），對隔離器的滅菌處理也有了新的發展，過氧化氫蒸汽直接噴 射進工作區，而不是通過供氣和排氣的過濾，加上去除了對環境條件的限制，循環時間在 1 小時內得以完成成為可能，在某些環境下也明顯的改善了工作流程。
健康與安全
作為一種消毒方法，影響過氧化氫蒸汽技術在房間消毒應用方面發展的大原因是，人們固有的觀念（盡管不正確）會將其同甲醛熏蒸的許多缺陷連系在一起。
除了變得更安全，消毒也變得更加高科技化。此處所示為一個移動式房間消毒裝置，將*汽化并發散出去。
從安全的角度來看，這兩種技術差異很大，這正是到目前為止甲醛熏蒸消毒通常僅被用來處理緊急事故的原因之 一。當使用甲醛時，現場的準備工作通常以盡可能少的人員進行，整個建筑需要保持關閉多日以移除嗆人的氣味。 需要大量的手工清洗去除白色粉末殘留，帶來了潛在的污染物，對維持無菌的環境造成了挑戰。
相比過氧化氫蒸汽，用于一個全科醫院的病房和手術室消毒僅需不到 90 分鐘，而且一般醫院的基礎設施遠不如 大多數藥廠的環境那樣易于消毒，比如房間存在吊頂、沒有制熱通風裝置，空調系統貫穿相鄰的病房，消毒區域 與公共通道僅咫尺之遙等。
兩種技術的故事
兩種目的相同的技術何以在安全性方面產生如此巨大的差異，這是因為對于人類來說，暴露在一定濃度水平的消毒的氣體中是有害健康的，這個濃度水平因不同的氣體而不同，過氧化氫蒸汽目前是安全的一種，其根據 OSHA 職業安全與健康管理局可允許的暴露限度(PEL)為 1 個 ppm，對生命與健康造成急性危害的限度（IDLH）是 75ppm， 相比甲醛則為 0.5ppm 和 20ppm。
同時必須要考慮到技術的可操作性和環境能夠達到 PEL 和 IDLH 的極限值。因為氫鍵的作用（粘滯分子）過氧化 氫蒸汽的擴散性不佳，這個局限性可以通過高動能的噴嘴來克服。然而，這個不佳的擴散性卻成就了其安全性， 因為沒有外力驅動下任何泄露都趨向保持在原地。對于甲醛而言它的擴散很快，因為它是常態的氣體，而不利的 一面就是增加了操作者暴露的風險。
這種保留在原地的能力，對于可能發生的泄露只需簡單的幾步即可保持安全，檢查中采用手持式傳感器非常重要。 操作條件可以設置為負壓模式，使用過氧化氫蒸汽時如發生罕見的泄露，操作者有足夠的時間用來重新布置和密 封泄露點。使用甲醛熏蒸時，因為低的 PEL 極限值和更快的擴撒能力，要完成同樣密封工作的時間將相當有限， 采用該技術發生事故的情況已記錄在案。目標區域設置大范圍傳感器，結合手持式傳感器來確定消毒完成后，目標區域是否安全到可以重新進入。
需要注意的是諸如甲醛這樣的化學品擴散速度很快，但不意味著它消毒效果更好或更*。這些氣體消毒的方法 要求一個高的濕度范圍-通常相對濕度高于 65%，要成功完成消毒的話需要遠超正常操作標準的濕度值，這個濕度就是水蒸氣的含量，它的分布成為消毒成功與否的限制條件。
驗證
驗證和確認消毒成功是非常重要的，不管應用范圍如何，使用過氧化氫蒸汽技術要求考慮環境的具體因素，如大 小、結構和環境條件等。這些元素影響整個消毒循環的表現，能夠幫助確定一套特定的參數實現成功的消毒。
雖然理論分析可以得出一個合理的開始參數，但其必須通過運行一個循環開發過程的實踐來確定。一旦這套參數 在安全框架內完成-并被確認，一個性能驗證循環的運行將得到終的驗證循環。
對過氧化氫應用的微生物挑戰實驗采用嗜熱脂肪芽孢桿菌 Geobacillus stearothermophilus，在無菌操作環境 要求達到 6-log 的殺滅率，這種微生物也被廣泛認可作為蒸汽高壓滅菌的殺菌過程和效果證明挑戰中。
過氧化氫蒸汽發生器中內置*的控制系統，不同于甲醛使用時的各種不確定性。通過多種傳感器全可視化的持 續反饋循環進程，也包括在必要時可以中斷、修改、放棄操作。同時高度自動化的生產過程控制，順從 CFR 第 11 章要求，符合當前的良好生產規范 GMP 要求。
綜上所述，過氧化氫蒸汽很明顯不僅是甲醛的替代物，因為它的廣譜殺菌效率，完整的安全管理特性和的過程控制，全程可以得到驗證支持，這項技術相比以往在制藥和生物科技領域，可以開發很多新的應用。
這項技術的好處在于其不僅僅是在滅菌過程中殺滅區域中的微生物，不管在日常或緊急狀態，它能使整個生產和 加工環境得到凈化，恢復和提升至標準工作狀態，過氧化氫蒸汽形成新的基準過程。
Reference
1. Unger-Bimczok B, Kottke V, Hertel C, et al. The influence of humidity, hydrogen peroxide concentration, and condensation on the inactivation of Geobacillus stearothermophilus spores with hydrogen peroxide vapor. J Pharm Innov. 2008;3(2):123-133.
