劉文一 李道成 徐星崗

1 嘉興高是滅菌技術(shù)有限公司 （浙江 嘉興 314005）

2 武漢致眾科技股份有限公司 （湖北 武漢 430040）

3 蘇州市倍詠醫(yī)療科技有限公司 （江蘇 蘇州 215104）

內(nèi)容提要： 依據(jù)《中華人民共和國(guó)醫(yī)療器械監(jiān)管法規(guī)》《中華人民共和國(guó)藥典》、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 14233.2以及GB 18279.1，探討醫(yī)療器械環(huán)氧乙烷滅菌后的幾種無(wú)菌放行程序，分析這幾種無(wú)菌放行程序的關(guān)系以及優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)總結(jié)國(guó)際上歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)氧乙烷滅菌產(chǎn)品常用的無(wú)菌放行程序。按照GB 18279.1的傳統(tǒng)放行或者參數(shù)放行可以避免無(wú)菌檢查法的局限性，確保無(wú)菌的要求得到完全滿足，提高產(chǎn)品流通效率，避免資源的浪費(fèi)。

環(huán)氧乙烷滅菌后的無(wú)菌醫(yī)療器械在制造商加工完成后，需要進(jìn)行無(wú)菌放行。國(guó)內(nèi)比較通行的無(wú)菌放行方式為按照《中華人民共和國(guó)藥典》（簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》）的無(wú)菌檢查法進(jìn)行無(wú)菌檢測(cè)，但是該方法用于常規(guī)滅菌放行存在很多局限性。而新版GB18279.1對(duì)于環(huán)氧乙烷滅菌后的產(chǎn)品規(guī)定了另外的無(wú)菌放行的方法，避免了無(wú)菌檢查法的局限，其等同采用的ISO 11135-1也是目前國(guó)際上醫(yī)療器械發(fā)達(dá)國(guó)家通用的無(wú)菌放行法。目前，國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械監(jiān)管機(jī)構(gòu)和企業(yè)在這方面的認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一，依據(jù)無(wú)菌檢查法放行無(wú)菌醫(yī)療器械不僅沒(méi)有科學(xué)的依據(jù)，也不能真正起到監(jiān)管的作用。為此本文研究了產(chǎn)品放行的法律法規(guī)要求，對(duì)比了藥典無(wú)菌檢查法和專用滅菌法的無(wú)菌放行法之間的優(yōu)缺點(diǎn)，并詳細(xì)的介紹了GB 18279.1-2015標(biāo)準(zhǔn)給出的環(huán)氧乙烷滅菌產(chǎn)品的放行程序。

1.無(wú)菌醫(yī)療器械的法規(guī)介紹

無(wú)菌醫(yī)療器械是一種特殊類型的醫(yī)療器械，通常情況下，無(wú)菌醫(yī)療器械是接觸人體或者侵入人體的，因?yàn)槿梭w在接觸到外來(lái)的細(xì)菌、病毒時(shí)容易引發(fā)患者感染，因此產(chǎn)品需要達(dá)到無(wú)菌的要求。所謂無(wú)菌，是指產(chǎn)品上無(wú)存活微生物的狀態(tài)，理論上講是一種絕對(duì)的情況，然而這種理論上的絕對(duì)概念與統(tǒng)計(jì)學(xué)的檢驗(yàn)是有矛盾的。因此工業(yè)實(shí)踐中，定義了無(wú)菌保證水平（SAL）來(lái)確定無(wú)菌的具體量化要求，其無(wú)菌保證水平（SAL）應(yīng)不超過(guò)10-6，是無(wú)菌醫(yī)療器械必須要達(dá)到的確保其能安全和有效的關(guān)鍵性能。無(wú)菌性能的質(zhì)量監(jiān)控也就是判定整批產(chǎn)品的陽(yáng)性概率是制造商必須履行的無(wú)菌放行程序。

表1. 批出廠產(chǎn)品最少量檢驗(yàn)數(shù)量

無(wú)菌放行目前已知的方法有如下幾種：①按照《中國(guó)藥典》2015版，第四部1101無(wú)菌檢查法進(jìn)行，其中關(guān)于醫(yī)療器具的批出廠產(chǎn)品最少量檢驗(yàn)數(shù)量的要求，見(jiàn)表1。②按照GB 14233.2-2005[1]進(jìn)行，但由于這份標(biāo)準(zhǔn)直接引用了《中國(guó)藥典》，因此實(shí)際就是藥典的無(wú)菌檢查法。③按照GB 18279.1-2015，10常規(guī)監(jiān)視和控制以及11產(chǎn)品滅菌放行的規(guī)定進(jìn)行。

由于按照GB 14233.2-2005進(jìn)行的無(wú)菌檢查法實(shí)際上就是按照《中國(guó)藥典》無(wú)菌檢查法進(jìn)行的，因此以上3種放行的方法實(shí)際上是2種無(wú)菌放行方法。即無(wú)菌檢查法放行以及非無(wú)菌檢查法放行。

2.藥典無(wú)菌檢查法的局限性

無(wú)菌檢查法用于無(wú)菌產(chǎn)品常規(guī)放行是存在很大局限性的，制定者非常明白無(wú)菌檢查法存在著無(wú)法規(guī)避的風(fēng)險(xiǎn)，因此，在應(yīng)用《中國(guó)藥典》[2]或者GB 14233.2標(biāo)準(zhǔn)[1]時(shí)都做了相應(yīng)的申明“若供試品符合無(wú)菌檢查法的規(guī)定，僅表明供試品在該檢驗(yàn)條件下未發(fā)現(xiàn)微生物污染”“相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)在引用本部分時(shí)應(yīng)注意根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用特性規(guī)定適宜的合格判定指標(biāo)”。無(wú)菌檢查法存在的缺陷如下。

2.1 接收質(zhì)量限（AQL）和過(guò)無(wú)菌保證水平（SAL）的矛盾

環(huán)氧乙烷滅菌過(guò)程是特殊過(guò)程，過(guò)程復(fù)雜，流程長(zhǎng)，參數(shù)多，滅菌的關(guān)鍵參數(shù)受到設(shè)備、環(huán)境、裝載、產(chǎn)品、包裝等因素的影響，實(shí)際的滅菌過(guò)程中，各個(gè)參數(shù)波動(dòng)也比較大，而無(wú)菌檢查法依賴于抽樣，對(duì)于滅菌批而言，抽樣抽到滅菌最差的情況實(shí)際是不可能的，而均勻抽樣存在一個(gè)可信度的問(wèn)題，GB 2828系列標(biāo)準(zhǔn)是抽樣的依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在確定抽樣方案時(shí)候，需要確定一個(gè)AQL（接收質(zhì)量限），無(wú)菌保證水平SAL不大于10-6也就是接收質(zhì)量限AQL應(yīng)達(dá)到10-6。無(wú)法在GB 2828標(biāo)準(zhǔn)中找到合適的抽樣方案。

而根據(jù)《中國(guó)藥典》的抽樣方案，如表1，從中取1例查下GB 2828標(biāo)準(zhǔn)的合格質(zhì)量限AQL。

例1：某批環(huán)氧乙烷滅菌的注射器，其批量是2萬(wàn)支，按照藥典的抽樣方案，應(yīng)抽取20件。為了簡(jiǎn)化評(píng)估，采用了正常抽樣檢驗(yàn)一次抽樣方案，查表會(huì)發(fā)現(xiàn)樣本量20件對(duì)應(yīng)的接收質(zhì)量限是0.65，這個(gè)質(zhì)量限度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能保證SAL，整整相差0.65%/10-6=65000倍，而實(shí)際上按照藥典的任何一個(gè)抽樣方案，其接收質(zhì)量限都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能保證SAL[3]。

因此，根本上說(shuō)，無(wú)菌檢查法無(wú)法滿足無(wú)菌醫(yī)療器械的最基本性能要求。

2.2 無(wú)菌檢查法存在的較大的誤判風(fēng)險(xiǎn)

例1中，可以查GB 2828標(biāo)準(zhǔn)，得知正常檢驗(yàn)的生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)，是12.0，表示不接受0.65的質(zhì)量限的滅菌批的概率是12.0%，也就是制造商采用這個(gè)無(wú)菌檢查法的抽樣方案，即使合格保證水平才0.65%，仍然有12%的概率會(huì)誤判產(chǎn)品是不合格的[3]。

在一批產(chǎn)品中，檢出污染品的概率（P）與取樣量存在如下關(guān)系，見(jiàn)公式（1）[4]。

式中，P代表了檢出污染品的概率；Nu代表了滅菌之后的污染概率；n代表檢查的陽(yáng)性數(shù)。上述算式可轉(zhuǎn)化為公式（2）：

計(jì)算示例如下：

例2：某批產(chǎn)品實(shí)際的污染率為千分之一（Nu=1.0×10-3），無(wú)菌檢查抽樣數(shù)為1000，無(wú)菌檢查結(jié)果呈陽(yáng)性的概率是（P），則：

例3：某批產(chǎn)品實(shí)際的污染率為百萬(wàn)分之一（Nu=1.0×10-6），要保證95%的陽(yáng)性檢出率，計(jì)算抽樣量n，則：

案例3表明，需要測(cè)試約3×106個(gè)樣品，發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)樣品出現(xiàn)陽(yáng)性，或全部陰性，才能有95%的把握證實(shí)實(shí)際污染率符合無(wú)菌保證水平（SAL≤10-6）[4]。

根據(jù)公式（2），可以計(jì)算得出表2無(wú)菌檢查發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果的概率（P）、樣品數(shù)（n）和實(shí)際污染率（Nu）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表2數(shù)據(jù)表明，通過(guò)無(wú)菌檢查法發(fā)現(xiàn)污染品的概率（P）取決于該批產(chǎn)品的實(shí)際污染率以及隨機(jī)抽樣數(shù)（n）。當(dāng)污染率為10-3時(shí)，樣本量低于100，實(shí)際檢出陽(yáng)性的概率低于10%，當(dāng)污染率為10-6時(shí)，樣本量低于10000，實(shí)際檢出陽(yáng)性的概率低于1%[4]。

在實(shí)際的無(wú)菌檢查實(shí)驗(yàn)中，因人的因素或者是技術(shù)條件等導(dǎo)致無(wú)菌檢查呈現(xiàn)的假陽(yáng)性概率大約在0.1%～20%[5,6]。陳萬(wàn)勝[7]采用了直接接種法，薄膜過(guò)濾法制作了400個(gè)樣本，觀察兩種樣本制作方法菌培養(yǎng)假陽(yáng)性率，結(jié)果顯示，直接接種法假陽(yáng)性率8.5%，薄膜過(guò)濾法假陽(yáng)性率4%，總假陽(yáng)性率為6.25%。

表2. 陽(yáng)性結(jié)果的概率(P)、樣品數(shù)(n)和實(shí)際污染率(Nu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

顯然通過(guò)無(wú)菌檢查法來(lái)證實(shí)一批產(chǎn)品的無(wú)菌保證水平是不切實(shí)際的。

2.3 產(chǎn)品無(wú)菌培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)的缺陷

產(chǎn)品無(wú)菌培養(yǎng)，需要14d，培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)可能使培養(yǎng)基性質(zhì)改變以及損害微生物復(fù)蘇。另外，到目前為止也沒(méi)有單一的培養(yǎng)基能培養(yǎng)出所有微生物，因此，實(shí)際的無(wú)菌檢查法往往需要進(jìn)行細(xì)菌和真菌兩項(xiàng)測(cè)試，甚至更多培養(yǎng)基的測(cè)試[8]。此外，14d的培養(yǎng)時(shí)間還需要保存至少14d庫(kù)存，以及占用巨大的庫(kù)房，給制造企業(yè)帶來(lái)了極大的不便。

2.4 復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來(lái)的檢測(cè)技術(shù)缺陷

越來(lái)越多的大型醫(yī)療器械，譬如醫(yī)療手術(shù)包的無(wú)菌檢查，很難找到合適的浸提器皿，器皿越大，越容易污染，因此，需要采用SIP，這又帶來(lái)了一系列的風(fēng)險(xiǎn)，如樣品分割時(shí)的污染、SIP能否代表整個(gè)產(chǎn)品等。

2.5 破壞性檢測(cè)帶來(lái)的巨大成本缺陷

有很多無(wú)菌醫(yī)療器械成本非常昂貴，如心臟起搏器、帶藥支架等，其材料、加工等成本均價(jià)格不菲，而按照《中國(guó)藥典》的產(chǎn)品無(wú)菌檢查法進(jìn)行測(cè)試，最少的樣本量也需要4件，無(wú)菌檢查大部分是破壞性試驗(yàn)，每次測(cè)試?yán)速M(fèi)的財(cái)力甚是可觀。

2.6 典型樣本選擇非常困難

環(huán)氧乙烷滅菌確認(rèn)時(shí)最難滅菌樣品需要考慮非常多的因素，如裝載結(jié)構(gòu)、滅菌器結(jié)構(gòu)、溫度最低點(diǎn)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等因素，如采用無(wú)菌檢查法，也應(yīng)該采用滅菌確認(rèn)中選擇出的最難滅菌的樣本進(jìn)行無(wú)菌實(shí)驗(yàn)，但實(shí)際的常規(guī)滅菌采用這樣的樣本幾乎不可能。

3.GB18279的無(wú)菌放行法的優(yōu)點(diǎn)

研究發(fā)現(xiàn)，微生物在滅菌劑的作用下，影響環(huán)氧乙烷滅菌效果的一些關(guān)鍵參數(shù)穩(wěn)定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)死亡的微生物數(shù)量比例是相對(duì)穩(wěn)定的。如圖1所示[9]。

圖1. 生物指示劑和生物負(fù)載的死亡曲線

在圖1中，生物指示劑在環(huán)氧乙烷作用下，其存活的微生物數(shù)量（概率）的Log值是正比于時(shí)間的。在6D時(shí)，此時(shí)微生物的存活概率是63%，12D時(shí)，此時(shí)微生物的存活概率是10-6，正是研究需要的SAL。圖1中的黑實(shí)線是生物指示劑的死亡曲線，而在醫(yī)療器械的制造過(guò)程中，對(duì)于產(chǎn)品加工的環(huán)境均有嚴(yán)格的要求，產(chǎn)品初始污染菌（生物負(fù)載）的抗性絕大部分是不如BI的特殊菌株的，數(shù)量也是大大低于BI（106）的，因此，只要常規(guī)環(huán)氧乙烷滅菌的參數(shù)符合確認(rèn)的參數(shù)規(guī)定，其合格保證書(shū)平就可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于上述的SAL的要求，如上圖虛線所示。工業(yè)實(shí)踐中，滅菌器參數(shù)的保證還通過(guò)常規(guī)控制、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、變更控制、年度評(píng)審、再確認(rèn)等管理要求保證其可靠性。

因此，按照GB 18279.1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行環(huán)氧乙烷滅菌后產(chǎn)品的無(wú)菌放行，其優(yōu)勢(shì)在于：①可靠性高，SAL完全得到了滿足，甚至可以做到過(guò)度殺滅。②誤判的風(fēng)險(xiǎn)降低：滅菌器參數(shù)可靠性非常高，尤其最新的滅菌器的設(shè)計(jì)，溫度、濕度、壓力等傳感器均會(huì)采用雙傳感器進(jìn)行監(jiān)控，甚至很多企業(yè)開(kāi)始使用濃度傳感器直接監(jiān)測(cè)滅菌器內(nèi)的環(huán)氧乙烷濃度，大大降低了滅菌失敗的可能，另外，BI的無(wú)菌檢測(cè)技術(shù)相對(duì)產(chǎn)品的無(wú)菌檢測(cè)技術(shù)，由于BI很小，培養(yǎng)基是優(yōu)化過(guò)的，BI無(wú)菌測(cè)試操作更簡(jiǎn)單，因此失敗的風(fēng)險(xiǎn)也比較低。③無(wú)菌放行成本低廉，無(wú)需破壞大型的復(fù)雜的產(chǎn)品，也無(wú)需大型的浸提器皿，甚至自含式的BI根本無(wú)需超凈的實(shí)驗(yàn)室。④無(wú)菌放行的時(shí)間短，如采用參數(shù)放行，滅菌結(jié)束即可放行（實(shí)際還得考慮解析時(shí)間），如采用BI無(wú)菌檢測(cè)+參數(shù)放行，則BI無(wú)菌檢測(cè)需要7d（實(shí)際還得考慮解析時(shí)間），自含式的BI可以縮短到2d。⑤EPCD的放置非常簡(jiǎn)單，BI無(wú)菌檢查的取樣非常容易。

4.GB18279的無(wú)菌放行法的實(shí)際應(yīng)用

在歐美等醫(yī)療器械發(fā)達(dá)國(guó)家，按照環(huán)氧乙烷專用滅菌標(biāo)準(zhǔn)給定的無(wú)菌放行法早已普遍應(yīng)用。而我國(guó)，早在2005年，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局就已經(jīng)批準(zhǔn)無(wú)錫華瑞制藥有限公司和廣州百特醫(yī)療用品有限公司進(jìn)行了參數(shù)放行的試點(diǎn)[4]。另外，輸液器標(biāo)準(zhǔn)GB 8368對(duì)無(wú)菌放行的規(guī)定，描述也是“輸液器宜按GB18278、GB18279或GB18280對(duì)滅菌過(guò)程進(jìn)行確認(rèn)和進(jìn)行常規(guī)控制，以保證產(chǎn)品上的存活概率小于10-6”。

下面介紹GB 18279.1[10]給出的兩種無(wú)菌放行方法。

4.1 傳統(tǒng)放行

傳統(tǒng)放行是2000年頒布的GB 18279提出的概念，2015年頒布的GB 18279.1刪除了此概念，但是實(shí)際的放行條件還是和2000年頒布的GB 18279的傳統(tǒng)放行一樣，仍可以稱為“傳統(tǒng)放行”。

具體的做法是記錄并保存每一個(gè)滅菌批的滅菌周期數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，應(yīng)完全符合經(jīng)確認(rèn)的滅菌過(guò)程規(guī)范，滅菌過(guò)程規(guī)范應(yīng)按照GB18279.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定建立，并經(jīng)過(guò)過(guò)程確認(rèn)。

同時(shí)還應(yīng)按照確認(rèn)的滅菌過(guò)程規(guī)范進(jìn)行BI的無(wú)菌檢測(cè)，BI應(yīng)全部陰性，陽(yáng)性對(duì)照應(yīng)陽(yáng)性。

上述要求，全部滿足可以判定產(chǎn)品無(wú)菌。

4.2 參數(shù)放行

參數(shù)放行是一種不使用生物指示劑來(lái)放行經(jīng)滅菌的無(wú)菌產(chǎn)品的方法，而依靠證明物理處理參數(shù)均符合所有的規(guī)范來(lái)放行無(wú)菌產(chǎn)品，在上述傳統(tǒng)放行滅菌周期數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上增加如下的三項(xiàng)參數(shù)記錄要求：①在整個(gè)滅菌周期，至少?gòu)?個(gè)位置記錄滅菌溫度數(shù)據(jù)；②在處理階段（加濕和保濕），直接測(cè)定柜內(nèi)的濕度；③按照規(guī)定的時(shí)間間隔，通過(guò)直接分析滅菌柜內(nèi)的氣體確定環(huán)氧乙烷濃度。

5.無(wú)菌檢查法的實(shí)際應(yīng)用

無(wú)菌檢查法雖然不能用于制造商常規(guī)的滅菌產(chǎn)品放行，但是有幾種情況，還必須用到無(wú)菌檢查法。

5.1 市場(chǎng)抽檢

這不是醫(yī)療器械制造商的判定，抽檢是政府行為，本身就是對(duì)市場(chǎng)上的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)督檢查，無(wú)法也不能從制造商獲得滅菌參數(shù)以及BI的培養(yǎng)結(jié)果來(lái)判定產(chǎn)品是否無(wú)菌，另外，市場(chǎng)上的產(chǎn)品是否無(wú)菌還和產(chǎn)品的包裝、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)，因此必須按照藥典的要求進(jìn)行無(wú)菌檢查。

5.2 滅菌確認(rèn)過(guò)程中的抗性比對(duì)

滅菌確認(rèn)過(guò)程中，需要評(píng)價(jià)產(chǎn)品本身的抗性和IPCD（過(guò)程挑戰(zhàn)器械）的抗性，必須進(jìn)行短周期下的產(chǎn)品無(wú)菌測(cè)試，此時(shí)，應(yīng)按照無(wú)菌檢查法進(jìn)行。

5.3 周期性的性能測(cè)試

為了定期評(píng)估產(chǎn)品全性能，通常對(duì)產(chǎn)品留樣應(yīng)進(jìn)行年度的全性能測(cè)試，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)品無(wú)菌測(cè)試，當(dāng)然需要按照無(wú)菌檢查法進(jìn)行。

6.小結(jié)

對(duì)于無(wú)菌醫(yī)療器械制造商而言，采用環(huán)氧乙烷滅菌后，按照藥典的無(wú)菌檢查法進(jìn)行產(chǎn)品的無(wú)菌放行，存在很多的缺陷，例如SAL水平得不到滿足、較高的誤判風(fēng)險(xiǎn)、較長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間、復(fù)雜的檢測(cè)技術(shù)、較高的檢查成本等，應(yīng)當(dāng)采用GB 18279.1中規(guī)定的產(chǎn)品無(wú)菌放行方法進(jìn)行，可以確保完全滿足SAL的要求，是完全符合《醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制與成品放行指南》[11]規(guī)定的“確保每批成品都符合接收準(zhǔn)則”的要求的。

事實(shí)上，不僅僅是環(huán)氧乙烷滅菌的產(chǎn)品有特定的無(wú)菌放行方法，目前已經(jīng)建立的專用的滅菌標(biāo)準(zhǔn)中，都有相應(yīng)的滅菌放行方法，如蒸汽滅菌可以按照GB 18278.1[12]，輻射滅菌可以按照GB 18280.1規(guī)定的滅菌后的產(chǎn)品放行程序進(jìn)行。

因此，對(duì)于無(wú)菌醫(yī)療器械的制造商，在制定企業(yè)的技術(shù)規(guī)范時(shí)，應(yīng)該參照相應(yīng)的專用滅菌標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定無(wú)菌放行的方法。目前，很多制造商的技術(shù)規(guī)范在已經(jīng)備案的情況下，可以按照《醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制與成品放行指南》[11]的規(guī)定“給出經(jīng)過(guò)確認(rèn)的替代解決方案?！睆亩谄髽I(yè)內(nèi)部建立無(wú)菌放行的程序，以替代技術(shù)規(guī)范中用無(wú)菌檢查法放行產(chǎn)品的描述，同時(shí)積極的變更技術(shù)規(guī)范。