过氧化氢自19世纪初被发现具有消毒作用,但其汽态形式(VHP)的应用直至20世纪90年代末才逐步成熟。如今,汽化过氧化氢已成为一种高效、环保的灭菌技术,广泛应用于生命科学、制药、食品加工及生物安全等领域。梵通工程师将介绍VHP技术的发展历程,分析各国制药行业对其运用的相关法规条款,阐述VHP在制药行业灭菌领域地位的形成。
壹
VHP技术发展历程
从实验室研究到全球标准化
技术萌芽与早期验证
20世纪80年代末
英国Porton Down实验室(隶属英国国防部)开展气态H₂O₂灭菌的初步研究,但相关成果因涉及生物防御未公开发表。
1991年
美国Steris公司推出首款商业化VHP®灭菌设备,专注于医疗器材与制药行业的低温灭菌,开启了VHP技术商业化应用的先河。
技术推广与法规奠基
1993年
欧洲生物安全实验室引入VHP技术,用于P3级实验室的密闭空间净化,使VHP技术在生物安全领域得到实际应用。
1997年
美国环保署(EPA)将气态H₂O₂列为潜在消毒剂,但未批准大规模应用,此时VHP技术虽未大规模推广,但已进入监管部门视野。
2001年
炭疽邮件恐怖事件成为VHP技术发展的重要契机,其推动VHP技术进入应急净化领域。美国布伦特伍德邮局等污染场所采用VHP处理,验证其对炭疽孢子的6-log杀灭率。同时,英国Porton Down实验室参与合作优化技术参数(浓度、湿度控制),为VHP技术的标准化奠定基础。
2002年
EPA正式批准VHP为“紧急生物污染净化技术”,纳入生物安全应急体系。同年,美国《生物恐怖主义法案(2002)》通过,要求关键设施配备快速灭菌能力,VHP成为首选方案,这一系列法规举措极大地促进了VHP技术的推广应用。
行业标准化与多领域拓展
2003年
英国卫生部发布《生物净化指南》,将VHP列为推荐技术,为英国相关行业应用VHP提供了指导。全球首个P4实验室,法国让·梅里厄P4实验室(全球最高安全等级)采用VHP对埃博拉病毒实验舱灭菌,并通过世界卫生组织(WHO)审计,彰显了VHP在高等级生物安全实验室的应用价值。
2004年
美国FDA发布《无菌工艺生产指南》,明确VHP适用于隔离器与洁净室的终末消毒,推动制药行业合规化应用,进一步规范了VHP在制药领域的使用。
2007年
NASA在航天飞机任务中首次将VHP设备送至国际空间站,测试其在微重力下的灭菌效率和操作安全性,拓展了VHP技术的应用场景。
2008年
欧盟修订GMP附录1,将VHP纳入无菌药品生产环境的官方灭菌方法,要求验证生物指示剂(如嗜热脂肪芽孢杆菌)的杀灭效果,从法规层面保障了VHP在欧盟制药行业应用的规范性。
2010年
VHP技术被整合到空间站的日常清洁消毒流程中(如对生物实验室、空气循环系统的定期灭菌),体现了其在特殊环境下持续应用的稳定性。
技术创新与全球化标准
2022年
国际标准化组织(ISO)发布ISO 22441:2022《汽态过氧化氢灭菌验证标准》,统一全球技术规范,使得不同国家和地区在VHP技术应用上有了统一的标准可依。
2024年1月8日
FDA将VHP归类为A类灭菌方法(Established Category A),认可其成熟性与可靠性,这是对VHP技术的高度肯定,将进一步推动其在全球范围内的广泛应用。
贰
VHP技术运用
美国制药行业
对VHP运用的相关法规条款
美国FDA对VHP灭菌的监管框架2024年1月8日,美国食品药品管理局(FDA)修订无菌类器械上市前通告最终指南,将汽化过氧化氢(VHP)列为A类灭菌方法。这一更新意义重大,有助于更广泛地采用VHP作为医疗器械行业的灭菌方法,有效减少环氧乙烷的使用,推动绿色灭菌技术的发展,顺应了环保和安全的发展趋势。
美国药典(USP)对VHP灭菌的核心要求
美国药典(USP)通过多个章节规范VHP灭菌工艺的验证与应用,主要依据USP <1229>《灭菌工艺》及其子章节USP <1229.11>《汽相灭菌》。
在灭菌工艺验证方面,要求验证灭菌剂浓度、温度、湿度、暴露时间等关键参数,并实时监控以确保稳定性。例如,灭菌过程中需避免过氧化氢过度冷凝,需通过抽真空和干燥预处理优化。同时,推荐使用嗜热脂肪芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus)孢子作为生物指示剂,验证灭菌效果需达到无菌保证水平(SAL ≤10⁻⁶)。此外,USP建议将VHP灭菌循环分为四个阶段:准备(湿度控制)、注入(快速提升浓度)、维持(持续灭菌)和通风(残留清除),各阶段需明确参数范围和验收标准。
在材料兼容性与残留控制方面,需评估VHP对设备材料(如塑料、电子元件)的腐蚀性,并确保灭菌后过氧化氢残留量符合USP <467>的溶剂残留限值(通常≤1 ppm)。
对于隔离器应用要求,USP <800>强调隔离器灭菌前需进行密封性测试(泄漏率≤0.5% vol/h),并通过自动化程序监控灭菌循环,确保无菌环境。
PDA技术报告(TR)对VHP的补充指导
美国注射剂协会(PDA)通过TR70《清洁与消毒工艺验证》提供VHP灭菌的详细技术规范。在消毒效力验证要点方面,需证明中和剂对微生物无毒性,且能有效终止H₂O₂的杀菌作用。同时,模拟实际使用场景,测试不同材质表面(如不锈钢、塑料)的消毒效果,要求微生物对数下降值≥3,并且需验证消毒剂在不同温湿度下的最低有效浓度和最短接触时间。在环境监测与菌种选择方面,推荐使用标准菌株(如枯草芽孢杆菌)和环境分离菌株进行挑战试验,以全面评估VHP的广谱杀菌能力。
行业实践与国际标准协同
ISO 14937:2009《灭菌工艺通用要求》要求VHP灭菌设备定期校准,并通过物理参数(如温湿度传感器)与生物指示剂联合验证灭菌效果。企业需综合法规要求(如USP <1229.11>、FDA 510(k)指南)和行业标准(如ISO 14937),建立全生命周期的质量管理体系。随着监管趋严和技术进步,VHP有望在制药与医疗器械领域进一步替代传统灭菌方法,成为绿色制造的核心技术之一。
叁
国内制药行业中
VHP的江湖地位是如何形成的
基于中国药典2015版至2025版
1421灭菌法条款的演进分析
2015年版中国药典2015年版中国药典中,常用的灭菌方法有湿热灭菌法、干热灭菌法、辐射灭菌法、气体灭菌法和过滤除菌法。在气体灭菌法中提到了气态过氧化氢,但没有具体解释,此时VHP在药典中的描述较为模糊,处于被初步提及的阶段。
2020年版中国药典
2020年版中国药典新增了汽相灭菌法、液相灭菌法。气体灭菌法中取消了“气态过氧化氢、甲醛、臭氧”,其中过氧化氢放入新增的汽相灭菌法。这一版药典对VHP所属的灭菌法类别进行了调整,使其归类更加明确。
2025年版中国药典
2025年版中国药典将2020年版中的“汽相灭菌法”更改为“汽化灭菌法”,并对汽化灭菌法给予了明确的定义:将灭菌剂经过蒸发汽化后形成的灭菌方法。在药品的生产和检验中,本法主要应用于密闭空间的内表面、空间内设备及物品暴露的表面除菌,例如无菌隔离系统等屏障系统、传递舱等密闭腔室、密闭房间等场景。常用的灭菌剂包括过氧化氢、过氧乙酸、过氧化氢和过氧乙酸混合物等。相较于2020年版,2025年版扩大了汽化灭菌法的应用范围,可以用于密闭房间的除菌,对VHP相关的灭菌法定义和应用范围都进行了拓展和明确。
ChP2015版全定义
从ChP 2015版的“模糊提及”到2025版的“全域定义”,VHP技术的地位跃迁既是药典标准科学化的缩影,亦是制药产业向绿色、智能转型的必然选择。未来,随着“设备智造 - 工艺创新 - 标准引领”三维生态的持续完善,VHP技术必将深度重构制药灭菌领域的竞争格局。
结语
VHP技术的行业价值与未来展望
汽化过氧化氢(VHP)技术从实验室探索到产业化应用,彻底革新了生物安全与无菌生产领域。其核心优势在于高效性、无残留及材料兼容性,成功替代传统甲醛熏蒸等高风险方法。在全球法规不断完善和技术持续创新的推动下,梵通生物消毒技术在制药、医疗、食品加工等多个行业的应用将更加广泛和深入。作为技术研发生产与服务的前沿企业,梵通生物持续深耕各类消毒技术创新,通过工艺优化与法规适配,为生物制药、医疗提供高效、可追溯的灭菌解决方案,助力构建全球公共卫生安全屏障。