淺談醫(yī)療器械控制生物負(fù)載的重要性

張悅 沈以凌 李夢(mèng)媛 北京市射線應(yīng)用研究中心 （北京 100015）

內(nèi)容提要： 醫(yī)療器械上/內(nèi)的微生物數(shù)量和種類在醫(yī)療器械設(shè)定滅菌參數(shù)和日常質(zhì)量控制中具有重要意義。文章介紹了生物負(fù)載在醫(yī)療器械輻照滅菌確認(rèn)過程和日常質(zhì)量控制中的重要性。

多年來，在醫(yī)療器械質(zhì)量控制方面針對(duì)滅菌前后產(chǎn)品的微生物檢驗(yàn)通常把重點(diǎn)放在無菌檢驗(yàn)上，忽視了對(duì)產(chǎn)品的生物負(fù)載檢測(cè)。其實(shí)，許多產(chǎn)品的滅菌參數(shù)都是依據(jù)其生物負(fù)載數(shù)據(jù)的情況來確定的。因此，對(duì)于常規(guī)生產(chǎn)后的產(chǎn)品，在滅菌前應(yīng)進(jìn)行生物負(fù)載檢測(cè)。如果生物負(fù)載檢測(cè)結(jié)果不合格，企業(yè)可以對(duì)產(chǎn)品暫停滅菌，針對(duì)問題查找原因，例如：尋找引入微生物的源頭?？扇绻鲆暳藢?duì)生物負(fù)載的控制，不但會(huì)影響滅菌參數(shù)的設(shè)定，還可能對(duì)產(chǎn)品的滅菌質(zhì)量造成重大影響。對(duì)企業(yè)來說，這不僅造成了經(jīng)濟(jì)損失，還給查找問題原因的工作帶來了困難。因此，對(duì)醫(yī)療器械生物負(fù)載進(jìn)行合理的、有針對(duì)性的控制是十分重要的[1]。

1.生物負(fù)載在產(chǎn)品輻照滅菌確認(rèn)過程中的重要性

1.1 建立滅菌劑量

在開展產(chǎn)品輻照滅菌確認(rèn)過程中，需要完成的一項(xiàng)重要工作就是“建立滅菌劑量”[2]。對(duì)于建立滅菌劑量來說，進(jìn)行這項(xiàng)工作的首要環(huán)節(jié)是對(duì)企業(yè)的所有產(chǎn)品劃分產(chǎn)品族。劃分產(chǎn)品族主要根據(jù)產(chǎn)品中或產(chǎn)品內(nèi)存在的微生物數(shù)量和類型。要充分考慮：原料的性質(zhì)和來源，產(chǎn)品的構(gòu)成，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和尺寸，生產(chǎn)過程，生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)環(huán)境，生產(chǎn)地址等因素對(duì)生物負(fù)載變化造成的可能影響。只有在產(chǎn)品生物負(fù)載的數(shù)量和種類相似時(shí)，才能歸于一個(gè)產(chǎn)品族。

其次，需要在產(chǎn)品族中確定一個(gè)代表產(chǎn)品，用于完成建立滅菌劑量實(shí)驗(yàn)。那么，代表產(chǎn)品的確定仍然要依據(jù)產(chǎn)品上生物負(fù)載的數(shù)量和種類。要充分考慮以下因素：生物負(fù)載中微生物的數(shù)量，微生物存在的環(huán)境，產(chǎn)品的尺寸，產(chǎn)品的組件數(shù)量，產(chǎn)品的復(fù)雜程度，生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度，生產(chǎn)環(huán)境。通常采取評(píng)估產(chǎn)品族中每個(gè)產(chǎn)品的生物挑戰(zhàn)的方式，由于微生物種類反映了其對(duì)輻射的抗力，須結(jié)合上述因素，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品上的微生物數(shù)量和種類進(jìn)行評(píng)價(jià)，選取生物負(fù)載挑戰(zhàn)最大的產(chǎn)品作為代表產(chǎn)品。

確定代表產(chǎn)品后，依據(jù)ISO 11137-2:2013，結(jié)合代表產(chǎn)品的平均生物負(fù)載水平，選取合適的劑量建立的方法。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可確定此產(chǎn)品族所需無菌保證水平對(duì)應(yīng)的滅菌劑量。建立滅菌劑量實(shí)驗(yàn)中用于獲得驗(yàn)證劑量的生物負(fù)載值，可作為此產(chǎn)品族的生物負(fù)載限值，用在產(chǎn)品的日常質(zhì)量管理中。

1.2 滅菌劑量持續(xù)有效性的證明

建立滅菌劑量實(shí)驗(yàn)完成后，要在規(guī)定周期驗(yàn)證滅菌劑量是否持續(xù)有效。滅菌劑量持續(xù)有效性的證明方式有兩種：方式一，確定生物負(fù)載以監(jiān)視與生物負(fù)載規(guī)定限度相關(guān)的產(chǎn)品中存在的微生物數(shù)量；方式二，執(zhí)行滅菌劑量審核以監(jiān)視產(chǎn)品上的生物負(fù)載的輻射抗力。

針對(duì)方式一，需結(jié)合產(chǎn)品的平均生物負(fù)載水平、劑量建立的方法以及產(chǎn)品批的時(shí)間間隔，確定生物負(fù)載檢測(cè)的頻率。如果生物負(fù)載的檢測(cè)結(jié)果超過建立滅菌劑量時(shí)的生物負(fù)載限值，且檢測(cè)結(jié)果真實(shí)有效，則須立即進(jìn)行滅菌劑量審核。針對(duì)方式二，開始確定滅菌劑量審核的頻率時(shí)，可以選擇3個(gè)月為劑量審核間隔，也可以依據(jù)生物負(fù)載限值、生物負(fù)載的數(shù)量和種類、生物負(fù)載的微生物抗力等因素確定劑量審核的最初的時(shí)間間隔。如果要延長(zhǎng)劑量審核的周期，需要滿足的條件之一就是：完成至少每3個(gè)月1次的生物負(fù)載檢測(cè)，以及生物負(fù)載的特征描述，用這些數(shù)據(jù)證明在生物負(fù)載范圍內(nèi)的生物負(fù)載的穩(wěn)定性。

因此，不難看出，生物負(fù)載的結(jié)果不管是在建立滅菌劑量實(shí)驗(yàn)中，還是在證明滅菌劑量持續(xù)有效性的實(shí)驗(yàn)中，均起著不可替代的作用。

2.生物負(fù)載在日常質(zhì)量控制中的重要性

生物負(fù)載是指由多種微生物污染源所產(chǎn)生的微生物的總和，這些微生物污染源包括原材料、部件的制造、組裝過程、制造環(huán)境、組裝/制造輔助手段（例如：壓縮氣體、水、潤(rùn)滑劑）、清潔過程和成品的包裝[3]。生物負(fù)載可用于許多方面的監(jiān)測(cè)，例如：滅菌過程的確認(rèn)與再確認(rèn)；制造過程控制的常規(guī)監(jiān)測(cè)；原材料、部件或者包裝的監(jiān)測(cè)；清洗過程效率的評(píng)估；總體的環(huán)境監(jiān)測(cè)。企業(yè)可以根據(jù)自身的實(shí)際情況，在不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，設(shè)定不同的生物負(fù)載監(jiān)控點(diǎn)，不僅可以對(duì)目前各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和成品的質(zhì)量控制情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，便于查找問題原因，還可以積累大量數(shù)據(jù)，指導(dǎo)后續(xù)的質(zhì)量控制工作。

對(duì)于醫(yī)療器械產(chǎn)品，在收集到足夠數(shù)量的生物負(fù)載數(shù)據(jù)后，可以運(yùn)用休哈特控制圖的原理，幫助做好質(zhì)量控制[4]。醫(yī)療器械生物負(fù)載多以定量數(shù)據(jù)為主，以正態(tài)分布為數(shù)學(xué)模型的控制圖在生物負(fù)載數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中是較為常用的控制圖。以平板計(jì)數(shù)的方法檢測(cè)生物負(fù)載可以使用正態(tài)分布控制圖描述生物負(fù)載的變化趨勢(shì)，例如：隨季節(jié)影響發(fā)生的變化[5]。通過大量的生物負(fù)載數(shù)據(jù)的積累，可以繪制出更為有效的控制圖，結(jié)合控制圖的判異準(zhǔn)則，能夠用于常規(guī)產(chǎn)品批滅菌前的微生物指標(biāo)監(jiān)控。同時(shí)，還可以依據(jù)控制圖中的均值、控制限等結(jié)果，選取生物負(fù)載水平適宜的產(chǎn)品，開展建立滅菌劑量實(shí)驗(yàn)。參見EJ/T 1243-2017《醫(yī)療器械輻射滅菌 確認(rèn)輻射滅菌劑量的生物負(fù)載數(shù)據(jù)分析方法》。

因此，有效地開展生物負(fù)載檢測(cè)，合理地選取生物負(fù)載數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量保證是十分重要的。

3.關(guān)注產(chǎn)品上微生物種類的重要性

對(duì)生物負(fù)載檢測(cè)的結(jié)果，通常關(guān)注的是微生物的數(shù)量，而忽視了對(duì)微生物種類的分析。在ISO 11737-1:2018中，有具體條款要求生物負(fù)載的微生物鑒定[6]。

微生物的種類反映了其對(duì)輻射的抗力。如果企業(yè)沒有對(duì)微生物種類進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)，一旦產(chǎn)品上或內(nèi)的微生物種類發(fā)生了改變，將有可能導(dǎo)致原先設(shè)定的滅菌參數(shù)失效，直接影響產(chǎn)品的滅菌質(zhì)量，企業(yè)需要重新建立滅菌劑量。但如果企業(yè)對(duì)微生物的種類進(jìn)行了有效地監(jiān)控，會(huì)起到很好的預(yù)警作用。一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品上或內(nèi)的微生物種類發(fā)生了改變，企業(yè)就可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行追溯，找到引入新的微生物種類的操作環(huán)節(jié)，加以整改和控制，避免對(duì)產(chǎn)品的滅菌質(zhì)量造成重大影響。

4.小結(jié)

綜上所述，有效控制生物負(fù)載對(duì)保證醫(yī)療器械的最終滅菌質(zhì)量起到了十分重要的作用。雖然目前仍有許多企業(yè)忽視了對(duì)產(chǎn)品生物負(fù)載的控制，或者有的企業(yè)只關(guān)注產(chǎn)品上微生物的數(shù)量，忽視了對(duì)微生物種類的監(jiān)控。但是，近年來隨著醫(yī)療器械監(jiān)管要求以及生物負(fù)載檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)普及程度的不斷提升，已經(jīng)有不少醫(yī)療器械企業(yè)意識(shí)到生物負(fù)載的監(jiān)控在產(chǎn)品的質(zhì)量控制過程中發(fā)揮了極其重要的作用，相信今后會(huì)引起更多的醫(yī)療器械企業(yè)的關(guān)注和重視，為產(chǎn)品的滅菌質(zhì)量給予保證。