發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明的各方面涉及滅菌領(lǐng)域，并且特別涉及局部用防腐劑溶液的滅菌。

發(fā)明背景

在美國(guó)，關(guān)于局部用防腐劑溶液的滅菌要求目前沒有規(guī)定。因此，目前在美國(guó)銷售的防腐劑溶液一般不經(jīng)過(guò)滅菌過(guò)程。然而在其他司法管轄區(qū)，如歐盟(EU)國(guó)家，需要一定程度的滅菌。已知的由CareFusion Corp.制造的在70％v/v的異丙醇水溶液中含有2％w/v的葡萄糖酸氯己定(chlorhexidine gluconate)的防腐劑溶液用于歐盟國(guó)家時(shí)則使用已知的滅菌方法進(jìn)行滅菌。

已知的滅菌方法包括使含有葡萄糖酸氯己定溶液的玻璃安瓿在76-80℃下的對(duì)流烘箱中熱處理24-31小時(shí)。目前認(rèn)為，相對(duì)低的溫度和相對(duì)長(zhǎng)的處理時(shí)間對(duì)于使溶液充分滅菌且不使抗微生物劑分子過(guò)度降解是必要的，由此避免降低作為防腐劑包含在其中的葡萄糖酸氯己定的濃度和純度。使抗微生物劑分子降解產(chǎn)生不期望的雜質(zhì)并且降低活性藥物部分的總濃度。美國(guó)和歐盟國(guó)家的法規(guī)限制了可以存在于防腐劑溶液中的雜質(zhì)的量。此外，利用空氣進(jìn)行加熱的對(duì)流烘箱是一種低效的過(guò)程，因?yàn)閺氖覝亻_始加熱溶液(本文中也稱作“傾斜升溫(ramp up)”時(shí)間)以及最終冷卻溶液回到室溫(本文中也稱作“冷卻”時(shí)間)耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)。例如，溶液達(dá)到滅菌溫度的傾斜升溫時(shí)間可以為2-6小時(shí)，而冷卻時(shí)間可以為1-2小時(shí)。因此，在已知方法中葡萄糖酸氯己定溶液暴露于滅菌溫度的時(shí)間(即在76-80℃的時(shí)間)可以是22至24小時(shí)，而總的處理時(shí)間(即包括傾斜升溫、滅菌和冷卻時(shí)間)可以是大約25至32小時(shí)。

業(yè)內(nèi)認(rèn)為由于預(yù)期的降解，高溫滅菌是不合適的。參見例如Kelly M.Pyrek,“Sterility of Antiseptic Products:FDA Investigates,Deliberates on Potential Recommendations,”Infection Control Today(July 2013):24-26；和Block,Seymour S.Disinfection,Sterilization,and Preservation.Philadelphia:Lippincott Williams&Wilkens,322–323.2001。

因此，本領(lǐng)域中對(duì)于使防腐劑溶液滅菌的方法存在未滿足的需求，該方法具有更短、更有效的處理時(shí)間并且提供無(wú)菌溶液同時(shí)保持符合法規(guī)要求的足夠的防腐劑溶液純度。

發(fā)明概述

本發(fā)明的各方面通過(guò)提供用于使抗微生物劑溶液有效滅菌，同時(shí)保持作為防腐劑的抗微生物效力和符合法規(guī)要求的活性藥物部分的純度的系統(tǒng)、方法和裝置來(lái)克服以上指出的問(wèn)題以及其他問(wèn)題。

在一個(gè)示例方面中，用于使防腐劑溶液滅菌的方法包括提供多個(gè)含有防腐劑溶液的容器，該防腐劑溶液具有初始純度；選擇約85℃至約135℃的滅菌溫度和約1分鐘至約19小時(shí)的滅菌時(shí)間；將多個(gè)容器中的防腐劑溶液加熱至所選擇的滅菌溫度；使多個(gè)容器中的防腐劑溶液在所選擇的滅菌溫度下保持所選擇的滅菌時(shí)間；和當(dāng)所選擇的滅菌時(shí)間結(jié)束時(shí)，終止多個(gè)容器中的防腐劑溶液的加熱。在終止加熱之后，多個(gè)容器中的防腐劑溶液具有滅菌后純度。選擇所述滅菌溫度和滅菌時(shí)間，從而使得在終止加熱后，多個(gè)容器中的防腐劑溶液是無(wú)菌的并具有至少約92％的滅菌后純度，并且從初始純度到滅菌后純度的純度百分點(diǎn)變化為至多約5％。

在另一方面，可以選擇滅菌溫度和滅菌時(shí)間，從而使得所選擇的滅菌時(shí)間和所選擇的滅菌溫度滿足以下關(guān)系：

a)85℃≤y<125℃，

對(duì)于1≤x≤552，y≥-6.14·ln x+123.2，且

對(duì)于21.5≤x≤1123，y≤-10.38·ln x+156.9；或者

b)125℃≤y≤135℃,

x≥1且

對(duì)于9.1≤x≤21.5，y≤-10.38·ln x+156.9，

其中y是滅菌溫度，且x是以分鐘表示的滅菌時(shí)間。

在另一示例方面中，選擇滅菌溫度和滅菌時(shí)間，從而使得在終止加熱之后，多個(gè)容器中的防腐劑溶液具有至少約94％的滅菌后純度，并且從初始純度到滅菌后純度的純度百分點(diǎn)變化為至多約4％。

在另一示例方面中，多個(gè)容器中的防腐劑溶液包含約70％v/v的異丙醇水溶液和約2.0％w/v的葡萄糖酸氯己定。

在另一示例方面中，滅菌溫度是約95℃并且滅菌時(shí)間為約90分鐘至約6.5小時(shí)。在另一方面中，滅菌溫度是約110℃并且滅菌時(shí)間為約6分鐘至約90分鐘。在另一方面中，滅菌溫度是約120℃并且滅菌時(shí)間為約2分鐘至約35分鐘。

在另一示例方面中，選擇所選擇的滅菌溫度和所選擇的滅菌時(shí)間，從而使得在終止加熱之后，多個(gè)容器中的防腐劑溶液具有至少約96％的滅菌后純度，并且從初始純度到滅菌后純度的純度百分點(diǎn)變化為至多約3％。

在另一示例方面中，選擇所選擇的滅菌溫度和所選擇的滅菌時(shí)間，從而使得在終止加熱之后，多個(gè)容器中的防腐劑溶液具有至少約98％的滅菌后純度，并且從初始純度到滅菌后純度的純度百分點(diǎn)變化為至多約2％。

關(guān)于本發(fā)明的各方面的其他優(yōu)點(diǎn)和新特征將部分地在以下說(shuō)明中進(jìn)行闡述，以及部分地在查閱以下內(nèi)容或通過(guò)其實(shí)踐進(jìn)行了解之后對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得更加顯而易見。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的示例滅菌系統(tǒng)的示意流程圖；和

圖2是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的滅菌溫度和滅菌時(shí)間數(shù)據(jù)的圖。

發(fā)明詳述

本發(fā)明的各方面通過(guò)提供用于使防腐劑溶液滅菌同時(shí)保持抗微生物效力并同時(shí)符合法規(guī)要求的系統(tǒng)、方法和裝置來(lái)克服以上指出的問(wèn)題以及其他問(wèn)題。

可以參考一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明防腐劑涂敷器的各個(gè)方面。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“示例性”的意思是“用作實(shí)例、例子或說(shuō)明”，并且不應(yīng)被解釋為相對(duì)于本文所公開的滅菌方法的其他實(shí)施方案必然是優(yōu)選或有利的。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“約”優(yōu)選意指為所提供的值的±5％，并且更優(yōu)選為±1％。

本發(fā)明的各方面包括使包含在容器中的防腐劑溶液滅菌的方法。該方法可以包括將包含在容器或安瓿內(nèi)的防腐劑溶液加熱到一定溫度并使該溫度保持一定量的時(shí)間，該時(shí)間足以使該溶液滅菌同時(shí)保持足以符合法規(guī)要求的防腐劑溶液純度?？刮⑸镄Яεc防腐劑溶液的純度直接相關(guān)。通常，當(dāng)防腐劑分子的純度太低時(shí)，該溶液不能有效地作為抗微生物劑溶液。此外，防腐劑溶液內(nèi)較高的雜質(zhì)水平可對(duì)患者的健康產(chǎn)生有害影響。

容器優(yōu)選為由適合于容納防腐劑溶液的材料形成的自包含結(jié)構(gòu)。在一個(gè)方面中，容器可以由易碎材料制成，從而使得當(dāng)施加足夠的力時(shí)，該容器破裂。例如，該材料可以包含塑料或玻璃。術(shù)語(yǔ)“容器”和“安瓿”在本文中可互換使用。容器壁可以具有足以承受滅菌過(guò)程、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的厚度。當(dāng)容器易碎時(shí)，材料和厚度也可以足以允許容器在施加局部壓力后破裂。厚度范圍可以根據(jù)容器的尺寸而變化。玻璃或塑料容器的示例厚度包括約0.15mm至約0.45mm。在另一示例方面中，容器可以包含能夠承受滅菌過(guò)程的非易碎材料，如金屬，如包含聚合物和/或箔材料或由聚合物和/或箔材料組成的袋、鋼、鋁等。例如，該容器可以是具有聚合物和箔的復(fù)合材料的曲頸瓶狀箔袋。該袋的示例厚度可以為約0.002英寸至0.010英寸。

雖然本文特別關(guān)注防腐劑溶液，但是該容器可以可替代地含有藥物、化學(xué)組合物、清潔劑、化妝品或類似物。例如，該容器可以填充有防腐劑組合物(例如，包含一種或多種防腐劑分子的組合物)，優(yōu)選抗微生物液體或凝膠組合物。例如，防腐劑溶液可以含有非活性成分，其具有的功能包括保濕、皮膚光滑、可視化、溶解度、穩(wěn)定性、粘度、潤(rùn)濕等。

防腐劑溶液可以包含醇溶劑。例如，醇溶劑可以選自由乙醇、異丙醇和正丙醇組成的組。溶劑的量可以為約40％v/v至約90％v/v，更優(yōu)選約50％v/v至約80％v/v，還更優(yōu)選約65％v/v至約80％v/v。溶液的剩余體積可以是水或另一種溶劑。例如該溶液可以含有約10％v/v至約60％v/v、更優(yōu)選約20％至約50％v/v、還更優(yōu)選約20％至約35％v/v的水。

該容器可以含有待涂敷于期望的表面并對(duì)該期望的表面具有抗微生物作用的足夠量、足夠濃度和足夠純度的防腐劑溶液。在一個(gè)方面中，該期望的表面是患者的皮膚。應(yīng)該理解的是，防腐劑溶液的量可以變化。在一個(gè)方面中，防腐劑溶液的量可以是0.01-100mL防腐劑。更優(yōu)選地，所需要的防腐劑溶液的量可以為約0.5-60mL，還優(yōu)選地可以為約0.5-30mL。實(shí)例包括0.67、1、1.5、3、10.5和26mL的防腐劑。在其中期望較大量的溶液例如26mL的情況下，可以在單個(gè)涂敷器中應(yīng)用多個(gè)較小的容器(例如兩個(gè)13mL的容器)。

合適的防腐劑分子包括雙(二氫吡啶基)癸烷衍生物(例如奧替尼啶(octenidine)鹽)和/或雙胍類(例如氯己定鹽)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“衍生物”是指a)與第一化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)上相關(guān)并且由其衍生的化學(xué)物質(zhì)；b)由相似的第一化合物形成的化合物或者由另一第一化合物可想象的化合物，如果第一化合物的一個(gè)原子被另一個(gè)原子或另一組原子代替；c)由母體化合物衍生或獲得的并且含有母體化合物的必需元素的化合物；或d)可以在一個(gè)或多個(gè)步驟中由具有相似結(jié)構(gòu)的第一化合物產(chǎn)生的化合物。除了氯己定/氯己定鹽之外的雙胍類/雙胍衍生物的實(shí)例包括阿來(lái)西定(alexidine)、阿來(lái)西定鹽，聚己酰胺、聚己酰胺鹽、聚氨基丙基雙胍、聚氨基丙基雙胍鹽，以及其他烷基雙胍類。優(yōu)選的防腐劑包括奧替尼啶鹽，如奧替尼啶二鹽酸鹽(雙(二氫吡啶基)癸烷衍生物和陽(yáng)離子型表面活性劑)；和氯己定鹽，如葡萄糖酸氯己定(陽(yáng)離子型雙胍)。防腐劑的濃度可以根據(jù)所使用的具體防腐劑種類或所期望的抗微生物作用而變化。例如，當(dāng)使用奧替尼啶或奧替尼啶鹽時(shí)，濃度可以為約0.0001％w/v至約2.0％w/v，更優(yōu)選約0.01％w/v至約0.5％w/v，還更優(yōu)選約0.1％w/v至約0.4％w/v。當(dāng)使用氯己定或氯己定鹽時(shí)，濃度可以為約0.1％w/v至約2.5％w/v，更優(yōu)選約0.5％w/v至約2.25％w/v，還更優(yōu)選約1.2％w/v至約2.0％w/v。

在一個(gè)方面中，當(dāng)使用氯己定或氯己定鹽時(shí)，當(dāng)涂敷于皮膚時(shí)(例如，在本文描述的滅菌方法之后)，溶液的純度可以是至少約92％純，更優(yōu)選至少約94％純，還更優(yōu)選至少約96％純，并且還更優(yōu)選至少約98％純。如本文所用，純度意指溶液中防腐劑分子相對(duì)于防腐劑分子的濃度加上由防腐劑分子衍生的或與防腐劑分子相關(guān)的物質(zhì)的濃度的總濃度的百分比濃度。例如，95％純的防腐劑溶液意指如果存在100個(gè)分子，其為防腐劑分子或由防腐劑分子衍生的或與防腐劑分子相關(guān)的分子，那么分子中的95個(gè)為防腐劑分子并且這些分子中的5個(gè)為由防腐劑分子衍生的或與防腐劑分子相關(guān)的分子。這些由防腐劑分子衍生的或與防腐劑分子相關(guān)的分子具有降低的抗微生物活性或沒有抗微生物活性。因此，較低純度的溶液將具有較低的抗微生物效力，因?yàn)檩^少的目標(biāo)防腐劑分子被遞送至患者的皮膚。此外，較低純度的溶液將不符合法規(guī)要求。通過(guò)測(cè)量溶液中相較于防腐劑分子和由防腐劑分子衍生的或與防腐劑分子相關(guān)的分子的濃度的防腐劑分子的濃度，人們可確定溶液的純度以及純度是否足以符合法規(guī)要求。

在一個(gè)優(yōu)選的方面中，在該容器中提供的防腐劑溶液包含約70v/v的在水中的醇溶劑和約2.0％w/v的防腐劑分子。在一個(gè)優(yōu)選的方面中，溶劑可以是異丙醇，并且防腐劑分子可以是葡萄糖酸氯己定。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)容器內(nèi)的防腐劑溶液達(dá)到特定的溫度并在該溫度下保持特定量的時(shí)間時(shí)，該溶液被充分滅菌，同時(shí)保持足夠的作為防腐劑的抗微生物效力，并且同時(shí)滿足法規(guī)要求。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，可以使防腐劑溶液達(dá)到約85℃至約135℃、更優(yōu)選約90℃至約125℃、還更優(yōu)選約95℃至約120℃的溫度(本文中也稱為“滅菌溫度”)。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“滅菌時(shí)間”意指溶液處于滅菌溫度的時(shí)間長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，“滅菌時(shí)間”不包括溶液達(dá)到滅菌溫度所花費(fèi)的時(shí)間(即不包括“傾斜升溫”時(shí)間)，并且也不包括溶液返回至加熱之前溶液所處的溫度所花費(fèi)的時(shí)間(即不包括“冷卻”時(shí)間)。溶液的溫度達(dá)到滅菌溫度所花費(fèi)的時(shí)間在本文中稱為“傾斜升溫”時(shí)間，返回到起始溫度的時(shí)間在本文中稱為“冷卻”時(shí)間。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“滅菌溫度”意指溶液達(dá)到并在滅菌時(shí)間期間保持的溫度或溫度范圍，與溶液的起始溫度無(wú)關(guān)。只是為了說(shuō)明的目的，對(duì)于起始溫度為21℃的溶液而言，滅菌時(shí)間為90分鐘和滅菌溫度為95℃意指從溶液達(dá)到95℃的時(shí)刻開始至溶液在冷卻過(guò)程開始期間降到低于95℃的時(shí)刻為止的時(shí)間段為90分鐘。因此，溶液從21℃上升到95℃所花費(fèi)的時(shí)間(即傾斜升溫時(shí)間)以及溶液返回至21℃所花費(fèi)的時(shí)間(即冷卻時(shí)間)不包括在滅菌時(shí)間中。

本文提供的預(yù)定的滅菌時(shí)間和滅菌溫度通常假設(shè)在傾斜升溫和冷卻過(guò)程中的熱暴露不影響藥物產(chǎn)品的滅菌，因?yàn)樵谛∫?guī)模上，這些過(guò)程可被認(rèn)為是瞬時(shí)的。然而，在商業(yè)規(guī)模上，加熱產(chǎn)品所用的時(shí)間將影響滅菌過(guò)程的總致死率，使得穩(wěn)態(tài)滅菌時(shí)間減少。當(dāng)施加傾斜升溫和冷卻的影響至周期時(shí)，藥物產(chǎn)品的滅菌可通過(guò)使用以下方程對(duì)于各個(gè)預(yù)定的滅菌時(shí)間和滅菌溫度計(jì)算的F值來(lái)描述(參見"Laboratory Manual for Food Canners and Processors",Vol.1,AVI Publishing Co.,Westport,CT,1968)：

$F=\mathrm{\&Delta;}t\mathrm{\&Sigma;}{10}^{\frac{T-T_s}{z}}$

其中：

T是滅菌產(chǎn)品在特定時(shí)間t的溫度。

Δt為T的后續(xù)測(cè)量之間的時(shí)間間隔。

Ts＝目標(biāo)滅菌溫度

Z＝溫度系數(shù)，通常假設(shè)為等于10℃，但對(duì)于具體微生物是可計(jì)算的，因此是變量。

只是為了說(shuō)明的目的，滅菌溫度為121℃以及預(yù)定的滅菌時(shí)間為6分鐘(即傾斜升溫和冷卻不影響藥物產(chǎn)品的滅菌)對(duì)應(yīng)于為了使藥物產(chǎn)品滅菌在121℃下最小F值(F₁₂₁)為6分鐘。可使用該最小所需F值來(lái)定量其中傾斜升溫和冷卻確實(shí)影響藥物產(chǎn)品的滅菌的過(guò)程。在這樣的過(guò)程中，可計(jì)算傾斜升溫和冷卻對(duì)于最小所需F值的影響。如果在F₁₂₁＝6分鐘限定的滅菌周期期間，未達(dá)到121℃的溫度，按照作為實(shí)際周期期間熱輸入的總和計(jì)算F₁₂₁，仍然能夠滿足周期參數(shù)。

在一個(gè)方面中，滅菌時(shí)間可以不超過(guò)約19小時(shí)，更優(yōu)選不超過(guò)約13小時(shí)，更優(yōu)選不超過(guò)約5小時(shí)，更優(yōu)選不超過(guò)約3小時(shí)，更優(yōu)選不超過(guò)2小時(shí)，更優(yōu)選不超過(guò)1小時(shí)，更優(yōu)選不超過(guò)40分鐘，更優(yōu)選不超過(guò)約25分鐘，更優(yōu)選不超過(guò)6分鐘，并且更優(yōu)選不超過(guò)1分鐘。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可選擇滅菌溫度和滅菌時(shí)間的組合以提供經(jīng)滅菌的防腐劑溶液，其在作為防腐劑使用時(shí)具有足以符合法規(guī)要求的純度。例如，對(duì)于約85℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約9小時(shí)至約19小時(shí)。對(duì)于約95℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約1.5小時(shí)到至多約6.5小時(shí)。對(duì)于約105℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約17分鐘至約2.5小時(shí)。對(duì)于約110℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約6分鐘到至多約90分鐘。對(duì)于約115℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約3分鐘至約55分鐘。對(duì)于約120℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約2分鐘到至多約35分鐘。對(duì)于約125℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約1分鐘至約22分鐘。對(duì)于約130℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約1分鐘到至多14分鐘。對(duì)于約135℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約1分鐘至約9分鐘。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，以上示例滅菌溫度和滅菌時(shí)間可以應(yīng)用于包含約70％v/v的異丙醇和約2.0％w/v的葡萄糖酸氯己定的防腐劑溶液或上文描述的其他防腐劑溶液。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將容器中含有的防腐劑溶液加熱至上述滅菌溫度并使該溫度保持上述滅菌時(shí)間，足以使溶液滅菌，同時(shí)保持足以符合法規(guī)要求的純度。防腐劑分子的降解量可通過(guò)測(cè)量防腐劑溶液在傾斜升溫時(shí)間之前(即，在使溶液升至滅菌溫度的過(guò)程之前)的初始純度和測(cè)量防腐劑溶液在冷卻時(shí)間之后(即，在防腐劑溶液返回至在使溶液升至滅菌溫度的過(guò)程之前溶液所處的溫度之后)的滅菌后純度來(lái)定量。因此，如本文所用，“初始純度”是傾斜升溫之前的純度，并且“滅菌后純度”是冷卻之后溶液的純度。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，防腐劑溶液(例如葡萄糖酸氯己定)的初始純度可以是至少約94％，優(yōu)選至少約97％，并且更優(yōu)選至少約98％。純度的含義在上文提供。發(fā)現(xiàn)所得的滅菌后溶液具有足以提供作為防腐劑的期望的抗微生物效力并且符合法規(guī)要求的純度。

在一個(gè)示例方面中，已發(fā)現(xiàn)葡萄糖酸氯己定分子在加熱處理時(shí)降解為以下分子中的一種或多種：N-[[6-[[[(4-氯苯基)脒基]脒基]氨基]己基]脒基]脲(N-[[6-[[[(4-chlorophenyl)carbamimidoyl]carbamimidoyl]-amino]hexyl]carbami midoyl]urea)，N-(4-氯苯基)胍，N-(4-氯苯基)脲，1-(6-氨基己基)-5-(4-氯苯基)雙胍，N-(4-氯苯基)-N’-[[6-[[[(4-氯苯基)脒基]脒基]氨基]己基]脒基]脲，1-(4-氯苯基)-5-[6-[[(苯基脒基)脒基]氨基]己基]雙胍，1-[6-(脒基氨基)己基]-5-(4-氯苯基)雙胍和4-氯苯胺。因此，在一個(gè)示例方面中，溶液的純度可通過(guò)比較氯己定的量與上面所列出的所有葡萄糖酸氯己定相關(guān)物質(zhì)的量來(lái)確定。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，上面的列舉不是窮盡的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠確定哪些分子是防腐劑分子在滅菌過(guò)程之后的降解物。

如上文所述，防腐劑溶液在加熱被終止之后并且當(dāng)溶液已返回至使溶液升至滅菌溫度的過(guò)程之前溶液所處的溫度(例如環(huán)境溫度)時(shí)的純度在本文中稱為滅菌后純度。如上文所述，優(yōu)選在防腐劑溶液已冷卻時(shí)測(cè)量滅菌后純度，因?yàn)樵诶鋮s期間可以發(fā)生降解。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，通過(guò)選擇滅菌溫度和滅菌時(shí)間的適當(dāng)組合，可以使滅菌后純度保持為相對(duì)接近于初始純度，同時(shí)仍是無(wú)菌的。特別地，選擇滅菌溫度和滅菌時(shí)間的組合，從而使得從初始純度到滅菌后純度的純度百分點(diǎn)變化為至多約5％，更優(yōu)選至多約4％，更優(yōu)選至多約3％，并且最優(yōu)選至多約2％。應(yīng)當(dāng)理解，百分點(diǎn)變化是指初始純度和滅菌后純度之間的絕對(duì)百分點(diǎn)差值。例如，95％的初始純度到90％的滅菌后純度的變化為5％的百分點(diǎn)變化。

除了保持足夠的純度之外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可選擇滅菌溫度和滅菌時(shí)間的適當(dāng)組合，從而使得該溶液是無(wú)菌的。如本文中所用，無(wú)菌的意指按照以下文獻(xiàn)中描述的程序測(cè)試的“7天無(wú)菌”：U.S.Pharmacopeial Convention(USP)Chapter 55“Biological Indicators–Resistance Performance Tests,”USP 36；從2013年5月1日起正式實(shí)施。無(wú)菌的還意指在緊隨滅菌之后完全沒有微生物。在一個(gè)方面中，嗜熱脂肪地芽孢桿菌(Geobacillus stearothermophilus)可以用作測(cè)試微生物。因此，在一個(gè)方面中，無(wú)菌溶液通過(guò)上文所述的“7天無(wú)菌”測(cè)試顯示沒有嗜熱脂肪地芽孢桿菌的生長(zhǎng)。在另一個(gè)方面中，用嗜熱脂肪地芽孢桿菌接種的溶液在緊隨滅菌方法之后完全沒有活的嗜熱脂肪地芽孢桿菌。

在本發(fā)明的另一方面中，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方法在滅菌溫度和滅菌時(shí)間的特定組合下具有至少約10^-6的無(wú)菌保證水平(SAL)。SAL是在滅菌程序之后在物品上存在微生物的概率的量度。10^-6的SAL意指1/1,000,000的機(jī)會(huì)在經(jīng)滅菌的產(chǎn)品中存在活微生物。因此，SAL測(cè)量滅菌方法得到未經(jīng)滅菌的產(chǎn)品的概率。測(cè)定SAL的計(jì)算在下面的實(shí)施例中更詳細(xì)地描述。例如，已發(fā)現(xiàn)，使防腐劑溶液暴露于100℃溫度約50分鐘、105℃溫度約17分鐘或者110℃約6分鐘的方法均會(huì)具有至少10^-6的SAL(即1/1,000,000的機(jī)會(huì)在經(jīng)滅菌的溶液中存在活微生物)。

如上文所述，在滅菌時(shí)間結(jié)束之后，可以將溶液冷卻。例如，在滅菌時(shí)間之后可以花費(fèi)約10至約40分鐘來(lái)冷卻防腐劑溶液?？墒褂美鋮s裝置來(lái)縮短該時(shí)間。該額外時(shí)間與特定的滅菌溫度相關(guān)聯(lián)。例如，與較低的滅菌(例如85℃)相比，較高的滅菌溫度(例如125℃)在滅菌之后將花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間以返回室溫。因此，包括冷卻的總處理時(shí)間可以包括額外的比滅菌時(shí)間更長(zhǎng)的約10至約20分鐘。

可以使用能夠加熱防腐劑溶液至滅菌溫度并使溶液在該滅菌溫度下保持滅菌時(shí)間同時(shí)優(yōu)選限制傾斜升溫時(shí)間的任何機(jī)器在本發(fā)明的范圍內(nèi)。示例設(shè)備可以包括水噴淋式滅菌器(cascading water sterilizer)。當(dāng)使用水噴淋式滅菌器時(shí)，傾斜升溫時(shí)間可以是約15分鐘，而冷卻時(shí)間可以是約25分鐘。水噴淋式滅菌器提供恒定的水流，該水流將溶液加熱至滅菌溫度，在整個(gè)滅菌時(shí)間內(nèi)保持滅菌溫度并最終使溶液冷卻。

如以上所提供的，提供具有足以滿足法規(guī)要求的純度的滅菌溶液的滅菌時(shí)間和滅菌溫度的示例組合如下所述。對(duì)于約85℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約9小時(shí)至約19小時(shí)。對(duì)于約95℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約1.5小時(shí)到至多約6.5小時(shí)。對(duì)于約105℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約17分鐘至約2.5小時(shí)。對(duì)于約110℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約6分鐘到至多約90分鐘。對(duì)于約115℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約3分鐘至約55分鐘。對(duì)于約120℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約2分鐘到至多約35分鐘。對(duì)于約125℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約1分鐘至約22分鐘。對(duì)于約130℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是至少約1分鐘到至多14分鐘。對(duì)于約135℃的滅菌溫度，滅菌時(shí)間可以是約1分鐘至約9分鐘。

圖1示出了示例滅菌系統(tǒng)100的示意性流程圖。通常，滅菌系統(tǒng)100可以包括一個(gè)或多個(gè)滅菌器單元102(例如，水流噴淋式(cascading waterfall)單元)、鍋爐104、制冷機(jī)106、制冷劑泵儲(chǔ)器108、去離子水泵儲(chǔ)器110和干燥器112。在操作中，在滅菌過(guò)程之前，將多個(gè)容器用防腐劑溶液填充。容器可以具有各種尺寸以容納不同體積的溶液。例如，可以將容器的尺寸設(shè)定為容納0.67、1、1.5、3、10.5和13mL的防腐劑溶液(在13mL容器的情況下，在某些方面中，兩個(gè)容器被置于單個(gè)涂敷器中以實(shí)現(xiàn)單個(gè)涂敷器中總計(jì)26mL的溶液)。然后將具有防腐劑溶液的容器以垂直直立的方式裝載至盒中。盒可以由金屬制成。盒可以配置為直接由溶液填充機(jī)填充。盒還可以配置為直接插入至組裝設(shè)備，使得容器以最少的人工處理進(jìn)行轉(zhuǎn)移。在一個(gè)方面中，當(dāng)完全裝載時(shí)，各小盒的重量可以小于20磅以使與人工處理相關(guān)的人體工程學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)最小化。

在一個(gè)優(yōu)選的方面中，因?yàn)闇缇鷹l件基于容器的尺寸和數(shù)目而變化，盒中的所有容器在特定滅菌過(guò)程期間具有相同的尺寸。每個(gè)盒中的容器數(shù)目將隨著所使用的容器的尺寸和盒的尺寸而變化。對(duì)于較大的容器，例如13mL，可以在單個(gè)盒中裝載約300至350個(gè)、更優(yōu)選約330個(gè)容器。對(duì)于較小的容器，如0.67mL，可以在單個(gè)盒中裝載約1800至2200個(gè)、更優(yōu)選約2000個(gè)容器。然后可以將多個(gè)盒裝載到容納多個(gè)盒的架子中。例如，可以在單個(gè)架子中放置1至144個(gè)盒。因此，對(duì)于較小的容器，每個(gè)架子可以具有高達(dá)200,000個(gè)容器，對(duì)于較大的容器，每個(gè)架子可以具有高達(dá)約50,000個(gè)容器。下面的圖表提供了在滅菌系統(tǒng)中的各種容器的一些示例實(shí)施方式：

該系統(tǒng)可以一次能夠使1或2個(gè)架子滅菌，雖然更大得多的系統(tǒng)也是可能的。一旦盒被裝載到架子中，每個(gè)架子可以被置于一個(gè)滅菌單元102的滅菌室中。使用多個(gè)滅菌單元102，可以在同時(shí)發(fā)生多個(gè)滅菌過(guò)程。

一旦置于滅菌單元102中，則可以開始滅菌過(guò)程。來(lái)自去離子水泵儲(chǔ)器110的去離子水可以通過(guò)輸入管線113被泵入到每個(gè)滅菌單元102的室中?？梢允褂镁哂袑ｉT編程的計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)控制和運(yùn)行該過(guò)程?？梢詫?duì)計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行專門編程，使得操作參數(shù)將基于除其他參數(shù)外的待滅菌的容器的類型而不同。計(jì)算機(jī)控制器將指示系統(tǒng)提供適當(dāng)水平的去離子水進(jìn)入被滅菌的特定產(chǎn)品的室中。然后在該室內(nèi)使去離子水循環(huán)。

在去離子水在該室中循環(huán)的同時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以打開閥以使來(lái)自鍋爐104的蒸汽通過(guò)輸入管線114進(jìn)入滅菌器單元102中。蒸汽不直接進(jìn)入室，而是進(jìn)入熱交換器中。如去離子水那樣，蒸汽經(jīng)過(guò)熱交換器，這允許在它們之間進(jìn)行熱交換而在蒸汽和去離子水之間無(wú)直接相互作用。源自鍋爐104的蒸汽冷凝物(現(xiàn)在由于熱交換而變?yōu)楦涞?可以離開熱交換器并經(jīng)由返回管線116返回到鍋爐104。熱交換的循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，直到系統(tǒng)測(cè)量到，循環(huán)的去離子水的溫度為適當(dāng)?shù)念A(yù)定的滅菌溫度。然后系統(tǒng)如通過(guò)驅(qū)動(dòng)適當(dāng)?shù)拈y來(lái)精確控制蒸汽的輸入以保持滅菌溫度。

在發(fā)生熱交換的這同一時(shí)間期間中，室中的去離子水在室內(nèi)連續(xù)循環(huán)，從而使得去離子水落到盒中的容器上(因此，術(shù)語(yǔ)水流噴淋)。該過(guò)程加熱容器內(nèi)的防腐劑溶液。

如圖1所示，可以使用多于1個(gè)鍋爐(例如，兩個(gè))來(lái)提供蒸汽。兩個(gè)鍋爐可以串聯(lián)以提供多余度，如果1個(gè)鍋爐發(fā)生故障。可替代地，可以應(yīng)用1個(gè)更大的鍋爐。

一旦已經(jīng)完成滅菌時(shí)間，然后計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將啟動(dòng)冷卻過(guò)程。冷卻過(guò)程類似于加熱過(guò)程，不同之處在于使用制冷水(chilled water)，而在加熱過(guò)程中使用蒸汽。例如，冷卻水可以經(jīng)由制冷機(jī)106進(jìn)行制冷。制冷水可以經(jīng)由輸入/返回管線111在制冷劑泵儲(chǔ)器108之間行進(jìn)，使得制冷水準(zhǔn)備開始使用。制冷水可以從制冷劑泵儲(chǔ)器108經(jīng)由輸入管線118行進(jìn)至滅菌單元102的熱交換器。如上文關(guān)于蒸汽熱交換描述的，制冷水可與去離子水交換熱，從而冷卻去離子水并加熱冷卻水。在該冷卻熱交換過(guò)程中，去離子水繼續(xù)在腔室內(nèi)循環(huán)并落在容器上。在熱交換之后，現(xiàn)在加溫的冷卻水可以行進(jìn)返回至制冷劑泵儲(chǔ)器108并且經(jīng)由管線120/111進(jìn)入制冷機(jī)106。冷卻循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，直到室中的去離子水已達(dá)到所期望的溫度(例如，室溫)。

在完成去離子水的冷卻之后，并經(jīng)過(guò)充分的時(shí)間以使防腐劑溶液冷卻之后，可以排出去離子水，以使打開時(shí)，室門的打開不會(huì)漏水。接著，現(xiàn)在經(jīng)滅菌的容器的架子可以從輸送器向下行進(jìn)至干燥器112。干燥器112用于干燥容器的外側(cè)，該容器在滅菌過(guò)程中因去離子水而變濕。可以使用加熱的除濕空氣以快速干燥容器。在一個(gè)示例方面中，含有溶液的容器可以在低于50℃的空氣溫度下在約1小時(shí)內(nèi)被干燥。這允許容器準(zhǔn)備好直接放置于防腐劑涂敷器中，如果容器是濕的，這將是不可能的。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，干燥溫度和時(shí)間段沒有不適當(dāng)?shù)亟到馊萜鲀?nèi)的防腐劑分子。干燥器可以采用大的除濕機(jī)以從用于干燥容器的空氣中將水拖出。在沒有除濕機(jī)的情況下，人們將預(yù)計(jì)高得多的溫度和/或更長(zhǎng)的干燥時(shí)間。除了其他因素以外，可以基于體積、堆積密度(例如，每盒的容器數(shù)目)和含有溶液的容器間隔來(lái)優(yōu)化各種產(chǎn)品負(fù)荷的干燥周期。

可以將水流噴淋式滅菌器單元放置于級(jí)以下(below grade)，使得它們可以無(wú)需升高加載設(shè)備就可以進(jìn)行裝載。每個(gè)滅菌單元可以包括電導(dǎo)率傳感器以基于用于使含有溶液的容器滅菌的水中存在的抗微生物劑分子的量測(cè)量水電導(dǎo)率變化。通過(guò)檢測(cè)滅菌水中抗微生物分子的存在，操作者可以間接地測(cè)量在每個(gè)滅菌過(guò)程期間容器破損的量。換句話說(shuō)，因?yàn)槿萜髌茡p時(shí)防腐劑溶液被釋放到循環(huán)水中，水中的藥物產(chǎn)品的濃度允許操作者估計(jì)在該過(guò)程期間破損的容器數(shù)目。該系統(tǒng)可以被配置成使得如果電導(dǎo)率傳感器指示水中具有過(guò)量的抗微生物時(shí)(例如，超過(guò)預(yù)定的閾值濃度)，滅菌水可以直接排出至有害廢物中。

系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括與架子一起使用的托盤搬運(yùn)設(shè)備(pallet jacks)。托盤搬運(yùn)設(shè)備可以是期望的，因?yàn)榧茏觾?yōu)選由不銹鋼制成，并且重達(dá)幾百磅。因?yàn)楹幸矁?yōu)選由不銹鋼制成，盒的重量加上容器的重量意味著每個(gè)架子可以超過(guò)2000磅的重量。由于與容器內(nèi)存在的異丙醇相關(guān)的潛在著火風(fēng)險(xiǎn)，防火花的電動(dòng)托盤搬運(yùn)設(shè)備是優(yōu)選的。

該系統(tǒng)還可以包括去離子泵儲(chǔ)器和滅菌器之間的囊狀容器(未示出)。囊狀容器可以填充有最多至預(yù)定壓力的去離子水。然后，可以關(guān)閉泵并且囊狀容器保持管線中的壓力，由此防止對(duì)泵的損壞。當(dāng)室在開始滅菌周期之前打開閥填充時(shí)，管線中的壓力立即供應(yīng)水。泵檢測(cè)在囊狀容器中的壓力降，根據(jù)需要繼續(xù)供應(yīng)水，直到囊狀容器的壓力返回到預(yù)定點(diǎn)。

如上所述，可以使用程序(即，專門編程的計(jì)算機(jī))來(lái)控制整個(gè)滅菌系統(tǒng)。如上所述，除了系統(tǒng)的其他部件之外，該程序可以允許計(jì)算機(jī)與干燥器通訊以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

實(shí)施例

在以下各個(gè)實(shí)施例中測(cè)試容納在玻璃安瓿內(nèi)的70％v/v的異丙醇、30％v/v的水和2.0％w/v的葡萄糖酸氯己定的防腐劑溶液樣品。將大于1,000,000但小于10,000,000個(gè)測(cè)試嗜熱脂肪地芽孢桿菌芽孢的接種物插入并密封到容器中。在以下實(shí)施例中，將室溫下的10mL防腐劑溶液樣品放置在具有預(yù)設(shè)溫度(即滅菌溫度)的水浴或油浴(水浴溫度≤95℃；油浴溫度≥100℃)中。將含有葡萄糖酸氯己定溶液和測(cè)試芽孢的安瓿置于加熱介質(zhì)中。在特定的時(shí)間(即滅菌時(shí)間)取出具有測(cè)試芽孢的樣品，允許冷卻至室溫，然后在用于細(xì)菌生長(zhǎng)的七天期間內(nèi)進(jìn)行測(cè)試和孵育。對(duì)于也儲(chǔ)存在設(shè)定溫度下的防腐劑溶液樣品測(cè)試葡萄糖酸氯己定的降解。7天細(xì)菌生長(zhǎng)測(cè)試按照以下文獻(xiàn)中描述的程序：U.S.Pharmacopeial Convention(USP)Chapter 55“Biological Indicators–Resistance Performance Tests,”USP 36；從2013年5月1日起正式實(shí)施。表1-6中示出收集的葡萄糖酸氯己定溶液的純度和無(wú)菌數(shù)據(jù)，該葡萄糖酸氯己定溶液在熱處理之前是98.67％純。在表中列出的純度百分比值是葡萄糖酸氯己定在熱處理并冷卻至環(huán)境溫度之后的絕對(duì)純度。Δ純度百分比值是相對(duì)于基線純度的百分點(diǎn)變化。例如，在表1中，在78℃和4小時(shí)條件下，葡萄糖酸氯己定的純度為98.05％，其從98.67％的初始純度發(fā)生了0.62％的百分點(diǎn)變化。

表1-78℃，初始純度98.67％，水浴

表2-80℃,初始純度98.67％,水浴

表3-82℃,初始純度98.67％,水浴

表4-85℃,初始純度98.67％,水浴

表5-90℃,初始純度98.67％,水浴

表6-95℃,初始純度98.67％,水浴

在油浴中進(jìn)行另外的實(shí)驗(yàn)以測(cè)試在105℃和115℃的純度變化。使用油浴使含有防腐劑溶液的玻璃安瓿經(jīng)受表7和表8所示的滅菌時(shí)間和滅菌溫度。測(cè)量防腐劑溶液在滅菌時(shí)間之后的純度％變化并將其與初始純度％值比較。在溶液返回到環(huán)境溫度之后進(jìn)行測(cè)量。

表7–105℃，初始純度98.7％，油浴

表8–115℃,初始純度98.7％，油浴

然后使用本領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)方法用上述數(shù)據(jù)來(lái)制備阿侖尼烏斯方程(Arrhenius equation)。阿侖尼烏斯方程的使用是公知的和可接受的模擬溫度對(duì)反應(yīng)速率的依賴性的方法。使用阿侖尼烏斯方程，得到以下預(yù)測(cè)的純度值：

表9–使用阿侖尼烏斯方程預(yù)測(cè)的純度

下面示出所測(cè)量的各個(gè)滅菌溫度和滅菌時(shí)間對(duì)于防腐劑的特性的影響。表10總結(jié)了在暴露于各個(gè)滅菌溫度和滅菌時(shí)間之后葡萄糖酸氯己定的純度％變化。純度百分比變化通過(guò)比較溶液在傾斜升溫時(shí)間之前(即在使溶液升至滅菌溫度的過(guò)程之前)的純度與溶液在冷卻時(shí)間之后(即在溶液返回環(huán)境溫度之后)的純度而得到?！癢”表示滅菌溫度和滅菌時(shí)間將導(dǎo)致不大于2％的純度變化?！癤”、“Y”和“Z”分別表示滅菌溫度和滅菌時(shí)間將導(dǎo)致不大于3％、4％和5％的純度變化。最后，“A”表示滅菌溫度和滅菌時(shí)間將導(dǎo)致大于5％的純度變化。

表10–加熱和溫度對(duì)化學(xué)穩(wěn)定性的影響

注釋：W＝溶液具有不大于2％的純度變化

X＝溶液具有不大于3％的純度變化

Y＝溶液具有不大于4％的純度變化

Z＝溶液具有不大于5％的純度變化

A＝溶液具有大于5％的純度變化

表11總結(jié)了所測(cè)量的含有大于或等于1,000,000但小于10,000,000個(gè)測(cè)試嗜熱脂肪地芽孢桿菌芽孢的防腐劑溶液在暴露于各個(gè)滅菌溫度和滅菌時(shí)間之后的無(wú)菌性。

表11–加熱和溫度對(duì)于無(wú)菌性的影響

注釋：Y＝溶液是無(wú)菌的，通過(guò)不存在活細(xì)菌芽孢顯示。

N＝溶液不是無(wú)菌的，通過(guò)活細(xì)菌芽孢的生長(zhǎng)證明。

如以上表格所示，當(dāng)改變滅菌時(shí)間和溫度時(shí)，存在一個(gè)特殊的窗口，在該窗口中經(jīng)處理的防腐劑溶液是無(wú)菌的，并且具有小于一定百分比(例如5％)的純度變化。應(yīng)當(dāng)指出，由于上述數(shù)據(jù)是閾值分析，可外推其他滅菌時(shí)間的結(jié)果。一旦發(fā)現(xiàn)純度變化在特定的溫度和時(shí)間下為至少5％，則可推測(cè)在相同溫度下更長(zhǎng)的滅菌時(shí)間將進(jìn)一步降解溶液。也可推測(cè)，在相同溫度下滅菌比所發(fā)現(xiàn)的具有低于5％的純度變化的時(shí)間更短的時(shí)間的具有相同初始純度值的所有樣品也將具有小于5％的純度變化。例如，在95℃、4小時(shí)條件下測(cè)試的樣品具有95.53％的純度，而在95℃、6小時(shí)條件下測(cè)試的樣品具有94.74％的純度。因此，可外推，在95℃下大于6小時(shí)的所有滅菌時(shí)間都將具有低于95.74％的純度，而在95℃下小于4小時(shí)的所有滅菌時(shí)間都將具有至少95.53％的純度。類似地，關(guān)于USP七天無(wú)菌試驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)樣品在特定的滅菌溫度和時(shí)間下具有七天無(wú)菌性，則可推測(cè)在相同溫度下更長(zhǎng)的滅菌時(shí)間也將顯示出7天無(wú)菌性(即長(zhǎng)期無(wú)菌性)。因此，可推測(cè)，在相同溫度下滅菌比所發(fā)現(xiàn)的具有七天無(wú)菌性的時(shí)間更長(zhǎng)時(shí)間的所有樣品都將具有7天無(wú)菌性。也可推測(cè)，與發(fā)現(xiàn)不具有七天無(wú)菌性的樣品相比，在相同溫度下以更短的時(shí)間滅菌的所有樣品也將不具有7天無(wú)菌性。例如，在95℃、1.25小時(shí)條件下測(cè)試的樣品在七天后是無(wú)菌的，而在95℃、0.5小時(shí)條件下測(cè)試的樣品在四天內(nèi)具有細(xì)菌生長(zhǎng)(即，不具有7天無(wú)菌性)。因此，可外推，在95℃下大于1.25小時(shí)的所有滅菌時(shí)間在7天后都將是無(wú)菌的，而在95℃下小于0.5小時(shí)的所有滅菌時(shí)間在七天內(nèi)都將具有細(xì)菌生長(zhǎng)。

可對(duì)其它閾值(例如，低于或高于5％的純度變化，例如2％、3％和4％)進(jìn)行相同的處理。

除了上述測(cè)試外，進(jìn)行了進(jìn)一步的測(cè)試以確定在一定溫度下何時(shí)可達(dá)到10^-6的無(wú)菌保證水平(SAL)。按照USP 55“Biological Indicators–Resistance Performance Tests”程序測(cè)定SAL。將大于或等于1,000,000但小于10,000,000個(gè)測(cè)試嗜熱脂肪地芽孢桿菌芽孢插入到包含70％v/v的異丙醇水溶液和2.0％w/v的葡萄糖酸氯己定的1mL防腐劑溶液樣品中。在100℃、105℃和110℃持續(xù)不同時(shí)間來(lái)測(cè)試樣品。在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)試十個(gè)樣品。結(jié)果如下所述：

表12---SAL測(cè)試的無(wú)菌試驗(yàn)結(jié)果

以上結(jié)果表示為在所測(cè)試的10個(gè)樣品中記錄的陽(yáng)性數(shù)目。例如，“10”是指10個(gè)所測(cè)試的樣品中有10個(gè)樣品為微生物陽(yáng)性(非無(wú)菌的)。然后根據(jù)USP 55程序使用以上數(shù)據(jù)計(jì)算“D值”。術(shù)語(yǔ)D值具有微生物學(xué)中使用的通常含義。具體地，其是指十倍減少時(shí)間并且是在一定溫度下殺死90％的正在研究的生物體所需要的時(shí)間。因此，在菌落減少1D之后，僅剩下10％的原始生物體，即種群數(shù)量在計(jì)數(shù)方案中減少了一個(gè)小數(shù)位。D值可使用Holcomb-Spearman-Karber方法(HSK)來(lái)計(jì)算，該方法是本領(lǐng)域中已知的數(shù)據(jù)分析方法(參見USP 55procedures and Block,Seymour S.“Disinfection,Sterilization,and Preservation.”Philadelphia,PA:Lippincott Williams&Wilkens,120–122.2001)。將HSK方法應(yīng)用于上表12的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的D值以及置信上限和置信下限：

表13–D值

D值可被用來(lái)計(jì)算無(wú)菌保證水平(SAL)(參見USP 55程序)。SAL是在微生物學(xué)中使用的術(shù)語(yǔ)，用于描述單個(gè)單元在其經(jīng)受滅菌過(guò)程之后為非無(wú)菌的概率。10^-6SAL意指有1/1000000的機(jī)會(huì)在經(jīng)滅菌的物品中保留單個(gè)活微生物。通過(guò)外推在極端的、人為的高初始污染后的log減少率，該滅菌程序必須包括12個(gè)log增量(D值乘以12)，過(guò)度殺滅條件，以驗(yàn)證SAL為10^-6。謹(jǐn)慎起見，使用置信上限D(zhuǎn)值來(lái)計(jì)算以下達(dá)到10^-6SAL的時(shí)間：

表14–SAL 10^-6時(shí)間

因此，如表14所示，使防腐劑溶液暴露至100℃的溫度約48.58分鐘，105℃的溫度約16.97分鐘，或110℃下約6.17分鐘，將各自具有10^-6的SAL(即1/1000000的機(jī)會(huì)在滅菌過(guò)程之后存在活微生物)。

使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)建模，使用上述來(lái)自表14的四個(gè)D值數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)制備具有下式的指數(shù)預(yù)測(cè)函數(shù)：

y＝1,553,000,000·e^(-0.1747x) (I)

其中y是以分鐘表示的時(shí)間，x是以攝氏度表示的溫度。因此，式(I)表示在給定溫度下達(dá)到至少10^-6SAL的最少時(shí)間。使用式(I)，生成以下預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)：

表15–預(yù)測(cè)性SAL 10^-6時(shí)間

將表14和15中示出的時(shí)間進(jìn)行四舍五入，如表16所示：

表16–四舍五入的SAL10^-6時(shí)間

將四舍五入的數(shù)據(jù)點(diǎn)繪制在圖2中。圖2示出擬合捕集以保持在滅菌過(guò)程之后的具體純度變化的參數(shù)空間(時(shí)間和溫度)的函數(shù)的滅菌時(shí)間和溫度(曲線之間的區(qū)域)。圖2中的數(shù)據(jù)點(diǎn)包括來(lái)自上面表9和表16的數(shù)據(jù)點(diǎn)。黑色方塊表示85℃至120℃的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中相應(yīng)的時(shí)間是無(wú)菌的?；疑綁K表示125℃至135℃的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中相應(yīng)的時(shí)間是無(wú)菌的。以下自然對(duì)數(shù)公式擬合于85℃至125℃的方塊數(shù)據(jù)點(diǎn)：

對(duì)于1≤x≤552，y＝-6.14·ln x+123.2 (II)

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。從125℃至135℃，時(shí)間x為常數(shù)1分鐘。

上面表9中示出的數(shù)據(jù)點(diǎn)也繪制在圖1中。黑色菱形表示85℃至135℃的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中相應(yīng)的時(shí)間具有至多5％的純度百分比變化。黑色三角形表示85℃至135℃的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中相應(yīng)的時(shí)間具有至多4％的純度百分比變化。黑色圓圈表示85℃至135℃的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中相應(yīng)的時(shí)間具有至多3％的純度百分比變化?；疑切伪硎?0℃至135℃的數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中相應(yīng)的時(shí)間具有至多2％的純度百分比變化。在85℃下沒有其中溶液具有至多2％的純度百分比變化的時(shí)間。以下自然對(duì)數(shù)式擬合于黑色菱形數(shù)據(jù)點(diǎn)(即具有至多5％純度變化的點(diǎn))：

對(duì)于9.1≤x≤1123，y＝-10.38·ln x+156.9 (III)

以下自然對(duì)數(shù)式擬合于黑色三角形數(shù)據(jù)點(diǎn)(即具有至多4％純度變化的點(diǎn))：

對(duì)于7.3≤x≤900，y＝-10.37·ln x+154.6 (IV)

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。以下自然對(duì)數(shù)公式擬合于黑色圓圈數(shù)據(jù)點(diǎn)(即具有至多3％純度變化的點(diǎn))：

對(duì)于5.5≤x≤670，y＝-10.4·ln x+151.7 (V)

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。以下自然對(duì)數(shù)公式擬合于灰色三角形數(shù)據(jù)點(diǎn)(即具有至多2％純度變化的點(diǎn))：

對(duì)于3.7≤x≤260，y＝-10.6·ln x+148.3 (VI)

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。

從圖2中可看出，在85℃至125℃的溫度范圍之內(nèi)在式(II)以上但是在式(III)以下的區(qū)域表示提供具有至多5％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可以通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

對(duì)于1≤x≤552，y≥-6.14·ln x+123.2

和

對(duì)于21.5≤x≤1123，y≤-10.38·ln x+156.9

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。類似地，在125℃至135℃的溫度范圍內(nèi)，在常數(shù)線x＝1以上和式(III)以下的區(qū)域表示提供具有至多5％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可以通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

x≥1

和

對(duì)于9.1≤x≤21.5，y≤-10.38·ln x+156.9

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。

從圖2中可看出，在85℃至125℃的溫度范圍之內(nèi)在式(II)以上但是在式(IV)以下的區(qū)域表示提供具有至多4％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

對(duì)于1≤x≤552，y≥-6.14·ln x+123.2

和

對(duì)于17.5≤x≤900，y≤-10.37·ln x+154.6

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。類似地，在125℃至135℃的溫度范圍內(nèi)，在常數(shù)線x＝1以上和式(IV)以下的區(qū)域表示提供具有至多4％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

x≥1

和

對(duì)于7.3≤x≤17.5，y≤-10.37·ln x+154.6

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。

從圖2中可看出，在85℃至125℃的溫度范圍之內(nèi)在式(II)以上但是在式(V)以下的區(qū)域表示提供具有至多3％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

對(duì)于1≤x≤552，y≥-6.14·ln x+123.2

和

對(duì)于13≤x≤670，y≤-10.4·ln x+151.7

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。同樣地，在125℃至135℃的溫度范圍內(nèi)，在常數(shù)線x＝1以上和式(V)以下的區(qū)域表示提供具有至多3％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

x≥1

和

對(duì)于5.5≤x≤13，y≤-10.4·ln x+151.7，

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。

從圖2中可看出，在90℃至125℃的溫度范圍之內(nèi)在式(II)以上但是在式(VI)以下的區(qū)域表示提供具有至多2％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

對(duì)于1≤x≤552，y≥-6.14·ln x+123.2

和

對(duì)于9≤x≤260，y≤-10.6·ln x+148.3

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。類似地，在125℃至135℃的溫度范圍內(nèi)，在常數(shù)線x＝1以上和式(VI)以下的區(qū)域表示提供具有至多2％純度變化的無(wú)菌溶液的溫度和時(shí)間組合。這個(gè)區(qū)域可通過(guò)以下關(guān)系呈現(xiàn)：

x≥1

和

對(duì)于3.7≤x≤9，y≤-10.6·ln x+148.3

其中y是以攝氏度表示的溫度并且x是以分鐘表示的時(shí)間。

盡管本發(fā)明的各方面已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)如上所述的各方面做出變化和修改。在考慮本說(shuō)明書或根據(jù)本文所公開的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐之后，其他各種變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。