徐含青 金志軍 陳如冰

(蘇州市計(jì)量測(cè)試研究所溫度檢測(cè)室，蘇州 215128)

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純蒸汽質(zhì)量對(duì)滅菌熱穿透效果的影響*

徐含青 金志軍 陳如冰

(蘇州市計(jì)量測(cè)試研究所溫度檢測(cè)室，蘇州 215128)

驗(yàn)證定義為能實(shí)現(xiàn)任何程序、生產(chǎn)過程、設(shè)備、物料、活動(dòng)或系統(tǒng)確實(shí)能導(dǎo)致預(yù)期結(jié)果的有關(guān)文件證明的行為，驗(yàn)證可使滅菌設(shè)備在受控狀態(tài)下運(yùn)行，是無菌保證的重要內(nèi)容。文章使用國(guó)際現(xiàn)行驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蒸汽滅菌設(shè)備進(jìn)行熱穿透效果驗(yàn)證，分析純蒸汽質(zhì)量對(duì)熱穿透效果的影響，有利于滅菌質(zhì)量的保證。

純蒸汽；滅菌；驗(yàn)證；熱穿透

0 引言

隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，微生物的進(jìn)化和變異對(duì)人類的影響日益加劇，從非典爆發(fā)到H7N9禽流感的蔓延，無不威脅著人類社會(huì)文明的發(fā)展。人們不得不對(duì)滅菌質(zhì)量提出更高的要求，WHO(世界衛(wèi)生組織)與世界各國(guó)都致力于制定合理的滅菌規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，用以評(píng)價(jià)滅菌效果和驗(yàn)證滅菌工藝。常用的滅菌方法可分為物理滅菌和化學(xué)滅菌。物理滅菌又分為干熱滅菌、濕熱滅菌、射線滅菌和濾過滅菌，干熱滅菌器包含干熱滅菌柜、隧道式滅菌系統(tǒng)，射線滅菌包含輻射滅菌、紫外滅菌等。化學(xué)滅菌包含氣體滅菌和藥液滅菌，氣體滅菌主要包括環(huán)氧乙烷滅菌和臭氧滅菌等，藥液滅菌包括甲醛滅菌等。

蒸汽滅菌是醫(yī)用物品、器械滅菌的首選方法。物質(zhì)在滅菌器內(nèi)利用高壓蒸汽或其他熱力學(xué)滅菌手段殺滅細(xì)菌，滅菌能力強(qiáng)，是熱力學(xué)滅菌中最有效和用途最廣的方法。藥品、藥品的溶液、玻璃器械、培養(yǎng)基、無菌衣、敷料等在高溫和濕熱條件下不發(fā)生變化或損壞的物質(zhì)，均可使用。

在實(shí)際計(jì)量與驗(yàn)證過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，純蒸汽質(zhì)量對(duì)于滅菌效果有著非常明顯的影響。由于我國(guó)《藥品生產(chǎn)驗(yàn)證指南》(2003版)、《消毒技術(shù)規(guī)范》、《藥典》均沒有對(duì)物理參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)際操作規(guī)范可以參考，現(xiàn)依據(jù)歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN554《Validation and routine control of sterilization by moist heat-English version of DIN EN554》和英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)HTM2010《Health Technical Memorandum 2010》進(jìn)行物理參數(shù)驗(yàn)證，并根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。

1 驗(yàn)證過程與結(jié)果分析

1.1 選用的測(cè)試設(shè)備

選用的測(cè)試設(shè)備如表1所示。

表1 測(cè)試設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

1.2 測(cè)試對(duì)象

測(cè)試對(duì)象如表2所示。

表2 測(cè)試對(duì)象技術(shù)指標(biāo)

1.3 測(cè)試方式

分為空載3次測(cè)量，滿載3次測(cè)量，半載3次測(cè)量，無線傳感器采樣頻率為5s/次，共采集樣本數(shù)為180個(gè)。其中滿載與半載裝載方式如圖1所示。

圖1 裝載方式實(shí)物圖

1.4 布點(diǎn)情況

分布方式為12個(gè)溫度點(diǎn)，1個(gè)壓力測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量時(shí)傳感器測(cè)量探頭不能接觸料架表面，根據(jù)HTM2010的建議，排水口處分布1個(gè)溫度點(diǎn)，其他溫度點(diǎn)均勻分布?？蛰d時(shí)如圖2所示，半載及滿載時(shí)將傳感器放入負(fù)載內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。

圖2 傳感器布放位置實(shí)物圖

1.5 滅菌目的

使負(fù)載SAL≤10-6。

1.6 測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果如表3、表4、表5所示。

表3 空載狀態(tài)測(cè)試結(jié)果

壓力測(cè)量平均值為210.9kPa，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為122.0℃，符合溫度范圍要求。高于121℃的持續(xù)時(shí)間為15min10s，符合時(shí)間要求、未濕包(滅菌敷料包在滅菌后手感潮濕，重量比滅菌前高出3%，此種現(xiàn)象稱之為濕包現(xiàn)象)。結(jié)論:符合要求。

表4 半載狀態(tài)測(cè)試結(jié)果

壓力測(cè)量平均值為205.7kPa，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為121.2℃，符合溫度范圍要求、未濕包。結(jié)論：溫度未全部落入121～124℃范圍內(nèi)，不符合要求。

表5 滿載狀態(tài)測(cè)試結(jié)果

壓力測(cè)量平均值為204.4kPa，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為121.0℃，符合溫度范圍要求、未濕包。結(jié)論：溫度未全部落入121～124℃范圍內(nèi)，冷點(diǎn)溫度平均值小于標(biāo)準(zhǔn)要求，不符合要求。

1.7 測(cè)試結(jié)果分析

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析測(cè)試失敗的原因后發(fā)現(xiàn)，空載熱分布及其他指標(biāo)測(cè)試均遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求，而半載和滿載熱穿透效果并不理想，從而懷疑純蒸汽冷凝時(shí)放熱效果不佳。而從每次測(cè)量過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)部壓力均能達(dá)到對(duì)應(yīng)的飽和溫度要求，繼而初步懷疑為飽和蒸汽分壓或許偏低，有其余不凝氣體在滅菌過程中產(chǎn)生。

2 純蒸汽質(zhì)量驗(yàn)證

為排除負(fù)載包裝內(nèi)部產(chǎn)生的不凝氣體影響，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)均符合HTM2010要求的材料包裝方式及體積大小。為排除脈動(dòng)真空過程中泄漏導(dǎo)致的影響，運(yùn)行脈動(dòng)蒸汽滅菌器保壓程序后發(fā)現(xiàn)泄漏率為0.1kPa，完全符合泄漏指標(biāo)要求。至此，直接分析純蒸汽質(zhì)量中影響最為明顯的3個(gè)測(cè)試指標(biāo)：不凝氣體含量、干燥度、過熱。

1)不凝性氣體來自蒸汽所產(chǎn)生的水，氣體在水中的溶解度隨著溫度的升高而降。如果在一個(gè)燒鍋里加熱水可以觀察到這種現(xiàn)象，會(huì)有氣泡產(chǎn)生，并附著在燒鍋的底部和側(cè)壁上。如果在鍋爐或蒸汽發(fā)生器中加熱同樣的水，這些氣泡會(huì)夾帶在蒸汽中。不凝氣體的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致如下問題：

a.空氣是一種絕緣體，與銅相比，熱傳遞阻力增加了12000倍?？諝鈱踊驓廒宓拇嬖诙伎赡苁辜訜徇^程受到不良影響。

b.空氣層或氣阱的存在都可能成為汽/水到達(dá)載荷各個(gè)部位的物理屏障。

2)在日常滅菌過程中，不希望采用濕潤(rùn)的蒸汽，因?yàn)榕c干燥蒸汽相比，能量較低，而且更重要的是可能導(dǎo)致負(fù)載濕潤(rùn)。濕潤(rùn)的載荷被認(rèn)為是沒有滅菌完全。

3)過熱蒸汽是指在某一壓力下，其溫度值超出該壓力下的沸點(diǎn)溫度。過熱蒸汽是一種透明的無色氣體，只有當(dāng)溫度下降到沸點(diǎn)溫度時(shí)才會(huì)發(fā)生冷凝。只有這時(shí)才會(huì)產(chǎn)生滅菌所需的水汽，因此對(duì)工藝過程具有一定的危險(xiǎn)性。

水蒸氣能量數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 水與蒸汽轉(zhuǎn)化能量

使用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為歐盟EN285《Sterilization.Steam sterilizers.Large sterilizers-English version of DIN EN285》，使用測(cè)試儀器為英國(guó)SVMS公司生產(chǎn)的蒸汽質(zhì)量分析儀，型號(hào)為OPTION D，測(cè)試 結(jié)果如表7所示。

表7 蒸汽質(zhì)量測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果證明了上述猜想，不凝氣體測(cè)量值超過了標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3 解決方案

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，我們找到了熱穿透效果不佳的原因是因?yàn)椴荒詺怏w含量沒有達(dá)到要求，繼續(xù)與使用單位一同分析產(chǎn)生不凝氣體產(chǎn)生的原因如下：

1)每次當(dāng)給水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，蒸汽發(fā)生器給水泵填料泄漏導(dǎo)致空氣被抽入蒸汽發(fā)生器內(nèi)。

2)蒸汽閥填料函泄漏，文丘里效應(yīng)可能導(dǎo)致空氣被抽入蒸汽分配系統(tǒng)。

3)滅菌柜蒸汽系統(tǒng)定期或不定期的關(guān)閉，重新啟動(dòng)時(shí)分配系統(tǒng)中將存在大量的空氣。建議在這種情況下，應(yīng)進(jìn)行徹底的通風(fēng)，并且對(duì)不凝性氣體的測(cè)試可能要適當(dāng)放寬一些。

使用單位及設(shè)備供應(yīng)商經(jīng)過一個(gè)階段的整改測(cè)試，進(jìn)行再驗(yàn)證后蒸汽質(zhì)量達(dá)到要求，再次驗(yàn)證熱穿透效果良好，符合EN554和HTM2010要求。

4 結(jié)束語

通過以上一系列的驗(yàn)證-分析-再驗(yàn)證后初步解決了使用單位滅菌過程中熱穿透效果不良的影響，達(dá)到了驗(yàn)證的目的，有效規(guī)避了滅菌的風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)由于GMP實(shí)施的時(shí)間較晚，技術(shù)能力還比較薄弱，很多先進(jìn)的理念還沒有及時(shí)采用，導(dǎo)致很多風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的產(chǎn)生，我們必須不斷學(xué)習(xí)總結(jié)，在采用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，善于分析，從而解決應(yīng)用過程中的實(shí)際問題，為進(jìn)一步提高積累經(jīng)驗(yàn)。

[1] JJF 1308—2011醫(yī)用熱力滅菌設(shè)備溫度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范[S].北京:中國(guó)質(zhì)檢出版社，2011

[2] JJF(蘇)96-2010蒸汽滅菌器溫度、壓力校準(zhǔn)規(guī)范[S].南京:江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2010

[3] 國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局.藥品生產(chǎn)驗(yàn)證指南[S].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[4] Anon.Sterilization of medical devices-validation and routine control of sterilization by moist heat:EN554 [S].European Committee for Standardization，1994

[5] Anon.Health Technical Memorandum (HTM) 2010-sterilizati on validation and verification [M] .NHS Estates，An Executive Agency of the British Department of Health ，1998

*蘇州市科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計(jì)劃資助項(xiàng)目(ZXJ2013002)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.10.04