环氧乙烷灭菌知识交流

27February2020 Departmentname 环氧乙烷灭菌质量控制 主讲人 白斌时间 2015年11月联系方式箱 1523272558 Departmentname 27February2020 目录 一 环氧乙烷气体的介绍二 灭菌过程的概述三 灭菌过程相关的定义四 微生物相关的知识五 灭菌原理六 灭菌的具体实施和产品检测七 灭菌验证的实施八 设备的维护保养九 安全管理 Departmentname 27February2020 讨论 什么是无菌医疗器械 无菌医疗器械指的是产品最终提供状态为无菌的器械 什么状态的医疗器械为无菌医疗器械 指不存在任何微生物的状态 医疗器械中把106以上个产品没有菌的状态规定为无菌 Departmentname 27February2020 讨论 什么是灭菌 杀灭所有微生物 孢子形成菌灭菌抵抗性较强的微生物 灭菌方式有 高压蒸汽灭菌 干热灭菌 环氧乙烷灭菌等等 巴氏灭菌 牛奶62 65 保持30分钟什么消毒 杀灭有害微生物消毒的方式有 酒精75 新洁尔灭等灭菌的重要性 灭菌医疗制品的使用可以使患者减少伤口感染 保证患者生命安全 为保证社会稳定发展提供有力的保证 Departmentname 27February2020 生产医疗器械的责任 感到自豪 有责任 Departmentname 27February2020 环氧乙烷气体的介绍 环氧乙烷是一种环状醚的无色气体或液体 高浓度具有刺激臭味 并有毒性 溶解性 溶于有机溶剂 可与水按任意比例混合 分子式 C2H40 分子量为44 05 溶点 111 3 沸点10 73 爆炸极限 可燃极限为3 100 体积比 用途 可制造杀菌剂危害 易燃烧 有毒 分子结构式 Departmentname 27February2020 环氧乙烷气体的介绍 灭菌方式 常与二氧化碳混合灭菌 混合气体保留了环氧乙烷灭菌的有效灭菌能力 降低了环氧乙烷的燃烧爆炸的危险性 Departmentname 27February2020 灭菌过程的概述 灭菌全过程 Departmentname 27February2020 灭菌过程的概述 灭菌方式举例 Departmentname 27February2020 灭菌过程相关的定义 灭菌器 用于对需灭菌物品进行灭菌的 成套 设备 包括灭菌箱体及辅助设备 灭菌箱体 灭菌器中用于装载灭菌物品的设备部分 灭菌温度对灭菌物品有效灭菌所需的温度 单位 EO浓度EO在总量中所占的分量 灭菌湿度对灭菌物品有效灭菌所需的相对湿度 HR 用 表示 灭菌时间灭菌室内待灭菌物品在特定的温度 湿度 压力和EO浓度条件下作用的时间 Departmentname 27February2020 灭菌过程相关的定义 生物指示剂 BI biologicalindicator对特定灭菌过程具有确定抗力 装在内层包装中可供使用的染菌载体 化学指示剂 CI chemicalindicator根据暴露于某过程后发生的化学或物理变化 反映一个或多个预定过程变量变化的测试系统 处理conditioning在加入环氧乙烷之前 对灭菌周期内的产品进行处理 以达到预定温度和相对湿度 预处理preconditioning灭菌周期开始前 在一房间或柜室内先对产品进行处理 以达到预定温度和相对湿度 Departmentname 27February2020 灭菌过程相关的定义 无菌保证水平sterilityassurancelevel SAL 灭菌后 在单位产品上检出存活微生物的概率 注 SAL为定量值 通常为10 6或10 3 将此定量值用于无菌保证时 10 6SAL数值比10 3SAL小 但大于10 3SAL的无菌保证 人员环氧乙烷灭菌有关设备的保养维修 认证 常规控制以及灭菌产品的验收 发放应当指定由符合规定的质检人员承担 微生物相关的知识 生物指示物 BI biologicalindicatorEO灭菌使用的生物指示剂为 枯草芽孢杆菌 与卵细胞一样都是单细胞 Departmentname 27February2020 微生物相关的知识 微生物概述 微生物与人类的关系 微生物与公司生产的关系 Departmentname 27February2020 微生物相关的知识 什么是微生物 简单的说 微生物就是微小的生物 是一群个体微小 结构简单 肉眼不能直接看到 必须借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍 几千甚至几万倍才能看到的微小生物 微生物简单分类 病毒 细菌 真菌病毒 非细胞型微生物无细胞结构 无产生能量的酶系统 由单一核酸 DNA RNA 和蛋白质组成 必须在活细胞内增殖 Departmentname 27February2020 微生物相关的知识 细菌 原核细胞型微生物 细胞核分化程度低 只有DNA盘绕而成的拟核 无核仁和核膜 真菌 真核细胞型微生物细胞核的分化程度高 有核膜 核仁和染色体 能进行有丝分裂 如真菌 藻类等 Departmentname 27February2020 微生物相关的知识 微生物的作用绝大多数微生物对人和动物是有益的 有些还是必不可少的 抗生素 酸奶 疫苗 酒类等等 微生物的危害微生物中也有一部分能引起人或动植物病害 这些具有治病性的微生物 称为病原微生物 如人类的许多传染病 如感冒 伤寒 痢疾 结核 脊髄灰质炎 病毒性肝炎等 均是由病原微生物引起的 注 从无菌医疗器械生产的卫生学而言 微生物对原料 生产环境和成品的污染是造成生产失败 成品不合格 直接或间接对人类造成危害的重要因素 Departmentname 27February2020 微生物相关的知识 洁净区生产人员要求1 洁净区工作人员要尽可能少而精 只有工作需要时才能进入 2 操作人员在洁净区动作尽量要缓慢 避免剧烈运动 以减少人的发尘量 3 洁净区的门应关紧 避免不必要的移动 以保持洁净区的风速 风量 风型和风压 Departmentname 27February2020 三级空气过滤系统图 微生物相关的知识 如何培养良好的个人卫生习惯1 勤洗手 勤剪指甲2 定期洗澡 勤理发3 勤换衣服 勤洗工作服4 在生产区内做到三个严禁 禁止吃东西 禁止吸烟 禁止大声喧哗及跑动 Departmentname 27February2020 微生物相关的知识 灭菌产品初始污染菌初始污染菌通俗讲就是待灭菌产品生物负载估计值1 灭菌产品管道类内腔 10cfu 件 外部 100cfu 件 2 灭菌产品非管道类 100cfu 件 3 灭菌产品敷料类 100cfu 件 说明 引用标准GB15980注意 产品的初始污染菌不要忘记乘以回收系数 Departmentname 27February2020 灭菌原理 环氧乙烷的杀菌机制环氧乙烷可与多种气体的混合气体形成安全消毒气体 例如环氧乙烷 二氧化碳 30 70 环氧乙烷 氟里昂 12 88 但基本的混合气体是由气体二氧化碳和环氧乙烷等组成 有效阻燃 因二氧化碳本身就是灭火材料 在催化剂的作用下混合气体就不易产生燃烧和爆炸 然而这种环氧乙烷同样具有良好的杀菌作用 而被灭菌的产品大大降低毒性 Departmentname 27February2020 灭菌原理 其机理 环氧乙烷一类烷化剂能与细菌蛋白质上的羧基 COOH 氨基 NH2 巯基 SH 和羟基 OH 起反应 其中最多见的是脂化大部分蛋白质上的羟基 OH 混合气体灭菌机制就是环氧烷能与蛋白质上的羟基 氨基和巯基产生烷基化反应 代替上述各基上不稳定的氢原子 而构成一个带有羟乙基根 CH2CH2OH 的化合物 由于这个化合物的性质仍很活泼 与环氧乙烷相似 同样具有烷基化作用的能力 但它能阻止微生物许多反应基的正常功能 而使微生物死亡 其反应如下 Departmentname 27February2020 灭菌原理 芽孢的杀灭由于细菌繁殖体表面上都有巯基 SH 存在 因此使用其它化学消毒剂都不容易杀菌芽胞 芽胞形成时 能将巯基保护起来 因为一般化学消毒剂只能与巯基结合 不能与细胞上其它活性基结合 所以不易杀死芽胞 虽然芽胞表面上的巯基已保护起来 但环氧乙烷和其它烷基化消毒剂不同 它还能与羧基 氨基或羟基结合 同样使芽胞细胞新陈代谢发生障碍 而使芽胞死亡 Departmentname 27February2020 灭菌原理 影响环氧乙烷消毒作用的主要原因 影响环氧乙烷消毒作用的因素很多 但主要是温度 相对湿度 时间 环氧乙烷浓度1 温度的影响在一定的范围内 随着温度的升高 环氧乙烷的杀菌作用加强 但是 当温度高到一定程度 环氧乙烷的杀菌作用发挥到最大 升高温度 杀菌作用也不会增强 实验表明 在相对湿度 30 的条件下 40 以下升高温度 环氧乙烷杀菌作用加强明显 40 54 之间 升高温度 影响变小 54 以上升高温度 基本上不增强环氧乙烷的杀菌作用 Departmentname 27February2020 灭菌原理 2 相对湿度的影响环氧乙烷需要溶解于水才能向微生物穿透 而它与微生物蛋白质的烷基化反应更是需要适当的水作为介质 因此 当水份低于临界水平 一般认为是相对湿度30 时 环氧乙烷难以发挥灭菌作用 但是 如果水份太多 势必造成环氧乙烷被稀释和水解 从而减慢其灭菌过程 环氧乙烷的消毒作用与消毒物品的相对湿度是密切相关的 实验表明 用小容器对小物品进行消毒时 以30 50 的相对湿度为宜 对大件物品 则以60 80 的相对湿度为宜 Departmentname 27February2020 灭菌原理 3 时间的影响时间的影响总是伴随着一定的浓度 温度和湿度而言的 在一定的条件下 时间越长 环氧乙烷的灭菌效果越好 灭菌过程中时间和菌体数量的关系 D值 在一定的灭菌条件下 微生物细菌的死亡状况是以其原有个数的0 1倍的速度进行死亡为D值 细菌的这种死亡规律与环氧乙烷灭菌的半周期法相结合 便可以得到灭菌达到无菌保证水平的时间 Departmentname 27February2020 灭菌原理 4 浓度的影响在一定浓度的范围内 增加环氧乙烷浓度 可提高消毒作用 缩短消毒时间 但浓度增加到一定程度时 这种作用就会明显降低 有人用抗环氧乙烷最强的枯草杆菌黑色变种芽胞 用不同浓度的环氧乙烷气体进行试验 试验发现 在400mg L的浓度以下 浓度影响明显 400mg L浓度以上 浓度的效果下降 所以 灭菌的环氧乙烷浓度不能低于400mg L 常用的环氧乙烷浓度是400mg L 800mg L 环氧乙烷浓度计算方法 单位 mg L a 重量计算法 浓度 使用量 KG 1000 舱体容积 混合气体比例 0 3 Departmentname 27February2020 灭菌原理 b 压力计算法 Departmentname 27February2020 灭菌原理 b 压力计算法 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤1 预处理2 抽真空3 保压 捡漏4 加湿5 注入灭菌剂6 灭菌7 洗净8 取货9 EO解析 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 Departmentname 27February2020 启动灭菌器之前 要确认以下的事项 循环水温是否在规定值范围内 锅炉温度是否在规定值范围内 记录纸是否充足 仪器显示是否正常 EOG气体是否充足 门是否封闭 警示灯是否亮 循环水压是否正常 说明 确保设备启动前满足灭菌运行的要求 灭菌的具体操作 灭菌的步骤1 预处理灭菌周期开始前 在一房间或柜室内先对产品进行处理 以达到预定温度和相对湿度 ISO11135 2的要求1 在预热柜 预热区内的时间 预热柜 预热区的温度和湿 2 进入预处理的产品的最低温度 3 被灭菌物品的温度和湿度 4 产品移出预处理区至灭菌周期开始之间的最大时间 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤1 预处理说明 预处理通常在预处理室或预处理柜内进行 有时也可在灭菌柜内直接进行预处理 本人建议预处理时间不宜过长 避免微生物生长 Departmentname 27February2020 细菌增值图 灭菌的具体操作 灭菌的步骤产品装柜 灭菌产品应按照规定装入灭菌器内 空隙3 5cm Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤BI菌片放置 要放置在最具有代表性的地点 温度最高点和温度最低点 并要平均分配 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤启动灭菌机 进行灭菌循环操作 2 抽真空a 去除灭菌器内的空气 有利于水蒸气和环氧乙烷气体进入 b 将部分空气去除 防止空气中的气体与环氧乙烷爆燃 对于纯环氧乙烷要用惰性气体多次置换 注 抽真空要考虑对产品的负面影响 如爆袋 Departmentname 27February2020 EO注入 灭菌的具体操作 灭菌的步骤启动灭菌机 进行灭菌循环操作 3 保压 捡漏多数环氧乙烷灭菌都是在负压下进行的 一般保持3 5分钟 确保灭菌柜封闭良好 但在灭菌验证过程中 最还负压正 压一起确认 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤启动灭菌机 进行灭菌循环操作 4 加湿a 加入必要的水蒸气 催化灭菌反应 降低灭菌时间 b 要控制蒸汽质量 EN550 放置造成产品污染 提示 目前使用的湿度探头 在EO的作用下有不准的状况存在 建议加湿压力变化值在2 3kpa之间 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤启动灭菌机 进行灭菌循环操作 6 灭菌a 环氧乙烷气体注入后会进行灭菌 灭菌过程中通常压力会下降 因为灭菌材质会对eo有吸附性 建议灭菌的浓度在600 1000mg L Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤启动灭菌机 进行灭菌循环操作 5 注入灭菌剂a 保证注入的都是气态环氧乙烷 建议汽化器温度控制在55 60度之间 太高会增大危险 b 定期清理汽化器 避免环氧乙烷的聚合物产生影响灭菌 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤启动灭菌机 进行灭菌循环操作 7 洗净a 灭菌结束后去除环氧乙烷的过程 通常是已空气置换 惰性气体更好 b 洗净次数要考虑EO残留量和产品包装的双重影响 做好验证工作 c 洗净用的空气要考虑无菌过滤 避免发生二次污染 d 洗净的环氧乙烷尾气建议处理 用酸性水溶液逆流接触吸附 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 灭菌的步骤启动灭菌机 进行灭菌循环操作 8 取货将灭菌后的产品搬出柜体 放置解析区进行解析 9 解析解析通常在解析室进行 需要对解析室的温度 换气次数 产品堆放形式 空气流向 解析时间等进行控制 备注 解析时物品最好留有循环气体的空隙 有利于残留物挥发 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 解析室示意图 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 微生物灭菌检测灭菌后的产品要进行无菌检测 检测时考虑细菌和真菌的培养 细菌 30 35 硫乙醇酸盐液体培养基真菌 20 25 改良马丁培养基培养时间 14天 阳性对照培养时间 48 72h Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 残留EOG检测a 与环氧乙烷灭菌过程有关残留物有ETO 环氧乙烷ECH 氯乙醇EG 乙二醇b ETO吸附量取决于 材料 PVC和聚碳酸酯 PC 吸附量较大 灭菌中环氧乙烷的浓度 浓度越高残留越多 灭菌时间 灭菌时间越长残留浓度越多 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 c ECH 氯乙醇环氧乙烷与氯离子的反应产物 例如 聚氯乙烯 PVC 漂白剂等 d EG 乙二醇环氧乙烷与氯离子的反应产物 形成程度取决于材料 器械材料对ETO的吸附率 高 PVC 聚氯乙烯 PVDC 聚二氯乙烯 中等 硅胶 聚乙烯 聚氨酯 低 棉花 纸 聚酰胺无 金属 玻璃等 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 无菌医疗器械残留EO的检测方法1 比色分析法 一般不用 环氧乙烷在酸性条件下水解生成乙二醇 乙二醇经高锰酸钾氧化生成甲醛 甲醛与品红 亚硫酸试液反应生成紫红色化合物 通过比色分析法可以求得环氧乙烷的含量 2 气相色谱法 常用 利用EO等物质的不同气化点 在汽化器里气化后 流经分离柱将不同的物质分开 然后用氢离子火焰燃烧分离的物质 在高温下产生化学电离 电离产生离子 在高压电场定向作用下形成离子流 经过高阻放大 形成电信号 通过电信号打印出来的峰值面积的大小计算出EO的浓度 Departmentname 27February2020 灭菌的具体操作 气相色谱仪 Departmentname 27February2020 注 氢气为及易燃易爆的气体 使用时要特别的注意 灭菌验证的实施 灭菌验证的实施一 安装验证installationqualification IQ 二 操作验证operationalqualification OQ 三 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定2 物理性能鉴定3 产品鉴定 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 Standards标准1 环氧乙烷相关标准ISO11135 1 2 2 生物指示剂标准ISO11138 1 2 ISO141613 微生物标准ISO11737 1 2 ASTM ST724 化学指示剂标准ISO11140 15 残留标准ISO10993 76 包装标准ISO11607 1 2 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 设备验证1 安装验证installationqualification IQ 证明并记录设备已按照规范提供和安装的过程 安装验证确认的要点如下 灭菌设备要满足公司的要求 并按照设计图纸安装调试注 各仪表 仪器的校正属于IQ确认的事项 详见安装验证报告书 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 设备验证1 安装验证installationqualification IQ 证明并记录设备已按照规范提供和安装的过程 各仪表 仪器的校正列举 要有证书 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 设备验证1 操作验证operationalqualification OQ 按操作程序进行使用时 已安装设备能在预定范围内进行操作 操作验确认的要点如下 证明已安装设备能够在设定公差内运行规定的过程 注 软件的验证最好结合OQ的验证一起实施 详见操作验证报告书 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 设备验证1 操作验证operationalqualification OQ 按操作程序进行使用时 已安装设备能在预定范围内进行操作 操作验确认的要点如下 舱体温度布点图舱体温度要求在 3 找出温度最高点和最低点 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 设备验证1 操作验证operationalqualification OQ 按操作程序进行使用时 已安装设备能在预定范围内进行操作 操作验确认的要点如下 舱体密封状况确认 要有图纸见证 正压和负压要各实施3次 保证舱体密封不漏气 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 获得并出具书面证明的过程 已安装设备按操作程序进行操作时 能持续按预定准则发挥性能并生产合格产品 1 微生物性能鉴定应证明灭菌过程后 规定的无菌要求已得到满足 应使用设定的过程参数 该过程参数比规定的灭菌过程具有较低的致死性 在微生物学性能鉴定中 与常规灭菌所使用的设定值相比 通常需降低一个或多个过程变量的设定值 如EO密度 温度 湿度 设定的参数应等于或低于常规控制中规定的最低水平 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 灭菌条件设定 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 产品分族和时间挑战样品的选择实施微生物性能将定前 要对产品进行分族 选出时间挑战样品 用于以后灭菌的代表 产品的分族 将包装特性 产品的材质 产品的组成结构 生产工艺等相近的产品归为一个产品系列 称为产品族 详见灭菌验证鉴别表 时间挑战样品的选择 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 BI的数量 ISO11135 1 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 BI放置的方法 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 温度探头的数量 ISO11135 1 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 湿度探头的数量 ISO11135 1 可用柜室容积为6m3 6 2 5 2 4 所用探头数量最少为3个 最少探头数量 可用柜室容积为60m3 60 2 5 24 所用探头数量最少为24个 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 灭菌时间的确定微生物杀灭能力达到的水平 存活曲线法 部分阴性法 半周期法 最为常用 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定 灭菌时间的确定 半周期法 递增的方法选定灭菌半周期时间 半周期时间确定后 要进行满载3次和最小装载3次的确认 全周期的设定是在半周期时间的基础上 2 往往再加1小时 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 1 微生物性能鉴定注意事项 要做好产品的初始污染菌控制 确认好培养基的灵敏度 确认好BI菌片的复苏性 环氧乙烷气体的检测验收工作 微生物培养时要有阳性对照 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 2 物理性能鉴定整周循环实施灭菌 要求满足常规灭菌规范规定的所有准则 常规灭菌参数的确认 上限3次 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 2 物理性能鉴定提示 如不附加特殊的产品性能灭菌条件 在此确认中可实施产品的性能检查 确认好正常状态灭菌的转载模式 确认常规灭菌条件下的压力 温度 时间 浓度 以及真空速率 洗净速率等等状况 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 2 产品性能鉴定在满足微生物性能和物理性能条件下 在此提高灭菌条件 确保产品在更恶劣的条件产下依然满足设计要求 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 性能鉴定performancequalification PQ 2 产品性能鉴定次数的设定 可依据公司产品的实际状况设定 但要考虑满载和最小装载下的灭菌状况 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 灭菌验证方案的编写 灭菌验证计划书学习 详见附件 灭菌验证报告书学习 详见附件 Departmentname 27February2020 灭菌验证的实施 验证的实施1 新的设备引进时2 引入材质 构造等不同于以往产品的新产品时3 灭菌工程发生变更时4 灭菌装置的改造或转移时5 产品工艺 型号或包装材料变更时