最终灭菌医疗器械包装材料的选择

最终灭菌医疗器械包装材料的选择最终灭菌医疗器械包装材料的选择 技术 14 中国医疗器械信息 xx年第17卷第8期Vol 17No 8专题 设 计与制造 Thematic Forum Design Manufacture 1006 6586 xx 08 0014 03R197 39Axx 06 14随着医疗卫生事业的发展 我国无菌医疗器械的发展十分迅速 x x年全国无菌医疗器械生产企业约1600余家 植入类医疗器械230余 家 最终灭菌医疗器械包装系统的目标是能进行灭菌 提供物理保护 保持使用前无菌水平并能无菌使用 无菌屏障系统是最终灭菌医疗器械安全性的基本保证 国家政府监管部门和医疗器械生产厂商逐渐认识到医疗器械包装的 重要性 虽然我国医疗器械监管机构没有把医疗器械包装纳入医疗 器械产品的管理范围 但目前已将医疗器械包装系统纳入技术审评 范围内 并且卫生部已发文对医疗器械的包装提出要求 医疗器械的具体特性 预期的灭菌方法 预期使用 失效日期 运 输和贮存都对包装系统的设计和材料的选择带来影响 包装材料的选择是最终灭菌器械适宜的无菌包装开发的关键步骤 在选择包装材料时至少应考虑微生物屏障 包装材料的生物相容性 和毒理学特性 物理和化学特性 与成型或密封过程的适应性 与 预期灭菌过程的适应性 与被包装的器械的相容性 与标签系统的 适应性 灭菌前和灭菌后的贮存寿命限度等 目前常用包装材料如图1最终灭菌医疗器械包装材料的选择裴晓辉北 京航空航天大学 北京100191 内容提要医疗器械的无菌屏障系统是 无菌医疗器械安全性的基本保证 本文从包装材料的微生物屏障 生物相容性和毒理学特性 物理和化学特性 与成型或密封过程的 适应性 与预期灭菌过程的适应性 与标签系统的适应性等方面 阐述最终灭菌医疗器械包装材料的选择 关键词无菌材料选择Material Choiceof Packagingfor TerminallySterilized MedicalDevicesPEI Xiao hui BeiHangUniversity Beijing100191 Abstract The sterilebarrier systemis thebasic protectionof thesafety ofsterilized medical devices This paperfocuses on the materialchoice forterminally sterilizemedicaldevicesfrom anumber ofaspects includingmicrobial barrier biopatibility andtoxicological attributes physical andchemical properties patibility with respect toforming andsealing processes patibility withrespect tothe intendedsterilization processes and patibilitywithrespectto labelsystem Key words sterilization materials choice材料一般性能要求应满足 在规定的条件下无可溶出物 无味 不对与之接触的医疗器械的性 能和安全性产生不良影响 无穿孔 破损 撕裂 褶皱或局部厚薄 不均 重量与规定值一致 具有可接受的清洁度 微粒污染和落絮 水平 满足确立的最低物理性能 如抗张强度 厚度差异 撕裂度 透气性和耐破度 满足确立的最低化学性能 如pH值 氯化物和硫 酸盐含量 使用条件下 材料在灭菌前 中 后不释放引起健康危 害的毒性物质 如包装材料含有涂胶层还应满足涂层连续 无空白或间断 涂层质 量与标称值一致 当材料与另一个规定材料形成密封时 所规定的 最小密封强度应得到证实 在规定的灭菌前 中 后 材料及组成 涂层 印墨 化学指示物 不应与器械发生反应 对器械产生污染 密封成形时密封宽度和强 度 抗张强度和 或耐破度 应满足规定要求 剥开结构应连续 均匀 无影响图1目前常用包装材料专题 15 中国医疗器械信息 xx年 第17卷第8期Vol 18No 8技术 设计与制造 Thematic Forum Design Manufacture 无菌器械打开和取出的材料分层或撕屑 密封和 或闭合应对微生物提供屏障 1包装材料微生物屏障微生物屏障即包装系统在规定条件下防止微生 物进入的特性 在建立无菌屏障系统中 材料的微生物屏障特性对保障包装完好性 和产品的安全十分重要 评价微生物屏障特性的方法分两类适用于不透性材料的方法和适用 于多孔材料的方法 只要证实材料是不透性材料 该材料就满足微生物屏障要求 无菌屏障系统的不透气材料通常按ISO5635 5进行透气性试验 多孔材料应能提供适宜的微生物屏障 以提供无菌屏障系统的完整 性和产品的安全性 多孔材料的微生物屏障特性评价 目前无通用证实材料微生物屏障特性方法 通常是在规定的试验条 件下 透过材料的流速 使携有细菌芽胞的气溶胶或微粒流经样品材 料 从而对样品进行挑战试验 在此规定的试验条件下 以通过材料后的细菌或微粒的数量与其初 始数量进行比较 来确定该材料的微生物屏障特性 经确认的物理试验方法 只要与经确认过的微生物挑战法有对应关 系 其所得的数据也可用于确定微生物屏障特性 2生物相容性和毒理学特性生物相容性和毒理学性能应按照ISO10993 进行验证 需要生物相容性实验证明 包装材料应成分简单 纯净 不含有毒 有害物质 少加或不加添 加剂或回收成分 医疗器械制造商可以通过标准提供的方法进行检测以及从包装供应 方处获得的证书 对包装材料进行系统的评价 3物理和化学特性物理化学性能赋予了产品的功能性要求 物理化学 性能在EN868中有详细的指标和方法 纸袋参见EN868 4 纸塑袋参见EN868 5 这些指标和方法是医疗器械生产商进行进货确认的依据 医疗器械制造商应索要本批次的产品符合性报告 此报告可以由医 疗器械包装材料的生产厂家出具 也可由第三方出具 4与成型和密封过程的适应性 包装完好性 对于医疗器械来说 无菌 屏障系统的完整性是至关重要的一个因素 包装 无菌屏障系统的密 封或闭合失效造成微生物屏障的物理性破裂 可引发医疗事故 包装材料的特性决定了成型和密封过程的完好性 完好性通常通过目视检查 采用ASTM F1886 染料渗透 ASTM F1929 气泡测试 ASTM D3078 等方法进行测试 5与预期灭菌过程的适应性灭菌适应性即包装材料和 或系统能经受 灭菌过程并使最终包装内达到灭菌所需条件的特性 适应性的确定可与所要采用的灭菌过程的确认同步进行 确认应使 用按有关国际标准或欧洲标准设计 生产和运行的灭菌器 医疗器 械生产商应按ISO11135或ISO11137标准进行灭菌过程的确认 制造商以确认的参数为准则 评价材料的性能 以确保在经受规定 的灭菌过程后材料的性能在规定的限度范围之内 现有灭菌方法分为物理灭菌法和化学灭菌法 具体方法见图2 目前用 于医疗产品灭菌工业化的方法有辐射 环氧乙烷 湿热 干热 过 氧化氢 臭氧六种 医疗器械最常用的灭菌法为环氧乙烷 辐射和 电子束 医疗器械制造商选择灭菌过程时 受很多因素制约 如果器械组成材料不具辐射稳定性 则通常使用图2常用灭菌方法 下转第34页 法规 34 中国医疗器械信息 xx年第17卷第8期Vol 17 No 8标准检测Standard andTesting 上接第15页 过多的情况 可能会导致计数结果偏高 本研究采用细胞计数仪 对脾细胞计数的准确度应该更高一些 是 否还存在其他的原因尚需进一步研究和探讨 参考文献 1 朱晓宇 段美玲 毛帅 等 苍术挥发油对小鼠体外脾脏淋 巴细胞增殖的影响 J 北京农学院学报 xx 22 3 38 40 2 Barta O Barta V Optimum conditionsfor thechicken lymphocytetransformation test J Avian Diseases 1992 36 2 945 955 3 刘民 马华 李柏青 MTT法检测小鼠淋巴细胞增殖性反应探讨 J 中国实验动物学杂志 1999 9 3 146 149 4 Khinakar RG Jones RC Effect ofstorage ofchicken andturkey bloodonthelymphocyte responsesto concanavalinA andpoke weedmitogen J Vet ImmunolImmunol 1997 56 353 362 5 陈黎龙 朱晓彤 江青艳 等 三肽囊素对鸡脾脏淋巴细胞增殖 转化IL 2和IL 6分泌及其基因表达的影响 J 动物学报 xx 52 1 170 174 6 KirchnerH Oppenheim J Stimulation ofchicken lymphcytesby T andB cell mitogens J Cell Immunol 1972 33 3 695 699 7 何玉琴 杨小燕 林淑慧 等 鸡脾脏T淋巴细胞增殖试验优化 条件的筛选 动物医学进展 xx 29 7 47 49 8 孔庆波 刘剑郁 常建军 等 犬淋巴细胞转化增殖试验最佳条 件的确定 J 畜牧兽医科学 xx 23 7 46 49 环氧乙烷灭菌 如果器械预期吸附高的EO残留浓度 器械制造商通常会选择辐射灭 菌 本文将以最常用的环氧乙烷 辐射灭菌方法 讨论包装材料与预期 灭菌过程的适应性 辐射灭菌为冷灭菌 具有灭菌彻底 无残留 不必开包装等优点 支持工业化加工 但会使少数高分子材料降解 灭菌的原理为r射线将能量给予了被照射物质的原子或分子 r射线 的能量大于分子键能 可使分子电离 断键 造成微生物的核糖核 酸 蛋白质及酶变性 失活 而使其致死 同时r射线电离微生物细胞中的水分子 所产生的自由基与核糖核酸 蛋白质及酶发生氧化还原反应 从而致死微生物 辐射灭菌的参数为总吸收剂量 如医疗器械选择辐射灭菌 必须保证包装材料的耐辐射剂量 由于设备的不均匀性 包装材料的耐辐射剂量应考虑剂量场的不均 匀度 由于射线的穿透性很强 所以器械的屏障系统可以完全由不透气材 料组成 环氧乙烷气体能与微生物上的蛋白质 DNA和RNA 发生非特异性烷基 化作用 灭菌效果受灭菌时间 灭菌温度 相对湿度和EO浓度 气化 程度 的影响 为使灭菌剂进入以杀灭微生物 并使灭菌气体扩散 降低残留浓度 无菌屏障系统应有透气组件且耐受所确定的温度和压力要求 制造商应根据不同的灭菌方式评价材料的性能 以确保在经受规定 的灭菌过程以后材料的性能在规定的限度范围之内 对于预成型无菌屏障系统的灭菌相容性 还应考虑灭菌过程对包装 完好性的影响 如封口强度灭菌前后的对比 及生物相容性的要求 如 环氧乙烷的残留等 对预期用途的适应性的确定 应考虑材料在常规供应中将会发生的 变化 材料在保存的过程中性质的变化应不对灭菌效果产生影响 即老化 验证中应考虑到灭菌相容性 医疗器械制造商应关注厂家提供的报告中灭菌相容性的老化验证 当产品用多个包裹或多层包装时 可以对内外层材料的性能设定不 同的限量 6与标签系统的适应性标签系统可有多种形式 标签系统在使用前要 保持完整和清晰 即不应有因印刷导致的图文缺残和不易目力识别 在规定的灭