浅谈医疗器械生产企业环氧乙烷灭菌的验证

姚思维

上海浦东金环医疗用品股份有限公司(上海，201204)

浅谈医疗器械生产企业环氧乙烷灭菌的验证

姚思维

上海浦东金环医疗用品股份有限公司(上海，201204)

目的医疗器械生产企业生产一次性使用耗材时需使用环氧乙烷灭菌柜进行灭菌处理，为保证产品产品质量，根据GMP要求必须对灭菌过程进行验证。该文介绍了环氧乙烷灭菌柜使用要求与技术参数，灭菌验证包括灭菌设备安装、运行和最终产品性能确认，各项确认试验的内容及方法。简述了灭菌验证流程及需要考虑的参数设置。

环氧乙烷;灭菌;灭菌验证

0 引言

无菌医疗器械(如一次性使用耗材)生产企业，既要保证医疗器械产品本身的性能要求，又要保证其无菌，并不会对人体造成伤害。如果仅凭检验每个产品的无菌性能是很难得到这样的结论，且不经济。上世纪80年已通过对灭菌过程的验证和确认的方法来确保灭菌的有效性。但各医疗器械企业会根据自身不同的产品、不同的设备乃至不同的操作人员而衍生出不同的验证过程。

“验证”的概念最早起源于美国，1992年世界卫生组织(WHO)颁布“药品生产质量管理规范”(GMP)，对验证工作提出了明确的规定和要求。同年我国颁布的“药品生产质量管理规范”(GMP)，也对验证工作提出了明确要求。然而无论是美国还是中国，在当时仅将验证的概念灌输于药品制造企业，并未渗透到医疗器械企业。

医疗器械生产企业进行工艺验证理由如下：

(1)法规要求：2009年12月国家食品药品监督管理局[2009]834号文发布了《医疗器械生产质量管理规范(试行)》，及《无菌、植入医疗器械的生产实施细则和检查评定标准(试行)的要求》。所有无菌、植入医疗器械生产企业于2011年1月1日起要执行此规范。其中明确了对生产工艺进行验证和确认，是确保无菌产品安全有效的关键环节。

(2)质量保证：验证的目的是确保产品质量，把产品对人体产生的风险或潜在风险降低到最低水平

(3)降低成本：一个验证过的工艺通常是一个比较有效的工艺，在生产过程中也代表可降低返工率、不合格品率等。

1 环氧乙烷灭菌验证

环氧乙烷灭菌验证是一个系统验证，影响其灭菌效果的参数很多，包括：环氧乙烷气体浓度、湿度、温度、时间等。要想这些参数间达到平衡，使最终的灭菌工艺稳定有效，就需要企业经过不断的摸索与试验。

环氧乙烷灭菌方法是将产品暴露在带适量惰性气体的环氧乙烷混合气体中，气体靠吸附或吸收与被灭菌物品作用，使之达到灭菌的目的。环氧乙烷(epoxyethane)是一种有机化合物，化学式是C2H4O，常温、常压下为无色气体，比空气重，密度为1.52，环氧乙烷气体穿透力强，能杀灭各种微生物包括细菌芽孢，且在灭菌的过程中不会损害被灭菌的物品。虽然环氧乙烷灭菌方法验证过程较为复杂，但实际效果稳定、经济，因此被广泛使用于医院、药品生产企业以及医疗器械生产企业中。

环氧乙烷灭菌程序包括预热、预湿、抽真空、通入气化环氧乙烷达到预定浓度、维持灭菌时间、清除灭菌柜内环氧乙烷气体、解析以去除灭菌物品内环氧乙烷的残留。

1.1验证方案的形成

首先，应对确认过程中可能影响灭菌有效性的添加物进行确认，如灭菌剂(通常为环氧乙烷(EO)与二氧化碳(CO2)的混合气体，混合比例通常在3：7)；生物指示物(芽胞为枯草杆菌黑色变种芽胞(ATCC9372),芽孢含量≥1.0×106cfu/只)；加湿蒸汽用水(纯化水)；清洗用气体(高纯度氮气)。此外，对产品包装是否适合环氧乙烷气体的穿透性也应先进行评估，应适宜采用适合环氧乙烷气体穿透，同时有阻菌性的材质制成的包装材料进行产品包装。

1.2验证

验证包括安装确认、运行确认和性能确认。

1.2.1安装确认(IQ)

安装确认包括灭菌柜设备的生产制造厂商已具备生产灭菌柜的资质；符合灭菌柜安装的环境及辅助设备(如真空泵、气化泵、加热系统等等)、计量器具、计算机操作系统、报警系统、电器系统等。因此，这些系统的完好性、有效性均应摆在首要确认。

1.2.2运行确认(OQ)

运行确认即对灭菌设备的运行有效性进行确认，从而确保其性能参数仍能符合相关国际标准。即符合ISO11135《医疗保健产品灭菌 环氧乙烷 第1部分：医疗器械灭菌过程开发、确认和常规控制要求》的相关应数据。

运行确认包括灭菌柜正压泄露速率、空载真空速率、空间湿度均匀性符合性和箱壁温度均匀性试验。正压泄露速率试验：在灭菌柜空载、密封、温度恒定的条件下加压至+50 kPa，保压60 min进行观察，期间泄露速率≤0.1 kPa /min时，可确认其是符合YY0503标准的。同理，当灭菌柜空载、密封、温度恒定的条件下加压至-50 kPa，保压60 min进行观察，期间泄露速率≤0.1 kPa /min时，可确认灭菌柜负压泄露速率符合要求。灭菌柜空载真空速率符合性试验：在灭菌柜、密封、温度恒定的条件下抽真空观察，当预真空至-15 kPa的时间≤6 min；预真空至-50 kPa的时间≤30 min，符合YY0503标准要求。空间湿度均匀性试验：在灭菌柜空载、密封、温度恒定的条件下，进行抽真空至-30 kPa，同时蒸汽压力加热至0.1MPa时，开始加湿，灭菌器通过加湿系统使柜内相对湿度达到至少75%以上，可确认灭菌柜加湿系统的有效性。灭菌柜箱壁温度均匀性试验：在灭菌柜空载的条件下，将规定数量的温度传感器按预设布点图放置于灭菌柜的内壁上；以10 cm3灭菌柜为例，可最少采用10支温度传感器进行分布，启动加热、循环系统，当控制温度为53℃时，观察各监测点的温度值，最大温差≤±3℃，确认了灭菌柜内箱壁温度均匀性符合国际标准要求；相同参数和要求下，将10支温度传感器按预设布点图放置于灭菌柜内的空间中，即可确认灭菌柜内空间温度的均匀性。

1.2.3性能确认(PQ)

性能确认的项目包括了物理性能的确认、微生物确认和产品合格性确认。首先应考虑在灭菌柜需灭菌的产品品种、包装尺寸、数量、重量，计算出产品单个密度。如从经济角度出发，在灭菌柜中预计放入多种包装型式的不同产品，应先进行所有产品的评估和计算，包括预计灭菌的产品其包装型式和材料应是适合环氧乙烷灭菌的，最后确认以包装型式最为复杂、单个产品密度最高的产品作为性能确认(PQ)的待灭产品。

为确保在灭菌过程中环氧乙烷气体能有效穿透产品以及在柜内流通均匀，灭菌物品应至少与柜壁间隔超过5～10 cm；同时每一包装单元间也应有适宜的间隔；所有灭菌物品的装载应最多占柜内空间的80%。

1.2.3.1物理性能确认

灭菌柜满载温度均匀性确认，在灭菌柜满载的条件下，将10只温度传感器、4只湿度传感器均匀分布在灭菌负载包装箱内，启动加热/循环系统，在达到灭菌工艺所需温度(温度不低于50℃)和湿度时，记录所有传感器的温度值和湿度值并延续8小时。所有温度传感器间温度的最大偏差≤10℃；在延续的8小时灭菌时间内湿度在45～75%RH间。

1.2.3.2微生物性能确认

微生物性能确认的方法常规有3种：存活曲线法、部分阴性法、半周期法。通常对企业来说，半周期法更经济实惠，也更易操作。该方法是在除时间因素外所有其它过程参数均保持不变的情况下，确定无存活菌的EO最短作用时间，再重复两次实验来证实该最短灭菌时间，两次重复试验均应表明生物指示物上的无菌生长。规定的作用时间应至少为最短灭菌时间的2倍。做微生物学性能产品，应采用与其常规灭菌相同的包装，同时应把指示物放置在整个被灭菌物品中具代表性的部位和最难灭菌的位置。

如：初始灭菌作用时间为2小时作为第一次试验，如发现菌存活；第二次作用时间为3小时，如发现无菌生长，则再作用时间为4小时，仍然发现无菌生长，则选取4小时再重复二次。3次4小时下来，均无菌生长，则确定4小时为半时循环时间。因此最后一次选择8小时作用，以此确认灭菌时间的可靠性。在上述试验除时间参数外，其余所有参数(温度、湿度、真空度等)均保持相同，因此可得出适合该灭菌柜灭菌产品的有效灭菌参数。

1.2.3.3产品合格性确认

稳定性确认，可取连续几批进行检查测试，包括：包装外观检查应无破裂，无变形，无明显肿胀；微生物检测生物指示与产品无菌试验除阳性对照外不得有阳性出现。

在得出这个灭菌参数结论后，在日常灭菌操作中遵守这些参数要求，确保日常灭菌的有效性。由于灭菌过程是一个特殊过程，关乎企业命脉，应每年进行一次再确认。

我国是生产一次性医疗器械耗材最多的国家之一。环氧乙烷灭菌器的技术水平与先进国家的水平间的差距不大，然而，规范、有效的使用环氧乙烷灭菌器需要企业进行科学、严谨的环氧乙烷灭菌验证过程的确认。

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[4] YY 0503-2005 环氧乙烷灭菌器行业标准[P].

[5] 徐文强、杨文沛.药品生产过程验证[M].中国医药科技出版社：北京，2008.

新型骨组织仿生支架材料

东华大学生物科学与技术研究所应用电纺丝技术结合新型的形状记忆聚合物，研制出一种具有形状记忆效应的组织工程仿生支架。

骨折是常见的骨科伤病，约有10%的患者会因骨折愈合钢钉取出后在骨头上留下骨钉孔，存在再骨折的危险。如何降低再骨折发生率，对骨的力学缺陷进行“补强”是研究的方向。

新型骨组织工程仿生支架不仅具有仿生天然骨纳米纤维的结构特点、促进骨细胞生长的成骨性能，而且能在体温作用下发生形状记忆恢复，致密地填充钉道缺损部位，降低骨折间隙。同时，该支架还具有生物降解的特性，能较好与原来的骨组织相容，不需要再次取出。

(本刊讯)

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

姚思维：E-mail:ysw1000@163.com

R613

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1674-1242(2014)01-0060-03

2014-03-10)