EO灭菌验证

医疗器械环氧乙烷灭菌工艺过程确认和控制（ISO11135：2014）李元春高级审核员•规定医疗器械产品在工业与医疗保健机构的EO灭菌过程的开发，确认和常规控制要求。•不适用与ISO2007版相同范围部分引用标准ISO11135：2014医疗保健产品灭菌-环氧乙烷医疗器械灭菌过程开发、确认和常规控制要求ISO10993-7医疗器械生物学评价第7部分环氧乙烷残留量ISO11607-1，-2《最终灭菌医疗器械包装》ISO11737-1医疗保健产品灭菌微生物学方法第1部分产品微生物数量的测定ISO11737-2医疗器械灭菌微生物学方法第2部分确认灭菌过程的无菌试验GB18279:2000/idtISO11135:94术语34个2007版取消原来12个；ISO11135:2007术语48个，增加生物负载，化学指示物D值/D10值，过度杀灭，过程变量等27个；ISO11135-2014术语58个比2007标准增加10个10露点、13暴露时间、18医疗保健机构、31加工组、33产品族、38重复使用医疗器械、40一次性使用医疗器械、44个无菌屏障系统、45个无菌状态、58个新材料。术语和定义2007版与2014版区别2007版第二部分主要为医疗机构应用指南（规范）2014版将医疗保机构已纳入正式标准范围中。具体2007版与2014版具体内容区别在后边阐述中介绍。质量体系质量体系按ISO13485标准中适用条款进行文件控制管理职责：职责权限、资源管理、人员、基础设施及所需环境产品实现设计产品生命周期：设计开发过程、过程控制、采购、标识可追溯性、监视和测量装置、产品监视和测量产品放行。测量、分析和改进：不合格品控制实施风险管理，安全有效，纠正和预防措施程序，上述均形成文件化的程序记录。灭菌剂特征要求：环氧乙烷灭菌效果识别影响灭菌效果因素评价对材料的影响识别人员安全，环境防护要求环氧乙烷气体的性质环氧乙烷气体又名氧化乙烯或氧丙烷。分子式为C2H4O,分子量44.05，具有芳香的醚味，常温常压下，易燃、易爆的有毒物质，与空气混合后爆炸极限是2.6—100%（V/V)4℃时比重是0.884，沸点为10.8℃，其密度为1.52g/cm3EO气体从水中溢出溶解在水中，可形成二次毒性；温度高于40℃开始聚合反应，影响灭菌效果，为提高安全通常用CO2或其他惰性气体作为稀释剂，安全使用。环氧乙烷灭菌机理EO经羟基化（-CH2-CH2-O)与菌体内蛋白质上的游离羧基（-COOH)、硫氢基（-SH）、氨基（-NH2)和羟基（-OH）等活性基团发生烷基化作用，取代不稳定氢原子，使酶代谢过程发生障碍，失去了基本代谢中反应基，从而导致微生物死亡。EO可与蛋白质上的DNA和RNA发生烷基化作用，导致微生物的灭活。优点：EO气体灭菌通常50-60度低温下可进行灭菌，可用于不耐高温物品，温度湿度较敏感的物品的高效消毒剂；对所有微生物，包括芽孢均可进行杀灭；穿透力强，可以在包装状态下进行灭菌；对金属无腐蚀作用：包括纯EO与EO与CO2或氮气的混合物。缺点：灭菌所需时间长；毒性，可燃性，易爆；可发生化学反应生成化合物，在一定条件下发生二次化合；EO的储存条件和有效期做出适用规定。环氧乙烷灭菌优缺点灭菌装置EO灭菌方法是目前灭菌方法中最复杂，最难控制的灭菌方法，有众多因素参与，影响EO灭菌效果影响环氧乙烷灭菌的主要因素产品构，产品材料产品包装材料，形式产品摆放方式微生物数量，种类真空度温度相对温度浓度时间直接影响环氧乙烷灭菌效果重要因素重要影响因素温度：温度对EO杀灭效果有显著影响与灭菌时间，物体穿透能力密切相关，在相同条件下，温度越高D值越小及所需灭菌时间越短。温度每升高10℃，D值至少减少1/2，灭菌时间缩短一半，但当温度高的足以使EO发挥最大作用，再升高温度，杀菌作用不再加强。重要影响因素相对湿度：相对湿度被灭菌物品的含水量，微生物本身的干燥程度及灭菌环境的相对湿度对EO作用均有影响，EO需水才能向微生物穿透，进行烷基化反映，当湿度低于临界值（30%）微生物抗力增加，EO难以发挥作用，水分过多造成EO稀释和水解。但杀灭效果与湿度不呈线性关系（温度54.4℃）环氧乙烷气体浓度与相对湿度对D值的影响，见下图：重要影响因素浓度：在一定的温、湿度范围内提高其浓度来增强灭菌效果，随着浓度的增加杀灭一定数量的微生物所需要时间越短，杀灭效果越好；是影响灭菌效果的重要因素，可以通过改变其浓度增强其灭菌效果，常用浓度450-800mg/l，最高浓度1500mg/l，超过1500mg/l，灭菌效果并不增加。重要影响因素时间：灭菌效果的评价，以灭菌后产品中微生物存活概率来评价，同样条件下（气体浓度，温度，相对湿度），灭菌时间越长，产品中微生物存活概率越小，灭菌效果就更好产品结构，产品材料材料不适合EO灭菌关注材料对EO吸附性考虑空气排除，湿气，EO的进出影响因素产品包装---材料，形式包装透气性EO的进出，湿气进入影响灭菌时间包装完整性假真空现象影响因素微生物数量，种类（产品+包装）EO灭菌过程杀灭微生物的速率与微生物数数目成正比可能产生内毒素菌体表面含有机物越多，越难杀灭产品上微生物数量，属性和污染水平，灭菌工艺验证有影响影响因素装载模式影响空气排出，EO与湿气的进入影响热循环及穿透产品在包装箱的放置（透气纸面对透气纸面）影响因素真空度真空/压力/真空速度真空度大小决定残留空气的多少，残留可直接阻止对EO气体，热，湿气扩散，渗透起关键作用，影响灭菌效果对产品与包装达到安全性非常重要影响因素灭菌过程及类型（负压灭菌、正压灭菌)负压灭菌评价该过程的功效产品性能物理化学性能EO残留产品再灭菌设备设计的开发设计输入产品要求产量评估装载模式采购要求设备设施国家标准及法规要求设计输出设备要求图纸基础设施要求施工要求合格标准评估过程特性至少包括：EO灭菌过程必需阶段识别每个阶段过程变量，并记录灭菌过程阶段预处理（如采用）灭菌周期通风（若采用）PQ应证明预处理结束产品（装载）内实际温度和湿度范围，应规定产品从预处理移出到灭菌周期开始的最大时间，一般情况下不超过60min温度、时间、强热风循环、装载特征、产品及其包装材料都可能影响通风效果过程和设备特征灭菌过程特征预处理：时间，温度，湿度，移出时间灭菌周期变量：暴露时间，温度，湿度，浓度，压力灭菌周期各阶段考虑：a.空气去除：真空深度，抽真空速率，柜室（泄露）稳定期限/或保持时间，压力变化b.处理；压力上升或湿度以及蒸汽注入时压力变化速率，蒸汽注入和抽出的次数（如适用）c.EO注入：压力上升和注入EO规定的压力速率，以及监测EO浓度的方法过程特征（变量）D.EO暴露时间及规定条件：EO或惰性气体补偿（若采用）的压力变化，温度e.EO去除：压力和压力变化速率f.清洗：压力上升和压力变化速率去除EO真空深度和真空速率，重复次数g.空气、惰性气体进入h.通风：时间、温度EOG气体浓度计算通过供气浓度、灭菌器容积、通气前真空度、灭菌开始时所适用压力、灭菌器温度进行计算。使用气体：EOG20%二氧化碳80%（根据供气单位，提供供气单EOG20.3%）灭菌条件：灭菌器内温度50℃通气前真空度-710mmHg（通入水蒸气后）通气后到适合压力1.2Kgf/cm²·G表压灭菌器内部容积8m³1Kg/cm²=735.5mmHg1atm=760mmHg简述方法：EO浓度=（灭菌剂中EO的混合比例×44000×△p）/RT•优力：P（atm）•温度：T（K）•灭菌器容积：V（L）•气体常数：R•mol数：假设为nPV=nRT）△p:atm灭菌剂导入到筒内引起的压力变化1atm=101.3KpaT:K气体暴露时的筒内温度1K=1℃+273R：常数0.0821atm·1/moL·K上述实例计算：EO浓度=（0.203×44000×2.096/(0.0821×323)=706.4mg/L应开发和记录所用设备规范包括：预处理区域（若采用），应使用蒸气加湿，充足的空气循环。确保空间温湿度的均匀性,警报系统进入移出时间监视控制温湿度手段灭菌柜特征：具备下列性能和监视能力监控，监视控制柜内时间，压力，温度和湿度手段。如参数放行，在处理期间直接测定湿度和EO浓度分析仪器。控制EO气体导入系统测量和警报周期参数偏差采取补救措施设备特征通风区特征：去除产品／包装中EO残留，区域温度均匀性，新鲜空气补充和空气再循环的一致性和可再现结果。空气再循环设备：监测控制室温手段规范包括；设计及附件，包括材料描述新的或更改的产品、包装、装载方式以前考虑已验证产品与上述产品的等效性包装材料透气性，应使湿气和EO进出证明灭菌过程对产品最难灭菌的位置或PCD有效证明与确认的产品灭菌过程PCD之间具有等效性新产品过程确认证明与已验证产品等效性技术评审：记录证实新产品或更改产品与验证产品评价产品的复杂性材料包装和装载方式，产品生物负载或内部PCD抗力比较的证据达到规定的SAL的确认结果，可考虑产品族和加工组文件结论，产品对灭菌工艺适宜性提供证据或评估。文件审批和保存建立灭菌规范产品定义应确认在对产品／包装具有最大挑战过程参数下，经过规定的灭菌过程，产品及其包装的安全，质量，性能符合规定要求，应考虑过程参数公差的影响；选择材料应耐受灭菌材料，满足产品性能要求，如物理强度，渗透性，物理尺寸，弹性，灭菌后应验证如允许使用多次灭菌循环，应评价对产品及其包装影响对重复使用医疗器械制造商提供包括推荐灭菌参数，极限灭菌周期次数产品灭菌后进行生物学评价，建立减少EO残留措施产品安全质量和性能7.3微生物质量规定保持体系，确保用于灭菌产品的微生物性质和产品清洁度处于受控状态，不会影响灭菌有效性。定期对一次性使用医疗器械生物负载进行评估，对重复性使用医疗器械应对规定的清洗过程和消毒过程有效性进行评价。ISO１７６６４给出重复性再处理所需信息ISO15883描述了清洗，消毒有效性评价的信息。清洗过程的控制和验证符合制造商说明。采用生物负载法至少每季度进行一次监视，周期根据风险分析来确定。可考虑产品族的使用，历史数据，统计分析。。。记录产品定义的结果由器械制造商记录对新的或更改产品，包装或装载方式通过过程活动的结果建立灭菌过程规范。对灭菌过程的选择应包含能影响过程效果的所有因素；对重复使用医疗器械制造商提供验证，验证过的基于过程定义再加工说明；过程定义活动应在经过IQ和OQ过程的灭菌柜内进行。使用研发灭菌柜不能替代生产的灭菌柜PQ确认；文件和纪录应支持过程特征中规定的过程参数和相关变量的有效性。过程定义生物指示物（B1）定义：对特定的灭菌过程具有确定抗力的染菌测试系统（ISO/TS11139:2006,定义2.3）生物指示物种类（按使用特性分）：条状，片状，自含式生物指示物性能：菌种：枯草芽孢杆菌黑色变种芽孢数量：在标准量-50%和300%之间，日常监测用的芽孢数量必须大于1.0x106规定增殖不大于0.1x106抗力：以下条件处理，D值须在2.6-5.8min内，EO浓度600mg±30mg/L相对湿度（RH%60±10%），温度54±1℃生物指示物培养培养基：胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）培养条件：30-35℃，有氧培养B1适宜性评价：短时间运行后，B1无菌试验的阳性率，应高于产品无菌试验的阳性率定义：对灭菌过程具有确定的抗力，并用于评估过程性能的器材（ISO/TS11139:20062.33）。PCD对过程的挑战性应大于或等于产品中最难灭菌的部位。（是一个装置或检验包）内装微生物监测物具有确定抗力，用来评估灭菌过程。从产品族中选择相对最难灭菌的产品，如包装不同还应考虑包装影响；同时确定最难灭菌部位。或者选择另外一种产品，应确定其与最难灭菌位置之间的关联，但需要证实其适合性。内部监视器材（IPCD），选择是决定灭菌确认成功与否的先决因素，如果选择不当，则不