医疗机构分子筛制氧设备的应用现状、问题及对策*

姜茂刚 罗二平 申广浩 漆家学 栗文彬

医疗机构分子筛制氧设备的应用现状、问题及对策*

姜茂刚①罗二平①申广浩①漆家学①栗文彬②*

针对目前医疗机构分子筛制氧(MSOG)设备的使用现状及存在的问题，通过对比国内外对MSOG设备使用监管情况，梳理、汇总国家相关法规文件，分析国内在MSOG设备监管中的不足。MSOG设备作为医疗器械，目前尚无质量监测方面的具体规定，且存在超范围使用的情况，加强医用分子筛制取富氧空气在临床使用的监管刻不容缓。介绍膜分离制氧技术在医用氧行业中的应用进展，该技术有望为医院提供一种全新的医用氧解决方案。

分子筛；医用氧；富氧空气；膜分离

氧气在临床医疗上应用十分广泛，在医疗气体中用量最大，可用于缺氧患者的治疗及急救、缺氧环境的补氧和正常人群的保健和疲劳恢复。根据氧浓度不同，临床用氧可分为医用氧和富氧空气两种[1]。医用氧是指临床用于缺氧的预防和治疗的氧气，其质量的好坏直接关系到医疗质量和生命安全[2]。医用氧包括气态氧和液态氧，其中气态氧自1953年起便被收入《中华人民共和国药典》(简称中国药典)，而液态氧则于2010年作为新药被正式收入中国药典，在临床上将医用氧划为处方药进行管理，按类别划分为化学药第六类。根据最新的中国药典(2015年版)和国家标准GB 8982-2009“医用及航空呼吸用氧”规定，医用氧含氧≥99.5%，并按照《药品管理法》等法律法规，对医用氧的生产实行批准文号药品和生产许可证，并实施安全标准药品新版良好生产规范(good manufacturing practice，GMP)认证，以保证医用氧的质量[2]。

富氧空气(93%氧)是按“用于医用气体管道系统的氧气浓缩器供气系统》”要求制备的富氧空气，含氧应为90.0%～96.0%，剩余的组分主要是氩气和氮气。2012年国家食品药品监督管理局颁布药品标准(WS1-XG-008-2012)，规定93%浓度氧气为“富氧空气”。中国药典(2015年版)并未将富氧空气(93%氧)收录。

目前，医疗机构临床用氧制取方式主要有深冷法、分子筛制氧(molecular sieve oxygen generation，MSOG)、膜分离法等[4-5]。其中MSOG由于具有工作能耗较低、操作相对简单、安全性好、规模不限、可连续生产等优点，使用越来越广泛，约50%部队医院购置了MSOG机进行现场制氧，但随之也产生许多问题[6]。

1 MSOG工作原理及存在问题

1.1 工作原理

MSOG设备采用变压吸附(pressure swing adsorption，PSA)技术，其工作原理为吸附剂(一般为沸石)在不同压力下对氮的吸附容量不同，加压时对氮的吸附容量增加，反之减少。利用这种特性，通过压力变化，在充填吸附剂的吸附塔内，形成加压吸附、减压解吸的快速循环过程，分离空气中的氧气和氮气，然后再滤除氧气中的有害物质，从而获取浓度范围在90%～96%的氧气[7-8]。

1.2 存在问题

(1)氧浓度有限。由于变压吸附法存在技术瓶颈(氧气分子和氩气分子物理尺寸相近，分子筛制取氧气的同时也会将氩气富集)，MSOG设备的产氧浓度极限只能达到96%。不符合中国药典(2015年版)和国家标准GB8982-2009“医用及航空呼吸用氧”的要求，不能作为“医用氧”，应被称为“富氧空气”。在实际使用中，据中国医用气体及工程行业协会调查，全国使用MSOG设备的医院90%以上均不达标，甚至产氧浓度水平仅有70%～80%[9]。

(2)临床使用范围有限。呼吸机、麻醉机等急救设备必须使用医用氧，而MSOG的浓度水平在90%～96%之间，且不稳定，医用气体质量难以保证。如果采用分子筛提供氧气，医护人员将无法正确设定急救设备的氧浓度参数，这不仅会影响临床治疗的效果、给患者的救治带来风险，而且会损坏医疗设备，甚至会招致患者的维权和投诉，除非边远山区或无没有条件的低等级医院[9]。

(3)后期维护成本大。分子筛吸附剂寿命仅有3年，在使用过程中性能会逐渐下降，导致出现分子筛粉化、氧气浓度上升速度慢、氧浓度不达标等问题，需定期更换吸附剂，其费用占设备费的60%～70%[11-13]。

(4)医疗收费标准不清。MSOG设备生产的“富氧空气”不在国家公布的医疗收费目录内，若按医用氧标准收费有假药之嫌[9]。

2 国外MSOG监管应用情况

美国、欧盟等发达国家和地区对临床用氧有严格的监管机制和健全的规章制度，其医疗机构主要采用液氧供氧。分子筛被认为是保健器械，很少有医院采用MSOG设备自制氧气，即使采用MSOG，也均为独立管道，供患者保健辅助治疗，与医用氧管道并不混用。美国将大型MSOG设备列为制药机械管理，美国国家药典自1990年开始即收录利用分子筛变压吸附法生产的氧浓度90%～96%的富氧空气，并命名为“Oxygen 93 Percent”，即“93%氧”，其2006年版美国国家药典(USP30)亦将其收录，主要用于辅助治疗，或在医生的监控下用于氧气治疗，不能用于生命支持且不具备患者的监测功能，质量须符合现行药品生产管理规范(current good manufacturing practice，CGMP)要求[14]。美国监管部门认为医用氧与富氧空气的用途截然不同，所以规定医院必须明示患者，所使用的是99.5%的医用氧，还是93%的富氧空气。欧盟将大型MSOG设备列为医疗机械管理，限定PSA法MSOG浓度水平必须在94%以上，供应分子筛变压吸附设备的厂家须在其供货合同中说明利用该设备制取的氧气含量最低值，并做出临界值的警示。加拿大只有部分偏远医院使用PSA制氧。

3 国内MSOG监管应用情况

自20世纪90年代我国引进医用MSOG系统以来，MSOG设备在医疗机构中的应用已有20余年，但对其安全性和经济性，一直存在能否满足临床使用需求的争议。我国将医用MSOG设备列入二类医疗器械，属于手术室急救设备范围。MSOG设备必须取得“医疗器械注册许可证”以及符合医药行业标准YY/T0298-l998“医用分子筛制氧设备通用技术规范”，分子筛变压吸附法制取的氧气未按药品管理，制氧设备的流通与使用采取的是备案制[15]。随着医用MSOG设备在医疗机构的广泛使用，自2003年起，监管部门开始加强对分子筛变压吸附制取富氧气体的监管，相继出台了一系列国家标准。

2003年，国家食品药品监管局印发了“关于医用氧管理问题的通知”(国食药监办[2003]144号)，对医用氧的临床医疗使用及管理等事宜做出了明确规定，指出“医用分子筛变压吸附法制取的氧气，其质量标准正在由国家药典委员会组织制定中，在该标准颁布执行前，暂不对该方法制取的氧气实行药品批准文号管理，也暂不发放‘医疗机构制剂许可证’”。

2010年5月，国家质检总局和标准化管理委员会颁布了GB 8982-2009“医用及航空呼吸用氧”新标准，该标准拓宽了氧浓度的界定范围，取消了只针对“低温制氧方法” 氧浓度水平≥99.5%的规定，将常温空分方法也包含进来。至此，无论采用何种制氧方法，医用氧的氧气浓度水平必须达到99.5%，这与中国药典(2015年版)的要求相符。中国药典是药品的监管法典，非药品的名称词典，因此将未列在中国药典中的“富氧空气”直接用于临床治疗中将会承担法律风险。

2010年12月，国家食品药品监管局下发关于“医用气体管道系统用氧气浓缩器供气系统”(食药监办械函[2010]564号)的文件中明确指出，在ICU、手术中不得使用富氧空气，并要求全国各级医疗机构立即开展自查，不得超范围使用MSOG机；建议各级医疗机构对MSOG系统进行整改，务必达到医用氧国家标准要求。该文件中首次将“分子筛氧气”定为“富氧空气”，不再属于“医用氧”范畴。

2014年2月，国家卫生计生委制定卫生行业标准WS435-2013“医院医院气体系统运行管理”，指出医院应根据自身特点，设置符合医疗要求的医用氧供应模式，更加明确医疗手术部不得使用富氧空气。

2016年1月颁布的医药合行标准YY1468-2016“用于医用气体管道系统的氧气浓缩器供气系统”，将取代YY/T0298-1998“医用分子筛制氧设备通用技术规范”，于2018年实施，成为新的强制性行业标准，标志着国家对以保健为目的的医用MSOG设备的监管将更加严厉，若达不到富氧空气90%的最低浓度要求，医疗机构将被限定整改，厂家将接受经济处罚并被吊销医疗器械生产许可证。

4 MSOG监管措施

目前，医用MSOG设备的管理日趋严格规范，已经使用MSOG的医疗机构应该客观看待国家现阶段的过渡监管政策。对于监管机构而言，要尽快完善医用氧监管法律法规，从而保障医疗行业的用氧安全。国内已有专家提出将富氧空气纳入医疗机构制剂实施管理的建议，对其产出气体应采取动态监控和管理，此举有利于对富氧空气质量的控制。但国家要求医院制剂需取得批准文号，软件和硬件要求非常严格，也给医疗机构带来一定困难。

2017年8月31日，国家食品药品监督管理总局发布了新的《医疗器械分类目录》，首次将医用膜分离制氧机列入。膜分离制氧机不同于MSOG设备，基于膜材料自身特性，可直接将空气中的氧、氮及氩进行分离，制取纯度高达99.5%以上的合格医用氧，并于2012年取得了医疗器械注册证[16]。该设备满足医用氧品质，全寿命使用成本低，有望成为现代化医院中心供氧的首选氧源。

5 结语

临床用氧的质量直接关系患者的安全和健康，亟待制订对富氧空气的监督管理要求。使用MSOG设备作为供氧源的医疗机构日益增多，为了保证医疗机构使用氧气的安全、经济和合法性，加强医用分子筛制取富氧空气在临床使用的监管刻不容缓[17]。

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Application status, problems and countermeasures of molecular sieve oxygen generating equipment in medical institutions

/JIANG Mao-gang, LUO Er-ping, SHEN Guang-hao, et al

Aim at the present status and problems of molecular sieve oxygen generation(MSOG)equipment in medical institutions, this paper analyzed the loopholes in the supervision of domestic molecular sieve oxygen generation(MSOG) equipment through comparing the domestic and international supervision for these equipment, and carding and gathering relevant domestic laws and regulations. As medical apparatus and instruments, there was no specific provisions of quality monitoring for MSOG, and the usage of MSOG sometime exceeded out use range in practice. It is urgent to strengthen the supervision for using medical molecular sieve in clinical practice. On the other hand, this paper introduced the application development of membrane separation oxygen generation technique in medical oxygen industry, and it was pointed out that this technique is hopeful to provide a new solution for medical oxygen treatment.

Molecular sieve; Medical oxygen; Oxygenized air; Membrane separation

School of Biomedical Engineering, The Fourth Military Medical University, Xi’an 710032,China.

姜茂刚,男,(1987- ),硕士，讲师。第四军医大学生物医学工程学院，从事军队卫生装备方面的研究工作。

1672-8270(2017)12-0146-03

R197.39

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.040

军事医学创新专项(13CXZ010)“野战医用高纯氧制备新技术及新装备的应用研究”

①第四军医大学生物医学工程学院 陕西 西安 710032

②第四军医大学第一附属医院 陕西 西安 710032

*通讯作者：ghlulu@fmmu.edu.cn

//China Medical Equipment,2017,14(12):146-148.

2017-09-06