環(huán)氧乙烷滅菌過(guò)程是終端滅菌型無(wú)菌醫(yī)療器械生產(chǎn)過(guò)程中的特殊過(guò)程，其涉及的滅菌過(guò)程和參數(shù)要嚴(yán)格的控制并經(jīng)過(guò)確認(rèn)，是無(wú)菌醫(yī)療器械生產(chǎn)過(guò)程中的難點(diǎn)，本期，永靈醫(yī)療與大家共同探討過(guò)程確認(rèn)及常見(jiàn)問(wèn)題。

1 環(huán)氧乙烷滅菌原理及應(yīng)用

環(huán)氧乙烷(以下簡(jiǎn)稱EO)的滅菌機(jī)制為，烷基化作用和抑制生物酶活性，在一定溫度、壓力和濕度條件下，環(huán)氧乙烷可與微生物蛋白質(zhì)和核酸分子中的巰基(-SH)、羧基(-COOH)、氨基(-NH?)、羥基(-OH)等基團(tuán)發(fā)生烷基化反應(yīng)，使其失去活性，從而殺滅微生物；EO也能抑制微生物各種酶的活性，阻礙了微生物正常代謝，從而導(dǎo)致微生物死亡，達(dá)到滅菌的目的。

EO屬于低溫廣譜滅菌劑，具有穿透能力強(qiáng)，殺滅效率高，低溫低濕，無(wú)輻射的優(yōu)點(diǎn)，可以穿透紙質(zhì)、大多數(shù)高分子材料的包裝，滅菌后無(wú)需重新包裝，不會(huì)破壞產(chǎn)品無(wú)菌狀態(tài)，可用于大部分終端滅菌型無(wú)菌醫(yī)療器械的生產(chǎn)。EO滅菌也有其缺點(diǎn)和局限性，EO是易燃易爆氣體，操作不當(dāng)會(huì)引起安全事故；此外，其具有毒性，有刺激致敏性，長(zhǎng)期接觸可致畸、致癌。

2 過(guò)程確認(rèn)

EO滅菌過(guò)程是終端滅菌型無(wú)菌醫(yī)療器械生產(chǎn)過(guò)程中的特殊過(guò)程，其涉及的滅菌過(guò)程和參數(shù)需要嚴(yán)格的控制并經(jīng)過(guò)確認(rèn)。按照GB 18279.1—2015標(biāo)準(zhǔn)要求，EO滅菌確認(rèn)包括安裝鑒定、運(yùn)行鑒定、性能鑒定三部分。

2.1 安裝鑒定

安裝鑒定的目的是確保環(huán)氧乙烷滅菌器的各個(gè)組成部分按照設(shè)計(jì)初衷被準(zhǔn)確安裝。

2.1.1 安裝鑒定準(zhǔn)備

(1) 收集設(shè)備供應(yīng)商的法定資質(zhì)，包括《營(yíng)業(yè)執(zhí)照》、生產(chǎn)許可證、注冊(cè)證等法定許可文件，確認(rèn)設(shè)備供應(yīng)商為合法機(jī)構(gòu)，設(shè)備已取得二類醫(yī)療器械注冊(cè)證。

(2) 收集設(shè)備技術(shù)文件，如國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備使用說(shuō)明書、維護(hù)手冊(cè)、電氣機(jī)械安裝圖紙、產(chǎn)品技術(shù)要求及檢驗(yàn)報(bào)告等，編制環(huán)氧乙烷滅菌器運(yùn)行規(guī)范文件。

(3) 人員培訓(xùn)，參與確認(rèn)人員應(yīng)對(duì)EO的物理化學(xué)性能，環(huán)氧乙烷滅菌器的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行、使用方面，安全生產(chǎn)和個(gè)人安全防護(hù)知識(shí)方面，醫(yī)療器械法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)方面，微生物學(xué)和環(huán)境保護(hù)方面全面掌握。相關(guān)操作人員應(yīng)持證上崗。

2.1.2 安裝確認(rèn)工作

(1) 安裝環(huán)境：要求遠(yuǎn)離生活辦公區(qū)、人員聚集區(qū)域，遠(yuǎn)離高溫、有明火的區(qū)域；環(huán)氧乙烷滅菌器擺放在平整整潔、防雨通風(fēng)的空間內(nèi)，通風(fēng)不足的空間應(yīng)安裝防爆型排風(fēng)設(shè)備，空間足夠日常滅菌操作和設(shè)備檢修；環(huán)境溫濕度、大氣壓強(qiáng)符合設(shè)備說(shuō)明書要求。

(2) 設(shè)備安裝：設(shè)備電源應(yīng)完全符合設(shè)備說(shuō)明書要求的參數(shù)；進(jìn)水進(jìn)氣，排水排氣管道應(yīng)連接完好，進(jìn)水口一般應(yīng)加裝檢修閥門與過(guò)濾器，進(jìn)氣口一般加裝有0.3 μm濾芯的空氣過(guò)濾器，接口密封無(wú)泄露無(wú)堵塞，排水管路與排氣管路的鋪設(shè)應(yīng)保證排放廢氣及廢水符合法規(guī)要求，管路標(biāo)識(shí)清晰；加熱系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加藥及氣化裝置、殘氣處理系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)均按照設(shè)備說(shuō)明書正確安裝。EO氣瓶應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼、通風(fēng)、遠(yuǎn)離火源、避光的房間內(nèi)，具有防爆型通風(fēng)照明設(shè)備，可加裝EO濃度檢測(cè)報(bào)警器。

2.2 運(yùn)行鑒定

運(yùn)行確認(rèn)是為了證明已安裝的設(shè)備能夠在設(shè)定的公差范圍內(nèi)正常運(yùn)行。應(yīng)對(duì)滅菌器的各個(gè)組成部分逐一運(yùn)行，確保正常運(yùn)行，排除安全隱患和運(yùn)行不正常的可能性。GB 18279.1—2015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“運(yùn)行確認(rèn)可在空載設(shè)備中進(jìn)行，或使用適當(dāng)?shù)牟牧?rdquo;，但筆者認(rèn)為運(yùn)行確認(rèn)在滿載待滅菌產(chǎn)品條件下進(jìn)行是最恰當(dāng)?shù)?，因?yàn)椴煌b載條件下，柜內(nèi)傳熱傳濕效率不同，空載確認(rèn)的溫濕度均勻性和預(yù)處理?xiàng)l件在滿載時(shí)可能會(huì)失效。通常認(rèn)為滿載較空載要求更為嚴(yán)苛。該過(guò)程至少包括以下內(nèi)容：

(1) 溫濕度傳感器、壓力計(jì)、計(jì)時(shí)器、稱量設(shè)備等計(jì)量設(shè)備應(yīng)被檢定、校準(zhǔn)，確認(rèn)準(zhǔn)確度合格，證書在有效期內(nèi)。

(2) 柜室泄漏測(cè)試，滅菌設(shè)備柜室的密封性是滅菌成功、安全生產(chǎn)的前提，因此應(yīng)進(jìn)行正負(fù)壓保壓泄漏測(cè)試，測(cè)試方法：抽真空至-50 kPa，加壓至+50 kPa，分別保壓60 min，泄漏速率應(yīng)≤0.01kPa/min。

(3) 抽真空速率測(cè)試，從0kPa抽真空至-20kPa應(yīng)≤10 min。OkPa抽真空至-50 kPa應(yīng)≤30min，抽真空速率會(huì)影響生產(chǎn)效率。

(4) 環(huán)氧乙烷、水蒸汽、空氣(或氮?dú)?的加入速率確認(rèn)，應(yīng)分別確認(rèn)并符合設(shè)備說(shuō)明書的要求。

(5) 溫度均勻性測(cè)試，溫度傳感器的數(shù)量至少為3個(gè)，同時(shí)滿足每立方米產(chǎn)品體積使用1個(gè)溫度傳感器；溫度傳感器布放應(yīng)平均分布在滅菌柜內(nèi)并保證可能的溫度冷點(diǎn)和熱點(diǎn)均被覆蓋(如柜內(nèi)最難加熱位置、柜門處或氣體加入口附近)3。畫出布放圖，對(duì)布放點(diǎn)進(jìn)行評(píng)審并保存記錄。

(6) 濕度均勻性測(cè)試，濕度傳感器的數(shù)量至少為2個(gè)，同時(shí)滿足每2.5m³柜室使用一個(gè)濕度傳感器，產(chǎn)品堆垛中央、邊緣和表面均被覆蓋3。畫出布放圖，對(duì)布放點(diǎn)進(jìn)行評(píng)審并保存記錄。

(7) 監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)確認(rèn)：當(dāng)溫度濕度探頭顯示溫度、濕度超出允許的偏差范圍，報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)啟動(dòng)，操作人員通過(guò)控制系統(tǒng)能使運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常值。

(8) 預(yù)處理時(shí)間確認(rèn)，對(duì)柜室和裝載產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)加熱和加濕，確保滅菌過(guò)程的實(shí)際溫濕度能達(dá)到預(yù)期值。記錄設(shè)備參數(shù)和時(shí)間。

2.3 性能鑒定

性能確認(rèn)包括物理性能確認(rèn)和微生物性能確認(rèn)。物理性能確認(rèn)又包括滅菌柜物理性能和產(chǎn)品物理性能的確認(rèn)。GB 18279.1—2015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生物指示物/生物負(fù)載法和過(guò)度殺滅法2種方法，基于方法的簡(jiǎn)易性和可操作性，本文對(duì)過(guò)度殺滅法中的半周期法進(jìn)行闡述。

2.3.1 包材選擇與裝載方式

(1) 包裝材料的選擇與評(píng)估，用于EO滅菌的包材應(yīng)考慮EO的穿透能有用醫(yī)用皺紋紙、無(wú)紡布、聚乙烯塑料袋等包裝材料，不采用不透氣的尼龍、聚氯乙烯、聚酯、各種金屬箔、玻璃紙、聚丙烯等做包裝材料。

(2) 裝載方式：裝載量和裝載密度，會(huì)直接影響滅菌柜內(nèi)的傳熱性和濕度、EO分布。產(chǎn)品堆垛之間應(yīng)留有足夠的空間，能夠使EO、水蒸氣和產(chǎn)品充分接觸。滿載滅菌，一般指裝載量為滅菌柜體積的80%。當(dāng)裝載方式發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行重新確認(rèn)或評(píng)估滅菌效果和產(chǎn)品性能。GB 18279.2—2015標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可裝載與待滅菌產(chǎn)品相似的填充料或待滅菌產(chǎn)品進(jìn)行性能確認(rèn)，但裝載填充料存在包裝、裝載密度與待滅菌產(chǎn)品不一致的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致兩者在EO穿透能力、傳熱、傳濕效率不一致，需重點(diǎn)關(guān)注。

2.3.2 微生物性能確認(rèn)

(1) 待滅菌產(chǎn)品的初始污染菌檢測(cè)。

按照GB/T 19973.1—2019《微生物學(xué)方法第1部分：產(chǎn)品上微生物總數(shù)的測(cè)定》，目的是證明待滅菌產(chǎn)品的生物抗力小于生物挑戰(zhàn)裝置的生物抗力。

(2) 生物挑戰(zhàn)裝置的制作和布放。

為達(dá)到10-?SAL的無(wú)菌保證水平，生物挑戰(zhàn)裝置一般用具有較強(qiáng)生物抗力的生物負(fù)載1.0×10?cfu/片以上的枯草桿菌黑色變種芽孢制作。將微生物接種于待滅菌產(chǎn)品上或?qū)⒕苯臃胖糜谧铍y滅菌位置。如待滅菌產(chǎn)品為注射器，應(yīng)將菌片放置在注射器管內(nèi)，塞好活塞，內(nèi)包封口，并將該裝置放置于包裝箱中部。生物挑戰(zhàn)裝置的數(shù)量要求，10m³以下的滅菌柜，3個(gè)/m³，至少為5個(gè)；10m³以上，每增加1m³增加1個(gè)生物挑戰(zhàn)裝置。3生物挑戰(zhàn)裝置均勻分布于滅菌柜內(nèi)，兼顧柜內(nèi)溫度濕度最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，預(yù)期最難滅菌的位置。

(3) 滅菌周期。

確認(rèn)影響EO滅菌效果有5個(gè)關(guān)鍵因素，即EO氣體濃度、時(shí)間、溫度、濕度和壓強(qiáng)。其中EO氣體濃度、溫度、濕度、壓強(qiáng)可依據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)初步確定，EO氣體濃度一般為600~900 g/m³；溫度一般為50~60℃；相對(duì)濕度一般為50%~80%。預(yù)處理抽真空壓強(qiáng)一般為-20~-50 kPa，EO暴露過(guò)程壓強(qiáng)常見(jiàn)的為-10~30 kPa(由預(yù)處理抽真空壓強(qiáng)和加EO量決定)³。選定以上范圍中的參數(shù)后，保證設(shè)備在設(shè)定參數(shù)允許的偏差范圍內(nèi)運(yùn)行，滅菌溫度偏差一般為±3℃，滅菌相對(duì)濕度偏差一般為±10%。然后對(duì)滅菌時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)。
短周期：依據(jù)生物指示劑的D值初步確認(rèn)短周期時(shí)間進(jìn)行滅菌，滅菌后應(yīng)有部分生物挑戰(zhàn)裝置微生物復(fù)長(zhǎng)，以證明生物挑戰(zhàn)裝置有足夠的生物抗力。

半周期：其他滅菌參數(shù)不變，在短周期時(shí)間的基力和解析能力，同時(shí)應(yīng)滿足醫(yī)療器械包裝完整性的礎(chǔ)上增加滅菌時(shí)間。同一參數(shù)，連續(xù)運(yùn)行3次，滅菌要求。常用的內(nèi)袋為紙塑袋，外箱為瓦楞紙箱。也后生物挑戰(zhàn)裝置微生物全部被滅活。則該時(shí)間可確定為半周期。

全周期：滅菌時(shí)間為半周期時(shí)間的2倍，其他參數(shù)不變，滅菌后生物挑戰(zhàn)裝置微生物全部被滅活。以上5個(gè)關(guān)鍵參數(shù)會(huì)相互影響，因此在實(shí)際操作中需要試錯(cuò)，才能確認(rèn)短周期和半周期。

2.3.3 物理性能確認(rèn)

(1) 滅菌柜物理性能確認(rèn)。

在完成以上周期時(shí)間確認(rèn)后，再進(jìn)行至少一次全周期運(yùn)行以證明該過(guò)程的可重復(fù)性，若參數(shù)符合設(shè)定要求并在允許的偏差范圍內(nèi)，則全周期滅菌參數(shù)即為批量生產(chǎn)的滅菌參數(shù)。EO加藥量需要采用壓強(qiáng)變化量、
EO質(zhì)量(減重法)、EO體積、探頭監(jiān)測(cè)的EO濃度中的2種途徑來(lái)確保EO加藥量準(zhǔn)確。換氣(排殘)次數(shù)和解析溫度直接影響EO解析的效果，因此應(yīng)確認(rèn)換氣次數(shù)和解析溫度，換氣次數(shù)一般為3~5次。

(2) 產(chǎn)品物理性能確認(rèn)。

EO滅菌具有強(qiáng)氧化性，會(huì)對(duì)部分材料和產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響，因此需對(duì)全周期滅菌后的產(chǎn)品按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)要求進(jìn)行產(chǎn)品性能檢測(cè)，其結(jié)果符合要求則證明該種滅菌方式和滅菌參數(shù)是可接受的。

(3) EO殘留解析驗(yàn)證。

全周期滅菌完成的產(chǎn)品EO殘留通常超標(biāo)，需要放置在特定條件的環(huán)境下解析一定時(shí)間，待EO殘留和其他性能指標(biāo)均檢驗(yàn)合格方可放行。解析驗(yàn)證結(jié)果應(yīng)明確解析時(shí)間、溫濕度要求、通風(fēng)條件、產(chǎn)品堆碼方式等。

2.3.4 產(chǎn)品放行

(1) 參數(shù)放行：通過(guò)確認(rèn)的參數(shù)進(jìn)行滅菌，并對(duì)該批的滅菌記錄參數(shù)(包括EO濃度、時(shí)間、溫度、濕度、壓強(qiáng)和裝載方式)進(jìn)行分析；有2個(gè)及以上的探頭直接測(cè)定柜內(nèi)溫濕度；過(guò)程參數(shù)與滅菌確認(rèn)的參數(shù)一致并在允許的偏差范圍內(nèi)，可依據(jù)參數(shù)放行。但每年至少要進(jìn)行一次再確認(rèn)。

(2)檢驗(yàn)放行：確認(rèn)滅菌參數(shù)，同時(shí)對(duì)生物指示劑培養(yǎng)或產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)菌檢驗(yàn)，結(jié)果顯示無(wú)菌方可放行。因生物指示劑的生物抗力通常強(qiáng)于產(chǎn)品，建議用生物指示劑培養(yǎng)的方式。

3 常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

3.1 溫濕度均勻性問(wèn)題

注冊(cè)人A，運(yùn)行鑒定中，空載溫度濕度均勻性很好，能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。但在驗(yàn)證滿載溫濕度均勻性時(shí)，用溫濕度巡檢儀反復(fù)探索，其最熱點(diǎn)和最冷點(diǎn)，同一布放點(diǎn)前后溫差達(dá)到20℃左右，濕度偏差達(dá)±20%，達(dá)不到預(yù)期要求。

原因：推測(cè)可能是預(yù)處理時(shí)間不夠，傳熱傳濕效率不足引起的。

措施：在其他設(shè)定參數(shù)不變的情況下，將預(yù)處理時(shí)間由2h增加到了5h。堆垛方式改進(jìn)，在層與層之間增加了有空隙的隔板，使空氣與產(chǎn)品包裝充分接觸，增加傳熱傳濕效率。采取措施后，其溫度均勻性達(dá)到均值的±5℃，相對(duì)濕度在均值的±10%內(nèi)。

3.2 無(wú)法確認(rèn)合理的滅菌周期時(shí)間

注冊(cè)人B，運(yùn)行鑒定時(shí)，空載滿載溫度濕度均勻性都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，其滅菌參數(shù)為，EO：500g/m³，相對(duì)溫度50℃±3℃，濕度60%±10%，滅菌壓強(qiáng)-10~0kPa。在摸索滅菌時(shí)間時(shí)，3、4和5h滅菌時(shí)間，生物挑戰(zhàn)裝置皆有復(fù)長(zhǎng)情況。

原因：EO濃度、溫度、濕度，壓強(qiáng)均在合理范圍內(nèi)。但溫濕度巡檢儀未放置在產(chǎn)品包裝內(nèi)，其檢測(cè)到的溫濕度不能代表產(chǎn)品的實(shí)時(shí)溫濕度。后將溫濕度巡檢儀放入產(chǎn)品包裝中做滿載溫濕度均勻性，證實(shí)產(chǎn)品實(shí)際溫濕度達(dá)不到預(yù)期要求。

措施：溫濕度巡檢儀放入產(chǎn)品包裝內(nèi)做滿載溫濕度均勻性，調(diào)整預(yù)處理時(shí)間和加熱溫度，產(chǎn)品溫濕度達(dá)到要求后再進(jìn)行性能鑒定。

3.3 包材、包裝方式不適宜

注冊(cè)人C，在解析驗(yàn)證過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)用PE塑料袋真空包裝的一次性使用醫(yī)用防護(hù)服在解析14 d后其EO殘留仍然比標(biāo)準(zhǔn)高出2倍。

原因：EO：600 g/m³，滅菌時(shí)間8h都在合理范圍內(nèi)，排除EO濃度過(guò)高和作用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的可能性。再進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品采用PE塑料袋真空包裝，解析時(shí)，EO較難穿透PE塑料袋，加之該產(chǎn)品采用真空包裝，限制了包裝內(nèi)EO與空氣之間的流動(dòng)性。

措施：將產(chǎn)品包裝換為紙塑袋，非真空包裝后，同樣的滅菌參數(shù)，解析7d就能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

醫(yī)療器械環(huán)氧乙烷滅菌過(guò)程確認(rèn)及常見(jiàn)問(wèn)題

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