姚思維

上海浦東金環(huán)醫(yī)療用品股份有限公司(上海，201204)

淺談醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)環(huán)氧乙烷滅菌的驗證

姚思維

上海浦東金環(huán)醫(yī)療用品股份有限公司(上海，201204)

目的醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)一次性使用耗材時需使用環(huán)氧乙烷滅菌柜進行滅菌處理，為保證產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量，根據(jù)GMP要求必須對滅菌過程進行驗證。該文介紹了環(huán)氧乙烷滅菌柜使用要求與技術(shù)參數(shù)，滅菌驗證包括滅菌設(shè)備安裝、運行和最終產(chǎn)品性能確認，各項確認試驗的內(nèi)容及方法。簡述了滅菌驗證流程及需要考慮的參數(shù)設(shè)置。

環(huán)氧乙烷;滅菌;滅菌驗證

0 引言

無菌醫(yī)療器械(如一次性使用耗材)生產(chǎn)企業(yè)，既要保證醫(yī)療器械產(chǎn)品本身的性能要求，又要保證其無菌，并不會對人體造成傷害。如果僅憑檢驗每個產(chǎn)品的無菌性能是很難得到這樣的結(jié)論，且不經(jīng)濟。上世紀80年已通過對滅菌過程的驗證和確認的方法來確保滅菌的有效性。但各醫(yī)療器械企業(yè)會根據(jù)自身不同的產(chǎn)品、不同的設(shè)備乃至不同的操作人員而衍生出不同的驗證過程。

“驗證”的概念最早起源于美國，1992年世界衛(wèi)生組織(WHO)頒布“藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范”(GMP)，對驗證工作提出了明確的規(guī)定和要求。同年我國頒布的“藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范”(GMP)，也對驗證工作提出了明確要求。然而無論是美國還是中國，在當時僅將驗證的概念灌輸于藥品制造企業(yè)，并未滲透到醫(yī)療器械企業(yè)。

醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)進行工藝驗證理由如下：

(1)法規(guī)要求：2009年12月國家食品藥品監(jiān)督管理局[2009]834號文發(fā)布了《醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(試行)》，及《無菌、植入醫(yī)療器械的生產(chǎn)實施細則和檢查評定標準(試行)的要求》。所有無菌、植入醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)于2011年1月1日起要執(zhí)行此規(guī)范。其中明確了對生產(chǎn)工藝進行驗證和確認，是確保無菌產(chǎn)品安全有效的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(2)質(zhì)量保證：驗證的目的是確保產(chǎn)品質(zhì)量，把產(chǎn)品對人體產(chǎn)生的風(fēng)險或潛在風(fēng)險降低到最低水平

(3)降低成本：一個驗證過的工藝通常是一個比較有效的工藝，在生產(chǎn)過程中也代表可降低返工率、不合格品率等。

1 環(huán)氧乙烷滅菌驗證

環(huán)氧乙烷滅菌驗證是一個系統(tǒng)驗證，影響其滅菌效果的參數(shù)很多，包括：環(huán)氧乙烷氣體濃度、濕度、溫度、時間等。要想這些參數(shù)間達到平衡，使最終的滅菌工藝穩(wěn)定有效，就需要企業(yè)經(jīng)過不斷的摸索與試驗。

環(huán)氧乙烷滅菌方法是將產(chǎn)品暴露在帶適量惰性氣體的環(huán)氧乙烷混合氣體中，氣體靠吸附或吸收與被滅菌物品作用，使之達到滅菌的目的。環(huán)氧乙烷(epoxyethane)是一種有機化合物，化學(xué)式是C2H4O，常溫、常壓下為無色氣體，比空氣重，密度為1.52，環(huán)氧乙烷氣體穿透力強，能殺滅各種微生物包括細菌芽孢，且在滅菌的過程中不會損害被滅菌的物品。雖然環(huán)氧乙烷滅菌方法驗證過程較為復(fù)雜，但實際效果穩(wěn)定、經(jīng)濟，因此被廣泛使用于醫(yī)院、藥品生產(chǎn)企業(yè)以及醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)中。

環(huán)氧乙烷滅菌程序包括預(yù)熱、預(yù)濕、抽真空、通入氣化環(huán)氧乙烷達到預(yù)定濃度、維持滅菌時間、清除滅菌柜內(nèi)環(huán)氧乙烷氣體、解析以去除滅菌物品內(nèi)環(huán)氧乙烷的殘留。

1.1驗證方案的形成

首先，應(yīng)對確認過程中可能影響滅菌有效性的添加物進行確認，如滅菌劑(通常為環(huán)氧乙烷(EO)與二氧化碳(CO2)的混合氣體，混合比例通常在3：7)；生物指示物(芽胞為枯草桿菌黑色變種芽胞(ATCC9372),芽孢含量≥1.0×106cfu/只)；加濕蒸汽用水(純化水)；清洗用氣體(高純度氮氣)。此外，對產(chǎn)品包裝是否適合環(huán)氧乙烷氣體的穿透性也應(yīng)先進行評估，應(yīng)適宜采用適合環(huán)氧乙烷氣體穿透，同時有阻菌性的材質(zhì)制成的包裝材料進行產(chǎn)品包裝。

1.2驗證

驗證包括安裝確認、運行確認和性能確認。

1.2.1安裝確認(IQ)

安裝確認包括滅菌柜設(shè)備的生產(chǎn)制造廠商已具備生產(chǎn)滅菌柜的資質(zhì)；符合滅菌柜安裝的環(huán)境及輔助設(shè)備(如真空泵、氣化泵、加熱系統(tǒng)等等)、計量器具、計算機操作系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等。因此，這些系統(tǒng)的完好性、有效性均應(yīng)擺在首要確認。

1.2.2運行確認(OQ)

運行確認即對滅菌設(shè)備的運行有效性進行確認，從而確保其性能參數(shù)仍能符合相關(guān)國際標準。即符合ISO11135《醫(yī)療保健產(chǎn)品滅菌 環(huán)氧乙烷 第1部分：醫(yī)療器械滅菌過程開發(fā)、確認和常規(guī)控制要求》的相關(guān)應(yīng)數(shù)據(jù)。

運行確認包括滅菌柜正壓泄露速率、空載真空速率、空間濕度均勻性符合性和箱壁溫度均勻性試驗。正壓泄露速率試驗：在滅菌柜空載、密封、溫度恒定的條件下加壓至+50 kPa，保壓60 min進行觀察，期間泄露速率≤0.1 kPa /min時，可確認其是符合YY0503標準的。同理，當滅菌柜空載、密封、溫度恒定的條件下加壓至-50 kPa，保壓60 min進行觀察，期間泄露速率≤0.1 kPa /min時，可確認滅菌柜負壓泄露速率符合要求。滅菌柜空載真空速率符合性試驗：在滅菌柜、密封、溫度恒定的條件下抽真空觀察，當預(yù)真空至-15 kPa的時間≤6 min；預(yù)真空至-50 kPa的時間≤30 min，符合YY0503標準要求?？臻g濕度均勻性試驗：在滅菌柜空載、密封、溫度恒定的條件下，進行抽真空至-30 kPa，同時蒸汽壓力加熱至0.1MPa時，開始加濕，滅菌器通過加濕系統(tǒng)使柜內(nèi)相對濕度達到至少75%以上，可確認滅菌柜加濕系統(tǒng)的有效性。滅菌柜箱壁溫度均勻性試驗：在滅菌柜空載的條件下，將規(guī)定數(shù)量的溫度傳感器按預(yù)設(shè)布點圖放置于滅菌柜的內(nèi)壁上；以10 cm3滅菌柜為例，可最少采用10支溫度傳感器進行分布，啟動加熱、循環(huán)系統(tǒng)，當控制溫度為53℃時，觀察各監(jiān)測點的溫度值，最大溫差≤±3℃，確認了滅菌柜內(nèi)箱壁溫度均勻性符合國際標準要求；相同參數(shù)和要求下，將10支溫度傳感器按預(yù)設(shè)布點圖放置于滅菌柜內(nèi)的空間中，即可確認滅菌柜內(nèi)空間溫度的均勻性。

1.2.3性能確認(PQ)

性能確認的項目包括了物理性能的確認、微生物確認和產(chǎn)品合格性確認。首先應(yīng)考慮在滅菌柜需滅菌的產(chǎn)品品種、包裝尺寸、數(shù)量、重量，計算出產(chǎn)品單個密度。如從經(jīng)濟角度出發(fā)，在滅菌柜中預(yù)計放入多種包裝型式的不同產(chǎn)品，應(yīng)先進行所有產(chǎn)品的評估和計算，包括預(yù)計滅菌的產(chǎn)品其包裝型式和材料應(yīng)是適合環(huán)氧乙烷滅菌的，最后確認以包裝型式最為復(fù)雜、單個產(chǎn)品密度最高的產(chǎn)品作為性能確認(PQ)的待滅產(chǎn)品。

為確保在滅菌過程中環(huán)氧乙烷氣體能有效穿透產(chǎn)品以及在柜內(nèi)流通均勻，滅菌物品應(yīng)至少與柜壁間隔超過5～10 cm；同時每一包裝單元間也應(yīng)有適宜的間隔；所有滅菌物品的裝載應(yīng)最多占柜內(nèi)空間的80%。

1.2.3.1物理性能確認

滅菌柜滿載溫度均勻性確認，在滅菌柜滿載的條件下，將10只溫度傳感器、4只濕度傳感器均勻分布在滅菌負載包裝箱內(nèi)，啟動加熱/循環(huán)系統(tǒng)，在達到滅菌工藝所需溫度(溫度不低于50℃)和濕度時，記錄所有傳感器的溫度值和濕度值并延續(xù)8小時。所有溫度傳感器間溫度的最大偏差≤10℃；在延續(xù)的8小時滅菌時間內(nèi)濕度在45～75%RH間。

1.2.3.2微生物性能確認

微生物性能確認的方法常規(guī)有3種：存活曲線法、部分陰性法、半周期法。通常對企業(yè)來說，半周期法更經(jīng)濟實惠，也更易操作。該方法是在除時間因素外所有其它過程參數(shù)均保持不變的情況下，確定無存活菌的EO最短作用時間，再重復(fù)兩次實驗來證實該最短滅菌時間，兩次重復(fù)試驗均應(yīng)表明生物指示物上的無菌生長。規(guī)定的作用時間應(yīng)至少為最短滅菌時間的2倍。做微生物學(xué)性能產(chǎn)品，應(yīng)采用與其常規(guī)滅菌相同的包裝，同時應(yīng)把指示物放置在整個被滅菌物品中具代表性的部位和最難滅菌的位置。

如：初始滅菌作用時間為2小時作為第一次試驗，如發(fā)現(xiàn)菌存活；第二次作用時間為3小時，如發(fā)現(xiàn)無菌生長，則再作用時間為4小時，仍然發(fā)現(xiàn)無菌生長，則選取4小時再重復(fù)二次。3次4小時下來，均無菌生長，則確定4小時為半時循環(huán)時間。因此最后一次選擇8小時作用，以此確認滅菌時間的可靠性。在上述試驗除時間參數(shù)外，其余所有參數(shù)(溫度、濕度、真空度等)均保持相同，因此可得出適合該滅菌柜滅菌產(chǎn)品的有效滅菌參數(shù)。

1.2.3.3產(chǎn)品合格性確認

穩(wěn)定性確認，可取連續(xù)幾批進行檢查測試，包括：包裝外觀檢查應(yīng)無破裂，無變形，無明顯腫脹；微生物檢測生物指示與產(chǎn)品無菌試驗除陽性對照外不得有陽性出現(xiàn)。

在得出這個滅菌參數(shù)結(jié)論后，在日常滅菌操作中遵守這些參數(shù)要求，確保日常滅菌的有效性。由于滅菌過程是一個特殊過程，關(guān)乎企業(yè)命脈，應(yīng)每年進行一次再確認。

我國是生產(chǎn)一次性醫(yī)療器械耗材最多的國家之一。環(huán)氧乙烷滅菌器的技術(shù)水平與先進國家的水平間的差距不大，然而，規(guī)范、有效的使用環(huán)氧乙烷滅菌器需要企業(yè)進行科學(xué)、嚴謹?shù)沫h(huán)氧乙烷滅菌驗證過程的確認。

[1] 弗里德里克·卡利登，詹姆斯·艾蓋洛柯.無菌制藥工藝的驗證[M] ， 上?？茖W(xué)普及出版社 ：上海，2001.

[2] 李光甫，白慧良.中藥飲片GMP實施指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社：北京，2005.

[3] ISO 11135-2007 醫(yī)療保健產(chǎn)品滅菌 環(huán)氧乙烷 第1部分：醫(yī)療器 械滅菌過程開發(fā)、確認和常規(guī)控制要求[P].

[4] YY 0503-2005 環(huán)氧乙烷滅菌器行業(yè)標準[P].

[5] 徐文強、楊文沛.藥品生產(chǎn)過程驗證[M].中國醫(yī)藥科技出版社：北京，2008.

新型骨組織仿生支架材料

東華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)研究所應(yīng)用電紡絲技術(shù)結(jié)合新型的形狀記憶聚合物，研制出一種具有形狀記憶效應(yīng)的組織工程仿生支架。

骨折是常見的骨科傷病，約有10%的患者會因骨折愈合鋼釘取出后在骨頭上留下骨釘孔，存在再骨折的危險。如何降低再骨折發(fā)生率，對骨的力學(xué)缺陷進行“補強”是研究的方向。

新型骨組織工程仿生支架不僅具有仿生天然骨納米纖維的結(jié)構(gòu)特點、促進骨細胞生長的成骨性能，而且能在體溫作用下發(fā)生形狀記憶恢復(fù)，致密地填充釘?shù)廊睋p部位，降低骨折間隙。同時，該支架還具有生物降解的特性，能較好與原來的骨組織相容，不需要再次取出。

(本刊訊)

ValidationofaMedicalDeviceManufacturingEnterpriseofEthyleneOxideSterilization

Yao Siwei

Shanghai Pudong Jinhuan Mdical Supplies Limited Company (Shanghai, 201204)

The medical device production enterprise production of disposable consumables required epoxy ethane sterilizing cabinet for sterilizing, to ensure product quality, according to the requirements of the GMP must be the sterilization process validation. This paper introduces requires the use of ethylene oxide sterilization cabinet and the technical parameters, including validation of sterilization equipment installation, operation and performance of the final products, confirm the content and method of the test. The need to set the parameters and the sterilization validation process.

ethylene oxide , sterilization, sterilization validation

10.3969/j.issn.1674-1242.2014.01.014

姚思維：E-mail:ysw1000@163.com

R613

B

1674-1242(2014)01-0060-03

2014-03-10)