生物指示剂在灭菌监测中的作用正日益为人们所重视,广泛应用于医疗保健产品、卫生检疫、制药企业、医院制剂生产、食品生产等行业,对各种无菌生产工艺、无菌产品、无菌包装材料等灭菌效果进行评估、验证。目前使用的生物指示剂有载片或条带状指示剂、孢子悬液指示剂和自含式生物指示剂。作为灭菌器、灭菌过程及灭菌物品是否达到灭菌效果的监测和验证手段,生物指示剂中的指示微生物对相应的灭菌模式必须有高度抵抗性,其死亡状况可真实、可靠地反映灭菌状况。本文重点论述生物指示剂中指示微生物的研究概况、选择依据、监测应用以及发展展望,为生物指示剂得到更好地应用、发展提供参考。
常见的灭菌方法可以杀死待灭菌产品中所有可能的污染菌。对热灭菌而言,微生物的耐热性从高到低为:细菌芽孢>革兰阳性细菌>革兰阴性细菌>病毒。细菌芽孢具有稳定及耐不良环境的能力,使其不但抗热,还对紫外线、干燥、电离辐射和很多有毒的化学物质都有很强的抗性。因此,许多芽孢杆菌作为产芽孢菌,可作为湿热灭菌、干热灭菌、辐射灭菌、气体灭菌等灭菌过程中生物指示剂的理想指示微生物。
生物界的微生物达几万种,有一少部分能致病。考虑安全问题,灭菌验证过程中,尽量选取非致病菌作为指示微生物。就芽孢杆菌而言,枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌等为非致病菌,而炭疽芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌等致病性较强,不适合做灭菌指示微生物。消毒验证过程以杀灭病原微生物为目标,在指示剂选择中,将低致病菌如白色念珠菌、金黄色葡萄球菌等作为生物指示菌,但是在使用过程中及使用后须防止外加污染和二次污染。
考虑到实际培养、应用便捷性及稳定性,选取的指示微生物要求生长培养不易受外界环境影响,遗传性状不易发生变异,存活期长。适合用液体石蜡覆盖保存、冷冻保存、载体保存、冷冻干燥保存等简便的保存方法。
若使用休眠孢子,生物指示剂中休眠孢子含量要在90%以上。考虑到市场对生物指示剂的广泛需求,制作生物指示剂的微生物最好是培养容易,操作简单的菌株。若是芽孢杆菌,制作指示剂孢子的纯度、浓度须达到规定范围才可保证监测效果。
综上可见,指示微生物的选择关系到生物指示剂的直接效用。每种指示微生物的确定必须结合微生物特性、灭菌形式、使用场所和使用目的等因素来综合确定,再以多次验证实验进行确认。目前,国内外广泛使用的生物指示剂有枯草芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、生孢梭菌等细菌芽孢,以及缺陷假单胞菌等细菌。
枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)是一种嗜温、好氧、产芽孢的杆状革兰阳性菌,在工业酶生产、生物防治、水产养殖、环境保护、医药卫生等领域有广泛的应用。在消毒灭菌方面,因枯草芽孢杆菌可产抗性较强的芽孢得到广泛应用。如枯草芽孢杆菌ATCC5230,用于低于121℃蒸汽灭菌(105℃蒸汽灭菌)。
目前,市面上生物指示剂还有凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌等菌株芽孢制成的灭菌生物指示剂。相信随着科技不断发展,更多菌株的性能会被发现,使生物指示剂的微生物种类不断增加与完善。
生物指示剂的使用为保证整个灭菌过程达到“无菌保证水平”(SAL)提供了强有力的保障。
生物指示剂今后发展的方向是如何使其应用更为便捷、快速和稳定。而要做到这一点,必须强化对指示微生物本身生理化特性的研究。微生物作为生物指示剂的主要成分,必须严格确定其菌株与菌落形态,了解其代谢及其他特性,为微生物的快速检测提供有力保障。此外,面对我国生物指示剂自主生产力弱、价格高、未有规范化的统一检验标准等问题,今后需加强科研投入,强化对微生物的研究与探索,筛选更高效菌株;完善目前生物指示剂的生产体系,强化生产设备性能确认、研发和建立;制定完整、规范的生物指示剂应用标准,使生产、应用更加规范化。相信综合科研、技术、制度、操作等各个方面,生物指示剂监测消毒灭菌将更加完善、安全性更高。