無菌醫(yī)療器械注冊之環(huán)氧乙烷滅菌工藝驗證要求
發(fā)布日期:2021-11-15 13:36瀏覽次數(shù):6285次
環(huán)氧乙烷滅菌是化學(xué)滅菌法的一種，由于其對細菌、病毒、芽胞等絕大多數(shù)微生物均具有強大的滅菌作用，滅菌范圍極廣。加之環(huán)氧乙烷具有穿透性強、滅菌溫度低、對產(chǎn)品基本無損（相對于輻照滅菌）等特點，成為目前醫(yī)療器械尤其是一次性使用醫(yī)械的兩大主流滅菌方法之一，在國內(nèi)外無菌醫(yī)療器械注冊產(chǎn)品滅菌中廣泛使用 。
環(huán)氧乙烷滅菌是化學(xué)滅菌法的一種，由于其對細菌、病毒、芽胞等絕大多數(shù)微生物均具有強大的滅菌作用，滅菌范圍極廣。加之環(huán)氧乙烷具有穿透性強、滅菌溫度低、對產(chǎn)品基本無損（相對于輻照滅菌）等特點，成為目前醫(yī)療器械尤其是一次性使用醫(yī)械的兩大主流滅菌方法之一，在國內(nèi)外無菌醫(yī)療器械注冊產(chǎn)品滅菌中廣泛使用 。
由于滅菌過程是一個特殊過程，過程確認是無菌保證的重要環(huán)節(jié)。環(huán)氧乙烷滅菌確認有半周期法、部分陰性法等不同方法，各方法側(cè)重點不同，但均會涉及到微生物挑戰(zhàn)器械、環(huán)氧乙烷殘留、產(chǎn)品族分類等基本問題。本文從這些基本問題出發(fā)，對相關(guān)的概念和處理方法做介紹。
環(huán)氧乙烷滅菌確認的最主要目的，是要從微生物學(xué)角度證明過程的滅菌能力，因而確認中一個重要環(huán)節(jié)是制備和選擇微生物挑戰(zhàn)的具體形式，一般有以下三種微生物學(xué)挑戰(zhàn)形式 ：
（a）產(chǎn)品生物負載 (Bio-burden)，即以正常產(chǎn)品的自然生物負載做為微生物挑戰(zhàn)，其具體形式是產(chǎn)品本身 ；
（b）內(nèi)部過程監(jiān)測器材 (Internal Process Challenge Device, IPCD)，是將生物指示劑（Biological Indicator, BI）放置于產(chǎn)品內(nèi)部最難滅菌的部位而形成的 ；
（c）外部過程監(jiān)測器材 (External Process Challenge Device, EPCD)，是將生物指示劑放置于產(chǎn)品外部的某種載體中而形成的。
上述 3 種挑戰(zhàn)形式中，應(yīng)證明其相對抗性關(guān)系為 IPCD ≥產(chǎn)品生物負載，理論上 EPCD 并非必需品，不用亦可。然而考慮到常規(guī)滅菌操作中，IPCD 的放置和取出需要兩次拆開產(chǎn)品包裝（如托盤、紙箱），會帶來包裝污染等潛在質(zhì)量風(fēng)險，且工作量也較大，使用 EPCD 是絕大多數(shù)人的選擇。當使用 EPCD 時，同時需證明 IPCD 和 EPCD 之間的抗性關(guān)系為 EPCD ≥ IPCD。1.1 相對抗性關(guān)系 IPCD ≥產(chǎn)品生物負載的證明此即 BI 合適性 (the appropriateness of BI) 的證明 , 通常有兩種證明方法 ：這種方法即通過測試產(chǎn)品的自然生物負載和BI 的生物負載來比較，含數(shù)量上的比較和抗性上的比較。數(shù)量上的比較即比較 BI 的孢子計數(shù)值和產(chǎn)品上的自然生物負載值。抗性上的比較即比較不同菌種間的抗性差異。環(huán)氧乙烷滅菌中用到的 BI 是萎縮芽孢桿菌，其抗性強于絕大多數(shù)微生物，有充分的文獻記載。值得注意的是，近年來自我國產(chǎn)的部分棉花中發(fā)現(xiàn)有磚火絲菌 (Pyronema Domestica)，其對環(huán)氧乙烷的抗性很強。故對我國產(chǎn)的棉花為原料的產(chǎn)品，應(yīng)考慮進行磚火絲菌的相關(guān)檢測，必要時以濕熱滅菌法進行預(yù)處理。這種方法是將產(chǎn)品和 IPCD 用同一個亞致死周期（Sub-lethal Cycle）滅菌，之后分別進行產(chǎn)品和 BI 的無菌測試。如果產(chǎn)品測試為無菌，而IPCD 呈現(xiàn)出部分陽性結(jié)果，則說明同樣的滅菌參數(shù)能對產(chǎn)品形成全殺滅，而不能對 BI 形成全殺滅，故能證明 IPCD 對滅菌過程的抗性強于產(chǎn)品本身的抗性。在存在磚火絲菌的情況下，由于產(chǎn)品很難被環(huán)氧乙烷滅菌，故產(chǎn)品無菌測試可能在相當強的過程參數(shù)下仍出現(xiàn)陽性結(jié)果。此時應(yīng)考慮磚火絲菌的相關(guān)檢測，同樣，必要時以濕熱滅菌法進行預(yù)處理。1.2 相對抗性關(guān)系 EPCD ≥ IPCD 的證明這種證明方式相對簡單，通常是將 EPCD 和IPCD 經(jīng)過同一個亞致死周期處理，然后比較其對滅菌過程的相對抗性即可。相對抗性的比較一般通過 D 值的計算來進行，D 值越大，抗性越強。如果計算出的 EPCD 的 D 值大于 IPCD 的 D值，則可證明 EPCD 的抗性強于 IPCD 的抗性。值得說明的是，有時會出現(xiàn) EPCD 抗性略弱于 IPCD 的情況，對此 ISO/TS 11135-2 ：2008 指出，如果兩種 PCD 的抗性差異小于 20%，這兩種PCD 可視為等同。筆者建議在實際工作中，應(yīng)盡量避免這種情況。根據(jù)上面的原理，如果需要引入新的 PCD，也可將新 PCD 與原有 PCD 經(jīng)過同一個亞致死周期處理，之后比較其抗性，來確定是否可以引入新 PCD。該方法同時也是新產(chǎn)品引入時廣泛運行的一種方法，即：當有新產(chǎn)品需要引入當前經(jīng)過確認的滅菌過程的時候，可將 BI 放入新產(chǎn)品最難滅菌的部位，形成備選 IPCD，將備選 IPCD 與已確認的 PCD 經(jīng)過同一個亞致死周期處理，之后比較其抗性。如果備選 IPCD 的抗性弱于已確認的 PCD，則說明新產(chǎn)品較之前的產(chǎn)品或 PCD 更容易滅菌，因而可以用當前的滅菌過程滅菌。如第 1 部分所述，在選擇 PCD 時需要比較其抗性，具體的衡量指標是 D 值。D 值是指在既定條件下使測試微生物滅活 90% 的時間或劑量（對EO 滅菌而言是滅菌時間）。D 值的計算有 HSKP法、SMCP 法等方法，下面列出較常見的 SMCP法（Stumbo-Murphy-Cochran Procedure）的計算公式 ：D值是有重要意義的指標，如上所述可以比較 PCD 對滅菌過程的抗性。不同的 PCD 經(jīng)過亞致死周期后可根據(jù)上面的公式計算 D 值，D 值越大，PCD 抗性越強。同時 D 值也可用來估算所需的滅菌時間。D值實際上體現(xiàn)的是生物負載下降一個對數(shù)值所需的滅菌時間，即生物負載下降 101 所需的滅菌時間。假設(shè) PCD 的生物負載為 106，在半周期法中，PCD 應(yīng)被全部殺滅，因而半周期的滅菌時間應(yīng)等于 6 倍 D 值或更長。全周期和常規(guī)滅菌時間加倍，即等于 12 倍 D 值或更長。