濕熱滅菌是研究較深、使用廣的滅菌方式。當溫度超過細胞最佳生理活動的溫度范圍時，隨著溫度的升高，細胞代謝緩慢，細胞的生長及繁殖最終停止。每種細胞對溫度的耐受性均有一上限，一旦溫度超過它的上限，起生命作用的蛋白質、酶及核酸會被破壞，從而導致細胞發生不可逆的死亡。簡言之，從機理上說，在濕熱滅菌中，芽孢的死亡屬蛋白質的變性，所需滅菌溫度較低。與此不同的，干熱滅菌從機理上說則屬于氧化，因此，所需滅菌溫度要比濕熱滅菌高很多。
溫度是熱能的度量。熱量是物體及其周圍環境之間因溫差而發生能量轉移的結果。
對于適宜采用濕熱滅菌方式的產品或物品而言，濕熱滅菌不失為一種十分經濟而又有效的方法。飽和蒸汽是濕熱滅菌中最常見的方式。飽和蒸汽滅菌、過熱水滅菌(噴淋、直接浸泡/過熱水旋轉滅菌等)，發生著多種形式的能量轉移，包括傳導、對流和輻射。在濕熱滅菌中能量(熱能)通過容器壁，傳給被滅菌藥液，或通過滅菌后介質(蒸汽或過熱水)直接接觸傳給被滅菌品，這種形式屬熱傳導。
飽和蒸汽滅菌中，能量的轉移主要依靠蒸汽的相變。當水由液態變為汽態時，需要吸收大量的熱能(汽化熱：540卡/克)。在滅菌過程中，當蒸汽接觸到溫度較低的物體時，就會釋放540卡/克的潛熱，生成冷凝水，直到物體的溫度與蒸汽溫度相等。這個高效的熱傳遞方式，是其他任何方法無法相比的。在預真空滅菌程序中，無論是高真空或脈動真空滅菌，雖然在滅菌的初期盡可能的排除了腔室及被滅菌物品(如過濾器、衣服、口罩、灌裝機部件、軟管等)的空氣。但這并不意味著已排除了妨礙滅菌的全部障礙，冷凝水及時而通暢的排放和排除空氣同樣重要，冷凝水如不及時排放，將大大影響蒸汽滅菌的效果。
過熱水滅菌過程中，能量的轉移主要靠過熱水的質量(mass)，攜帶熱量的大量過熱水與被滅菌產品直接接觸，通過容器壁，將熱能傳遞給容器中的內容物并殺滅其中的微生物。因此，為了使滅菌的獲得良好的均勻性，噴淋循環是十分必要的。有數據表明，在過熱水噴淋滅菌過程中，裝載對滅菌程序的影響較小 ，如果不是旋轉式滅菌器保持平衡的需要，則不需要采用替代品將滅菌器裝滿后按滿載滅菌程序來處理。
要提高滅菌的效果，就必須特別關注滅菌設備的安裝、滅菌程序設計，這也是濕熱滅菌驗證成功的必經之路。
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