三種高分子材料醫療器械滅菌方法的效果分析論文
隨著醫療技術的飛速發展，無菌醫療器械的應用也越來越廣泛，滅菌過程作為無菌醫療器械生產的特殊過程，是醫療器械生產過程中的需要定期驗證和重點控制的過程。產品滅菌的目的是使產品無任何型別的存活微生物，在滅菌過程中，微生物的死亡規律是用指數函式表示的。因此任何單位產品上微生物的存在可用機率表示，機率可以減少到很低，但不可能為零。該機率可用無菌保障水平（SAL）表示，通常無菌概念是指無菌保障水平（SAL）達到10-6.醫療器械滅菌驗證一般分為安裝確認（IQ）、操作確認（OQ）和效能確認（PQ），安裝確認是指：獲得證據並用檔案證明滅菌裝置及其附屬設施，已按照規定的要求被提供和安裝；操作確認是指：當裝置按程式執行時，獲得證據並用檔案來證明已安裝的裝置，有能力在指定的允差範圍內提供特定的過程；效能確認是指：
獲得證據並用檔案證明裝置能夠在預先設定的引數下持續執行，且這個過程加工後的產品是無菌的。效能確認一般包括物理效能確認和微生物效能確認，器械所使用的材料對滅菌方法的適用性，也是效能驗證中的重點[1-6].
1 滅菌方法進展評述
1.1 EO滅菌
環氧乙烷是一種化學物質，化學分子式為C2H4O,分子量為44.英文名稱為：Ethylene Oxide,簡稱為：EO或ETO等。常溫常壓下為無色氣體，氣味似醚，沸點10.7 ℃。化學性質活潑，可與多種物質反應，遇水則緩慢反應生成乙二醇。環氧乙烷的穿透力強、擴散性好，可穿透牛皮紙、聚酯薄膜、聚乙烯和聚氯乙烯薄膜等包裝材料，有利於滅菌和物品的儲存。
環氧乙烷殺滅各種微生物的作用機制主要是烷基化作用，作用的位點是蛋白質和核酸分子中的疏基（-SH），氨基（-NH2），羧基（-COOH）和羥基（-OH）等，環氧乙烷可使這些基團發生烷基化反應，使微生物這些生物大分子失去活性，從而致死微生物。環氧乙烷的殺菌作用：（1）殺滅細菌繁殖體；（2）殺滅結核分枝桿菌；（3）殺滅真菌；（4）病毒滅活；（5）殺滅細菌芽孢。
1.1.1 EO 滅菌引數環氧乙烷滅菌效果的主要影響因素有溫度、濃度、溼度、滅菌時間等，以下對這些因素做簡要介紹。
1.1.1.1 滅菌溫度由於環氧乙烷滅菌為化學反應，其反應速率與溫度相關，Ernst 等學者在定量分析溫度對環氧乙烷滅菌效果影響研究中指出，滅菌溫度每提高 10 ℃，滅菌效果加倍。然而就環氧乙烷滅菌的工業運用而言，並非溫度越高越好，一方面是考慮到產品對溫度的耐受性，另外過高溫度要求會增加滅菌裝置成本上的投入，因此最常見的滅菌溫度為 50 ℃左右。
1.1.1.2 EO 濃度環氧乙烷滅菌符合一級動力學，即隨著反應濃度的增加，化學反應速率呈線形提高。然而研究發現存在著一個濃度限度，當環氧乙烷濃度大於此限度時，滅菌反應服從零級動力學，具體表現為：進一步提高環氧乙烷濃度對反應速率基本無影響。
1.1.1.3 滅菌時間滅菌過程作為微生物消亡的過程，符合指數規律，即滅菌過程中，微生物數量的對數值與滅菌時間呈線形相關。目前確定滅菌時間的最常見方法是過度殺滅法中的半週期法。即以能使生物指示劑（BI）/工藝調整器械（PCD）全部殺滅的滅菌週期為基礎，將其定為半週期。三次半週期均取得滿意結果後，將滅菌時間至少延長一倍，得到全週期。
1.1.1.4 溼度溼度在環氧乙烷滅菌過程中起重要作用，通常認為溼度的作用有兩方面，一方面，環氧乙烷與脫水的細菌芽胞反應需要有一定的水分；另一方面，水能增強環氧乙烷的穿透性，使之更容易透過醫療器械的包裝。
1.2 輻照滅菌
輻射滅菌又稱電離輻射滅菌，是以輻射加工技術為基礎，運用x射線、γ射線或高速電子束等電力輻射產生的高能射線，在能量的傳遞和轉移過程中，產生強大的物理效應和生物效應，達到殺蟲、殺菌、一直生理過程的目的。其原理主要是破壞細菌細胞中的DNA 和RNA,受損的DNA和RNA分子發生降解，失去合成蛋白質和遺傳功能，使細胞死亡。
1.2.1 輻照劑量滅菌劑量是指達到所需滅菌保證水平（SAL）的吸收劑量，滅菌保證水平是指透過有效的滅菌過程後產品處於有菌狀態的最大期望機率。輻射滅菌，其滅活的微生物數目遵循指數滅活定律。這意味著，無論輻照多大的劑量，微生物均有相應的存活的機率。
對給定的劑量，微生物的存活是由微生物的數目、滅活微生物的種類、輻照劑量及輻照時微生物所處的環境決定的。25 kGy是一種有效的滅菌劑量，一般認為，這種劑量能夠提供10-6的滅菌保證水平。
1.2.2 輻射滅菌對塑膠的影響醫療器械很多是用塑膠加工成型，一個產品一個種類，需使用多種型別的塑膠。這類塑膠及類似的高分子材料，其中一些材料經照射後，強度降低，有損產品的價值，這種情況就不適於用放射線滅菌。因此，如使用放射線輻射滅菌，一開始必須進行“材料研究”.
1.2.2.1 輻照著色輻射著色的原因是聚合物生成了聚合物分子團，氧化和分解加速。由於塑膠中非結晶部分主鏈被切斷，加速了著色反應（淡黃色一茶色一黑化），為防止塑膠輻照著色，可新增適當的抗氧化劑。
1.2.2.2 輻射分解輻照滅菌的原因是：照射時射線將主鏈、側鏈切斷，促進了分解作用。照射中或照射後生成了聚合物分子團。由於其輻照分解的作用，使塑膠製品發現龜裂，材料出現劣化。射線能量越高越顯著。有些材料照射時變成淡黃色，但照射後放置一段時間，可以自行退色。對甲基丙烯酸樹脂用30 kGy/H的線量照射500小時，可分解成小片而破壞。在輻照變化的材料中，聚乙烯不顯著。【1】
1.3 溼熱滅菌
溼熱滅菌法可以分為高壓蒸汽滅菌法、煮沸法、巴氏消毒法、超高溫滅菌法。高壓蒸汽滅菌法將水加熱使之產生蒸氣，利用飽和蒸汽釋放的潛熱能，經專用裝置在特定條件下（壓力、溫度、時間等）殺滅擬滅菌物品中的一切微生物，以達到無菌的目的。高壓蒸汽滅菌法滅菌能力強，為熱力學滅菌中最有效、應用最廣泛的滅菌滅菌方法。藥品、容器、培養基、無菌衣、膠塞以及其他其它遇高溫和潮溼不發生變化或損壞的物品，均可用本法滅菌。
1.3.1 影響溼熱滅菌效果的`因素
（1）滅菌溫度：較高的滅菌溫度所用的滅菌時間較短，選擇適當的滅菌溫度達到既不損傷物品又能滅菌徹底的目的，通常採用的滅菌溫度為：115 ℃，121 ℃，126 ℃，132 ℃。
（2）滅菌時間：在滅菌過程中，依其階段有以下三個概念。
熱死亡時間：滅菌時，殺滅微生物所需的時間。通常以殺滅嗜熱脂肪桿菌芽胞所需的時間來計算。
安全時間：為保證滅菌徹底所需的時間。通常為熱死亡時間的半值。
滅菌時間的計算，自滅菌內壓力與溫度都達到穩定設定值時始算，包括熱穿透時間，熱死亡時間和安全時間[10,11].
2 結束語
三種常用的滅菌方式都有相應侷限性，醫療器械企業可以依據產品材料、包裝方式等不利滅菌因素，以選擇最佳的滅菌方式，達到提高產品滅菌後的質量及降低成本，同時可以依據上述滅菌方面理論知識，對三種高分子材料醫療器械滅菌方式的影響因素進行最佳化，確定最優的滅菌工藝引數。
參考文獻
[1]朱瑞銀，路蓓，何忠平。無菌醫療器械環氧乙烷滅菌的驗證方法[J].中國醫療器械資訊，2008,14（9）：10-17.
[2]劉敏，柳玲，張俊琴。淺談環氧乙烷滅菌在臨床工作中的應用[J].中國感染控制雜誌，2004,3（3）：280.
[3]徐影，何立波，劉小軍。無菌製劑生產環境甲醛燻蒸滅菌的驗證[J].天津藥學，2006,18（4）：80-82.
[4]陳志紅，鄭麟英。甲醛氧化濃氨燻蒸法滅菌的實驗研究[J].護理學雜誌，2000,15（3）：1.
[5]徐偉雄，周惠平。低溫蒸汽甲醛滅菌技術[J].中華醫院感染學雜誌，2000,10（4）：286.
[6]林曉燕，魯健，劉科偉，等。60Co 輻照滅菌對膠原膜體外穩定性影響的研究[J].四川大學學報，2003,35（6）：58-61.
[7]薛玲，林華，王輝。北京市醫療器械產品 γ 射線輻射滅菌調研[J].醫療器械導航，2007,9:4-5.
[8]ISO 11137-2:2006 Sterilization of health care products-Radiation-Part 2:Establishing the sterilization dose.
[9]ISO 10993-7:2008 Biological evaluation of medical devices-Part 7:Ethylene oxide sterilization residuals.
[10]池金鳳，王改榮，賈俊卿，等。甲醛氧化燻蒸縮短消毒時間的滅菌效果研究[J].齊魯護理雜誌。
[11]鄭子偉。GMP 認證中對高壓蒸汽滅菌器的驗證[J].計量與測試技術。2009.36（2）：61-63.
【三種高分子材料醫療器械滅菌方法的效果分析論文】相關文章：