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环氧乙烷，作为一种普遍应用的化学消毒剂，在医疗器械消毒领域占据着举足轻重的地位，与其它主要的消毒方式并驾齐驱。鉴于消毒工作属于一种特殊流程，其效果往往难以通过传统的测量或检验方法进行验证——例如，产品的无菌检测本质上是破坏性的，因此，对消毒过程的确认显得尤为重要。本文旨在深入探讨环氧乙烷消毒过程确认的相关理念及实践方法。

微生物挑战器械的相对抗性

确保环氧乙烷灭菌过程的有效性，其核心在于从微生物学的视角证实其灭菌效力。在此验证过程中，关键环节之一便是精心挑选并制备微生物挑战的模式，通常包括以下三种微生物学挑战方式：

（a）产品生物负载，即采用产品本身所固有的自然生物负载作为微生物挑战的实体；

（b）内部过程监测器材（IPCD），此方式涉及将生物指示剂（BI）置于产品内部灭菌难度最大的区域；

（c）外部过程监测器材（EPCD），即将生物指示剂置于产品外部的特定载体之中。

在这三种挑战模式中，必须证实其相对抗性的关系为IPCD不低于产品生物负载。在理论层面，EPCD并非必备，其使用并非强制。然而，鉴于常规灭菌操作中，IPCD的放置与取出需两次拆解产品包装（例如托盘、纸箱），这不仅可能带来包装污染等潜在的质量风险，而且操作起来也较为繁琐，因此，大部分情况下，使用EPCD成为首选。在使用EPCD的同时，还需进一步验证IPCD与EPCD之间的抗性关系，确保EPCD的抗性不低于IPCD。

1.1 证据展示：产品生物负载与IPCD的对抗性关系

此乃生物指示剂(BI)适用性证明的关键所在，一般而言，证明手段可分为以下两种：

（a）生物负载对比法

该法通过比较产品的自然生物负载与BI的生物负载，涵盖数量对比及抗性对比两方面。

在数量对比方面，即对BI的孢子计数与产品上的自然生物负载进行数值上的对照。

在抗性对比方面，则是对不同菌种间的抗性差异进行评估。在环氧乙烷灭菌过程中常用的BI为萎缩芽孢杆菌，其抗性远超大多数微生物，且有丰富的文献资料支持。尤其值得关注的是，近年来在我国产的部分棉花中发现了砖火丝菌(Pyronema Domestica)，其对环氧乙烷的抗性极为显著。因此，对于以我国产棉花为原料的产品，应考虑进行砖火丝菌的相关检测，并在必要时采用湿热灭菌法进行预处理。

（b）无菌检验法

此法是将产品与IPCD共同经历一个亚致死周期（Sub-lethal Cycle）的灭菌过程，之后分别对产品与BI进行无菌检验。若产品检验结果为无菌，而IPCD显示出部分阳性反应，则表明相同的灭菌参数能实现对产品的完全杀灭，而对BI则不能，从而证明IPCD在灭菌过程中的抗性优于产品本身。

在存在砖火丝菌的情况下，由于产品对环氧乙烷灭菌的抵抗力较强，产品无菌检验可能在较强的过程参数下仍出现阳性结果。此时，应考虑进行砖火丝菌的相关检测，并在必要时采用湿热灭菌法进行预处理。

1.2 相对抗性关系 EPCD ≥ IPCD 的论证

此论证过程较为直观，通常采用将EPCD与IPCD共同经历一个亚致死周期处理后，对比两者在灭菌过程中的相对抗性来完成。相对抗性的评估一般通过计算D值实现，D值越高，表明抗性越强。若EPCD的D值超过IPCD的D值，即可确认EPCD的抗性优于IPCD。

需注意的是，偶尔EPCD的抗性可能略低于IPCD。对此，ISO/TS 11135-2：2008规定，若两种PCD的抗性差异小于20%，则可视为等效。在实际操作中，建议尽可能避免此类情形。

基于上述原理，若需引入新的PCD，亦可将新PCD与现有PCD共同经历一个亚致死周期处理，然后对比其抗性，以判断新PCD是否适宜引入。

此方法同样适用于新产品引入的广泛场景，即：当新产品需纳入已验证的灭菌流程时，可将BI置于新产品最难灭菌的位置，形成候选IPCD。将候选IPCD与已验证的PCD共同经历一个亚致死周期处理后，对比其抗性。若候选IPCD的抗性低于已验证的PCD，则表明新产品相较于之前的产品或PCD更易灭菌，因此可采用当前的灭菌流程进行处理。

2.1 D 值的确定方式

正如第一部分所提及，在挑选PCD过程中，其抗性对比至关重要，而D值则是衡量此抗性的关键指标。D值定义为在特定条件下，实现测试微生物灭活90%所需的时间或剂量（针对EO灭菌，即指灭菌时间）。D值的计算可采用HSKP法、SMCP法等多种方法，以下为常用的SMCP法（Stumbo-Murphy-Cochran Procedure）的具体计算公式：

r 为测试为阴性的 BI 个数。

D值作为关键指标，具有显著的重要性，正如前文所述，它能够衡量PCD在灭菌过程中的抵抗力。通过对不同PCD在经历亚致死周期后的D值进行计算，我们可以得出：D值越高，PCD的抵抗力越强。

此外，D值还能为我们提供对所需灭菌时间的估算。具体来说，D值反映了使生物负载降低一个对数所需的灭菌时间，即降低生物负载至原来的百分之一所需的时间。假定PCD的生物负载为10^6，按照半周期法，PCD应当被彻底杀灭，因此半周期的灭菌时间应为6倍的D值或更长时间。而全周期和常规的灭菌时间则需加倍，即12倍的D值或更长时间。

环氧乙烷残留

医疗器械在经过环氧乙烷的灭菌处理后，常会存在一定量的残留。这些残留物质有潜在的健康风险，因此必须严格控制。控制的关键方法便是解析（通风去残留）。一般在灭菌过程的确认阶段（或者在常规操作流程中）会对残留量进行检测，以确定必要的解析时长和条件。

3.1 残留物质

在医疗器械的环氧乙烷灭菌过程中，可能产生的残留物质主要包括以下三种：

（a）环氧乙烷（EO）

（b）2-氯乙醇 (ECH)

（c）乙二醇 (EG)

ISO 10993-7:2008 标准明确规定了使用 EO 灭菌的医疗器械中 ECH 的最高允许残留量，而对于 EG 的接触量则未设限，这是因为按照该标准对 EO 的控制要求，EG 的残留量不太可能产生显著的生物学影响。因此在常规的灭菌残留检测中，主要针对的是 EO 和 ECH。

3.2 残留限度

不同国家对于残留量的限度标准各异，有的以毫克/器械为单位，有的则采用 ppm（微克/克）作为单位。在多数欧美国家，普遍遵循 ISO 标准，根据器械的接触时长，将其划分为短期、长期和持久接触类别（注：特殊情况的器械除外），并分别设定残留量的限度。

我国现行的 GB/T 16886.7-2001 标准，等同于1995版的 ISO 10993-7。值得注意是，ISO 10993-7 已从1995版更新至2008版，后者更为严格。以短期接触器械为例，GB/T 16886.7-2001 规定的限度为 EO 不超过 20 毫克/器械，ECH 不超过 12 毫克/器械；而2008版 ISO 10993-7 的限度则为 EO 不超过 4 毫克/器械，ECH 不超过 9 毫克/器械。

此外，我国对一次性使用医疗器械的 EO 残留量也设定了上限，不得超过 10μg/g，因此国内销售的产品需注意满足这一要求。

EO产品族和处理组

在日常工作实践中，可能会遇到各式各样的产品需进行环氧乙烷灭菌。鉴于灭菌验证耗时长且成本高昂，逐一为每种产品执行灭菌验证显然既不经济也不切实际。为了能够批量验证和灭菌多种产品，常规的做法是将产品归类为EO产品族或处理组。在完成对EO产品族或处理组中典型产品或PCD的验证工作之后，便可对族内或组内的所有产品实施标准化灭菌流程。

4.1 EO产品族

EO产品族指的是一组在确认过程中被认定为相似或等同的产品。在将这些产品归类至族中时，主要考量因素包括产品设计及功能、制造工艺、生产环境或区域、原材料构成、包装材质、无菌屏障或保护性包装方式、密度、尺寸及表面积，以及生物负载等方面。

4.2 处理组

将EO产品族的概念进一步扩展，便可衍生出处理组的定义：处理组是指能够通过同一种EO灭菌程序进行灭菌的一系列产品或产品系列。

从上述定义中可以看出，处理组相较于产品系列，其涵盖的范畴更为广泛，可以涵盖多个不同的产品族。处理组中包含的产品可能在材质、结构、包装等方面存在差异，这与产品族有所区别。然而，处理组内部的产品却有一个共同点，即它们均可由某一PCD代表其微生物挑战。

4.3 EO 产品族和处理组概念的运用

EO 产品族和处理组的概念对实际工作有重要的指导意义，使得以较少的工作同时验证种类各异的产品成为可能，可以节约大量的时间和费用。下面是其具体运用的一种方法 ：

（a）将待验证产品分成不同的 EO 产品族 ；

（b）确定各个 EO 产品族的 PCD，并比较其相对抗性 ；

（c）选择相对抗性最强的的 PCD 做为处理组的主 PCD ；

（d）以处理组的主 PCD 进行灭菌确认 ；

（e）确认完成后，该处理组内的所有产品可用同一灭菌过程同时进行常规处理。

过程等效性

在灭菌流程中，不同灭菌设备间的运行差异可能导致其灭菌效果不尽相同。即便是完全一致的灭菌过程，在不同设备上实施时，也须单独进行灭菌效果的确认，这与医疗器械生产、包装等设备的处理原则相通。

然而，对于拥有众多类似灭菌设备的厂商来说，若针对每一台设备对同一种产品和参数逐一进行全面的灭菌确认，不仅耗费时间和经济成本较高，而且可能并非必需。在此背景下，我们引入了“过程等效性”的概念。

过程等效性：指的是通过书面评估，证明两个或多个灭菌设备能够以既定参数实现一致的灭菌过程。

过程等效性的评估通常分为两个主要部分：过程分析和评估，以及微生物评估。在过程分析和评估中，除了考虑灭菌柜本身，还需关注预处理室和解析室等其他相关设备。评估的关键在于详尽比较各系统之间的差异，如制造商、品牌型号、功率大小等，同时重视其过程效果，如真空速率、温湿度分布等因素。

微生物评估的核心在于通过执行部分周期或半周期等操作，证实灭菌流程能够有效达到既定的最低无菌保证水平SAL。

对于已在特定灭菌设备上验证过的灭菌程序，若需转移到另一台灭菌设备，其转换步骤一般包括：

（a）对备选设备与现有设备进行对比评估，若确认两者性能相当，则：

（b）执行一个半周期（或部分周期），检测PCD中的生物指示剂BI，并记录装载的温度与湿度；

（c）将装载的温度湿度数据与原有数据进行比对，从而对装载参数进行评估；

（d）计算SAL，以微生物指标进行评估，验证是否达到规定的无菌保证水平。

通过上述步骤，现有的工艺和产品便可以顺利转移到性能等效的灭菌设备上。

结 语

综合分析，环氧乙烷灭菌的确认工作涵盖了微生物挑战、器械残留量检测以及产品与过程等多个关键环节，实际操作中可能遇到的问题复杂多样。然而，在科学合理的前提下，运用恰当的方法，实现经济高效的灭菌确认是完全可行的。本文旨在对这些内容进行简要梳理，期望能为同业人士及对此感兴趣的读者提供参考和帮助。