采用灭菌与无菌技术的主要目的是：杀灭或除去所有微生物繁殖体和芽孢，最大限度地提高药物制剂的安全性，保护制剂的稳定性，保证制剂的临床疗效。因此，研究、选择有效的灭菌方法，对保证产品质量具有重要意义。

药物制剂中灭菌法可分为三大类，即物理灭菌法、化学灭菌法、无菌操作法。

利用蛋白质与核酸具有遇热、射线不稳定的特性，采用加热、射线和滤过方法，杀灭或除去微生物的技术称为物理灭菌法，亦称物理灭菌技术。该技术包括干热灭菌法、湿热灭菌法、滤过灭菌法和射线灭菌法。

系指在干燥环境中进行灭菌的技术，其中包括火焰灭菌法和干热空气灭菌法。

系指用火焰直接灼烧灭菌的方法。该法灭菌迅速、可靠、简便，适用于耐火焰材质（如金属、玻璃及瓷器等）的物品与用具的灭菌，不适合药品的灭菌。

系指用高温干热空气灭菌的方法。该法适用于耐高温的玻璃和金属制品以及不允许湿气穿透的油脂类（如油脂性软膏基质、注射用油等）和耐高温的粉末化学药品的灭菌，不适于橡胶、塑料及大部分药品的灭菌。

在干燥状态下，由于热穿透力较差，微生物的耐热性较强，必须长时间受高热作用才能达到灭菌的目的。因此，干热空气灭菌法采用的温度一般比湿热灭菌法高。为了确保灭菌效果，一般规定为：135～145℃灭菌3～5小时；160～170℃灭菌2～4小时；180～200℃灭菌0.5～1小时。这只是一般的标准，必须通过实验，在保证完全同时对灭菌物品无损害的前提下，制定对该物品的干热灭菌条件。时间必须由灭菌物品全部达到特定温度时计算。

系指用饱和蒸汽、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法。由于蒸汽潜热大，穿透力强，容易使蛋白质变性或凝固，因此该法的灭菌效率比干热灭菌法高，是药物制剂生产过程中最常用的方法。湿热灭菌法可分类为：热压灭菌法、流通蒸汽灭菌法、煮沸灭菌法和低温间歇灭菌法。

系指用高压饱和水蒸汽加热杀灭微生物的方法。该法具有很强的灭菌效果，灭菌可靠，能杀灭所有细菌繁殖体和芽孢，适用于耐高温和耐高压蒸汽的所有药物制剂、玻璃容器、金属容器、瓷器、橡胶塞、滤膜滤过器等，是制备输液灭菌时的常用方法。

在一般情况下，热压灭菌所需的温度（蒸汽表压）与时间的关系为：115℃（67kPa）、30分钟；121℃（97kPa）、20分钟；126℃（135kPa）、15分钟。在特殊情况下，可通过实验确认合适的灭菌温度和时间。热压灭菌设备种类很多，有手提式热压灭菌器、卧式热压灭菌柜、隧道式热压灭菌柜、水封式热压灭菌塔等。

卧式热压灭菌柜是一种常用的大型灭菌设备，该设备全部采用合金制成，具有耐高压性能，带有夹套的灭菌柜内备有带轨道的格车。压力表和温度表置于灭菌柜顶部，两压力表分别指示夹套内和柜内蒸汽压力，两表中间为温度表。灭菌柜顶部安有排气阀，以便开始通入加热蒸汽时排尽不凝性气体。

热压灭菌基本程序为装瓶、升温进蒸汽置换空气、灭菌、排气、冷却、卸瓶。

灭菌时不可将输液瓶横卧或倒置；也不可将瓶子直接叠放，否则不但影响蒸汽流通，而且使铝盖受压松动，造成灭菌不彻底或漏气。灭菌物堆放的数量、位置、方向及搁架设计均对灭菌效果有影响，每一种产品生产前均应试验、验证灭菌条件，生产中不能随意更改装瓶条件，否则将影响灭菌效果。

升温阶段，保温灭菌阶段，排气冷却阶段。①升温阶段：生产中，均需要有一定的升温预热时间，灭菌时间从药液真正达到所要求的温度算起。升温是与排除灭菌柜内空气同时进行的，可先用流通蒸汽或真空法排除灭菌柜内空气。②保温灭菌阶段：当产品温度达到预定值时，此时开始保温并计算灭菌时间。以往所用的121℃，30分钟等灭菌条件只是半定量概念，因温度在保温灭菌时间内会上下变化，F ₀值使蒸汽灭菌效果的评价成为一种定量标准。目前，国内药厂已逐渐采用灭菌自动控制系统，用自动记录仪表监视和调节灭菌过程中的温度和时间。③排气与冷却阶段：灭菌完毕后，关闭蒸汽阀，停止加热，渐开排气阀，使表压下降为零。稍稍打开灭菌柜，10～15分钟后全部打开。为加快灭菌周期，此时可对灭菌物喷雾冷却水。冷却水的无菌要求作为注射剂质量的一项保证措施，已受到重视。为了使灭菌物不被破坏，灭菌的预热升温及冷却过程要尽量缩短。

①蒸汽性质：蒸汽有饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽。饱和蒸汽热含量较高，热穿透力较强，灭菌效率高；湿饱和蒸汽因含有水分，热含量较低，热穿透力较差，灭菌效率较低；过热蒸汽温度高于饱和蒸汽，但穿透力差，灭菌效率低，且易引起药品的不稳定性。因此，热压灭菌应采用饱和蒸汽。②灭菌的温度与时间：一般而言，灭菌温度愈高，灭菌时间愈长，药品被破坏的可能性愈大。因此，在设计灭菌温度和灭菌时间时必须考虑药品的稳定性，即在达到有效灭菌的前提下，尽可能降低灭菌温度和缩短灭菌时间。③微生物的种类与数量：微生物的种类不同，耐热、耐压性能存在很大差异，不同发育阶段对热、压的抵抗力不同，其耐热、压的次序为芽孢＞繁殖体＞衰老体。微生物数量愈少，所需灭菌时间愈短，所以在生产过程中应竭力避免污染的机会。④药液的性质：药液的pH值对微生物的生长和活力具有较大影响。一般情况下，在中性环境微生物的耐热性最强，碱性环境次之，酸性环境则不利于微生物的生长发育。药液中的营养成分愈丰富（如含糖类、蛋白质等），微生物的抗热性愈强，应适当提高灭菌温度或延长灭菌时间。

系指在常压下，采用100℃流通蒸汽加热杀灭微生物的方法。灭菌时间通常为30～60分钟。该法适用于消毒及不耐高热制剂的灭菌。操作方便，不需要特殊的设备，对繁殖期的细菌可以达到灭菌效果，但不能保证杀灭所有的芽孢，是非可靠的灭菌法，故在制备过程中要采用避菌操作尽可能避免细菌污染。

系指将待灭菌物置沸水中加热灭菌的方法。煮沸时间通常为30～60分钟。该法灭菌效果较差，常用于注射器、注射针等器皿的消毒。必要时可加入适量的抑菌剂，如三氯叔丁醇（氯丁醇chlorobutanol）、甲酚（煤酚cresol）、氯甲酚等，以提高灭菌效果。

系指将待灭菌物置60～80℃的水或流通蒸汽中加热60分钟，杀灭微生物繁殖体后，在室温条件下放置24小时，让待灭菌物中的芽孢发育成繁殖体，再次加热灭菌、放置，反复多次，直至杀灭所有芽孢。该法适合于不耐高温、热敏感物料和制剂的灭菌。其缺点是费时、工效低、灭菌效果差，加入适量抑菌剂可提高灭菌效率。

系利用细菌不能通过致密具孔滤材的原理以除去气体或液体中微生物的方法。该法属于机械除菌方法，该机械称为除菌滤过器。

该法适合于对热不稳定的药物溶液、气体、水等物品的灭菌。灭菌用滤过器应有较高的滤过效率，能有效地除尽物料中的微生物，滤材与滤液中的成分不发生相互交换，滤器易清洗，操作方便等。

除菌滤过器采用孔径分布均匀的微孔滤膜作过滤材料，微孔滤膜分亲水性和疏水性两种。滤膜材质依过滤物品的性质及过滤目的而定。药品生产中采用的除菌滤膜孔径一般不超过0.22µm。滤过灭菌应在无菌条件下进行操作，为了保证产品的无菌，必须对滤过过程进行无菌检测。

系指采用辐射、微波和紫外线杀灭微生物和芽孢的方法。

系指采用放射性同位素（ ⁶⁰Co和 ¹³⁷Cs）放射的γ射线杀灭微生物和芽孢的方法，辐射灭菌剂量一般为2.5×10 ⁴Gy（戈瑞）。本法适合于热敏物料和制剂的灭菌，常用于维生素、抗生素、激素、生物制品、中药材和中药制剂、医疗器械、药用包装材料及药用高分子材料等物质的灭菌。其特点是：不升高产品温度，穿透力强，灭菌效率高；但设备费用较高，对操作人员存在潜在的危险性，对某些药物（特别是溶液型）可能产生药效降低或产生毒性物质和发热物质等。因而本法必须经实验确证射线对灭菌物质无破坏作用后才可以采用。

采用微波（频率为300MHz～300kMHz）照射产生的热能杀灭微生物和芽孢的方法。该法适合液体和固体物料的灭菌，且对固体物料具有干燥作用。但此法由于存在破损率高，灭菌不完全以及劳动保护等问题，还需进一步研究。

系指用紫外线（能量）照射杀灭微生物和芽孢的方法。用于紫外灭菌的波长一般为200～300nm，灭菌力最强的波长为254nm。该方法属于表面灭菌。

紫外线不仅能使核酸蛋白变性，而且能使空气中氧气产生微量臭氧，而达到共同杀菌作用。灭菌效率主要取决于辐射剂量和微生物对紫外线的敏感性。繁殖期细菌对紫外线最敏感，芽孢对紫外线的耐受力比繁殖期细菌大100～1000倍。在直接暴露状态下，一般繁殖体约3～5分钟，芽孢约10分钟，即可被杀灭。

该法适合于照射物表面灭菌、无菌室内空气及纯化水的灭菌；不适合于药液的灭菌及固体物料深部的灭菌。紫外线对人体有害，照射过久易发生结膜炎、红斑及皮肤烧灼等伤害，故一般在操作前开启1～2小时，操作时关闭。

化学灭菌法系指用化学药品直接作用于微生物而将其杀灭的方法。

对微生物具有速杀作用的化学药品称杀菌剂，可分为气体杀菌剂和液体杀菌剂。杀菌剂仅对微生物繁殖体有效，不能杀灭芽孢。化学杀菌剂的杀灭效果主要取决于微生物的种类与数量、物体表面光洁度或多孔性以及杀菌剂的性质等。化学灭菌的目的在于减少微生物的数目，以控制一定的无菌状态。

系指用化学消毒剂形成的气体杀灭微生物的方法。常用的化学消毒剂有环氧乙烷、气态过氧化氢、甲醛、臭氧等。该法特别适合环境消毒以及不耐加热灭菌的医用器具、设备和设施等的消毒，亦用于粉末注射剂，不适合对产品质量有损害的情况。采用气体灭菌时，应注意灭菌气体的可燃可爆性、致畸性和残留毒性。同时应注意残留的杀菌剂与药物可能发生的相互作用。

系指采用杀菌剂溶液进行灭菌的方法。该法常应用于其他灭菌法的辅助措施，适合于皮肤、无菌器具和设备的消毒。常用消毒液有：75%乙醇（alcohol）、1%聚维酮碘溶液（povidoneiodine solution）、0.1%～0.2%苯扎溴铵（新洁尔灭）溶液（benzalkonium bromide solution）、酚（phenol）或甲酚溶液等。由于化学杀菌剂常施于物体表面也要注意其浓度不要过高，以防止其化学腐蚀作用。

灭菌的可靠性靠什么来验证呢？灭菌产品在作无菌检验时，存在着抽样率与假阳性问题。任何抽样都有局限性，均存在微生物污染产品不能被抽取出来的概率。目前世界上普遍采用了无菌相对标准，如用蒸汽灭菌，能使产品中微生物污染降低百万分之一，即F ₀值为8，即可视为无菌，且这一标准是可验证的。

相关概念：

在一定温度下，杀灭被灭菌物品中90%微生物（或残存率为10%）所需的灭菌时间。一定灭菌条件下，不同微生物具有不同的D值；同一微生物在不同灭菌条件下，D值亦不相同（如含嗜热脂肪芽孢杆菌的5%葡萄糖水溶液，121℃蒸汽灭菌的D值为2.4分钟，105℃的D值为87.8分钟）。因此，D值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。

降低一个lgD值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或在相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。

在一定灭菌温度（T）下给定的Z值所产生的灭菌效果与在参比温度（T ₀）下给定的Z值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间（equivalent time）。F值常用于干热灭菌，以分钟为单位。

在一定灭菌温度（T）、Z值为10℃所产生的灭菌效果与121℃、Z值为10℃所产生的灭菌效果相同时所相当的时间（分钟）。F ₀值目前仅限于热压灭菌。

由于F ₀值是将不同灭菌温度计算到相当于热压灭菌时的灭菌效力，故F ₀值可作为灭菌过程的比较参数，对灭菌过程的设计及验证灭菌效果极为有用。

目前，注射剂生产中，已用热电偶自动测定灭菌柜内温度，连接计算机自动显示每单位时间内温度的变化并加以记录与计算。如果不同批次的同一药液由于各种原因，导致了升温的差异，此时，F ₀值显示未达到规定值，灭菌时间可自动延长，直到达到预期的时间为止。故F ₀值对验证灭菌过程、保证灭菌效果具重要意义。

①容器大小、形状及热穿透性等。②灭菌产品溶液性质、容器充填量等。③容器在灭菌器内的数量及分布等。该项因素在生产过程中影响最大，故必须注意灭菌器内各层、四角、中间位置热分布是否均匀，并根据实际测定数据，进行合理排布。

①选择灵敏度高，重现性好，使用精密度为0.1℃的热电偶，并对其进行校正。②灭菌时应将热电偶的探针置于被测样品的内部，经灭菌器通向灭菌柜外的温度记录仪（一般附有F ₀显示器）。③对灭菌工艺和灭菌器进行验证，灭菌器内热分布应均匀，重视性好。

为了确保灭菌效果，应严格控制原辅料质量和环境条件，尽量减少微生物的污染，采取各种有效措施使每一容器的含菌数控制一定水平以下（一般含菌数为10以下，即1gN _t＜1）；计算、设置F ₀值时，应适当考虑增加安全系数，一般增加理论值的50%，即规定F ₀值为8分钟，实际操作应控制在12分钟。