产品灭菌前生物负载监测方案制定原则——环氧乙烷过度杀灭法灭菌

邵康，包冲荣，王彩霞

摘要：依据《医疗器械的灭菌 微生物学方法 第一部分：产品上微生物总数的测定》（GB/T19973.1-2015）标准，企业可以根据产品生产特性制定合理的灭菌前生物负载的监测频次。

关键词：医疗器械 生物负载 监测频次

生物负载是指产品和/或无菌屏障系统上或其中的存活微生物的总数，这些微生物污染源包括原材料、部件的制造、组装过程、制造环境；组装/制造辅助手段（例如：压缩气体、水、润滑剂）、清洁过程和成品的包装。

无菌产品是指不含有活的微生物的产品。当提供无菌产品时，应将微生物污染都减少到最低限度。然而，即使按照产品质量系统的要求，在标准制造状态下生产的产品，也会有少量的微生物污染，这样的产品是有菌的，只有通过灭菌才能消除微生物污染并将有菌产品变为无菌产品。基于环氧乙烷灭菌的过度杀灭法原理，采用生物指示剂监控灭菌过程达到无菌保证水平（SAL）为10-6，现根据GB/T19973.1-2015/ISO11737、GB18279.1-2015标准讨论产品灭菌前微生物负载监测方案的制定原则。

1 产品选择

1.1选取代表性的样品

样品选择取决于众多因素，但先决条件是所选样品宜能具有此类产品的代表性生物负载。为生物负载测定对产品进行分类时，宜考虑微生物的数量、微生物的类型、产品的尺寸、

部件的数量、产品的复杂性、生产过程中使用的自动化程度、生产环境。

分析：应从经过全部工序和过程的产品中抽取样品，确保所选样品对包括材料和过程的常规生产具有代表性。对产品的分类，在材料与生产工艺类同情况下，选取工艺复杂程度最高的产品类型作为代表性样品。

1.2样品份额（SIP）

如果已验证生物负载在本品上或本品内是均匀分布的，则SIP可以是该产品的任何部分。否则，样品应包含能代表所制产品的每种相应材质而随机选取的产品部位。若已知生物负载分布，可以从认为对灭菌工艺最有严峻挑战的产品部分选择SIP。可在长度、质量、体积或表面积基础上计算SIP，见表1。

表1SIP计算

选SIP依据	产品
表面积	植入物（不可吸收））
质量	粉末 手术服 植入物（可吸收）
长度	管路（直径一致）
体积	杯量流体

分析：理论上SIP=1具有代表性，但是对于规格较大的样品，受限于检测能力，实验室只能

根据评估的样品份额进行检测，这时候可以根据分类的产品选取合适的规格，而不是一味的追求最大规格。

1.3选取样本的数量

生物负载水平的常规监测通常使用3～10个样品量，样品量的合理选择主要依靠两个方面：

①检测到的生物负载的变化

②个别样品上可存活微生物估计数量的变化

GB/T19973/ISO11737中有一个实例，说明了样品量和生物负载变异性如何影响检测生物负载量值的给定变化的能力，见表2。

表2 采用休哈特控制图检测生物负载水平的10倍变化（改变样本量和样本内变异性）获得生物负载数据的概率

样品 数量	样品内变异
	标准偏差
	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
3	0.997 23	0.908 26	0.678 71	0.454 92	0.299 57	0.201 88	0.141 08	0.102 41
4	0.999 88	0.977 25	0.841 34	0.630 56	0.443 20	0.308 54	0.218 35	0.158 66
5	1.000 00	0.995 20	0.929 51	0.766 32	0.577 06	0.418 82	0.303 11	0.222 45
6	1.000 00	0.999 11	0.971 22	0.860 48	0.691 21	0.524 66	0.390 37	0.290 98
7	1.000 00	0.999 85	0.989 03	0.920 67	0.782 20	0.620 65	0.475 97	0.361 58
8	1.000 00	0.999 98	0.996 06	0.956 74	0.850 97	0.703 86	0.556 74	0.431 89
9	1.000 00	1.000 00	0.998 65	0.977 25	0.900 73	0.773 37	0.630 56	0.500 00
10	1.000 00	1.000 00	0.999 56	0.988 41	0.935 43	0.829 67	0.696 25	0.564 46
11					0.958 90	0.874 06	0.753 37	0.624 24
12					0.974 34	0.908 26	0.802 06	0.678 71
13					0.984 25	0.934 09	0.842 83	0.727 59
14					0.990 49	0.953 24	0.876 44	0.770 85
15					0.994 34	0.967 21	0.903 77	0.808 66
注：表2是以下列为基础编制的： ——生物负载估计的对数变换； ——标准休哈特（Shewhart）控制图的使用； ——变换后数据符合正态分布； ——生物负载呈10倍增长； ——样品平均孩子取大于三西格玛控制极限的一个值。

分析：很显然，检测样本明显变化时，大样品量能够提高信任度。但是随着我们对产品的监控，灭菌前生物负载的数据稳定性，以及对产品组件的质量控制、产品机械自动化的程度高等因素，样品之间的差异小，可以选择3个样品量。

但是样品数量还要考虑检出限的问题，例如样品本身规定的检验技术要求为不超过1cfu/支，这时候样品数量通常要增加到30个。

2监测周期

通过考虑各种因素对检测频率做出合理选择，这些方面包括历时数据的可用性、数据生成目的、制造过程特性、产品生产频率、及时检测生物负载变化的临界状态、季节和环境变化。

可以定期（例如：每月）或者按照生产量（如每个多少批次）频率进行取样。但是为了建立极限水平，在新产品生产初期通常以一个较高的频率测定生物负载，并且随着对生物负载的了解，频率会随之递减。

生物负载的测定频率宜能对例如因季节变更、生产变化或材料改变引起的生物负载中的变化进行检测。

分析：基于我们产品的生物负载的监测数据，可以根据数据趋势确定不同时间段的监测频次。同时考虑生物负载数据的生成目的，不是用于建立灭菌过程，只是根据产品的生物负载反应整个体系的监控效果。

另外，监测频次可以参照GB18280.1-2015辐照灭菌标准中的每3个月检测一次，由于辐照灭菌是依靠灭菌前产品生物负载的监测数据的，而环氧乙烷灭菌过程对数据的依赖性不是很高，所以建议进行监测频次为每年按照季度进行抽样，另外结合季节监测结果，制定7、8、9月份是否进行按月抽样。

3水平的维持

所有水平的维持都离不开管理体系的有效运行，灭菌前产品生物载菌量能够反映出原材料、部件的制造、组装过程，清洗过程效率的评估，总体的环境监测效果。反过来也需要这所有过程的有效监控才能保证灭菌前生物负载量的稳定。

当产品灭菌前生物负载量趋势上升、产品生产工艺改变、原材料改变、生产环境改变时需调整检测频次为每月，直至连续3批结果趋于稳定后再恢复至原有频次。

参考文献

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典（2020年版）：第4部[M].北京：中国医药科技出版社，2020.

[2] 国家食品药品监督管理局.医疗器械细菌内毒素试验方法常规监控与跳批检验：YY/T0618-2017[S].北京：中国质检出版社，2017.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会.医疗保健产品灭菌 环氧乙烷 第1部分：医疗器械灭菌过程的开发 确认和常规控制的要求：GB18279.1-2015.

[4] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会.医疗保健产品灭菌 辐射 第1部分：医疗器械灭菌过程的开发、确认和常规控制的要求：GB18280.1-2015.