60Co-γ輻照滅菌對食品和醫(yī)療器械的不良影響

張偉 韓穎 張嬌嬌 張柏林 羅育浩 王亞飛

1 河南省醫(yī)療器械檢驗所 （河南 鄭州 450000）

2 河南省計量科學研究院 （河南 鄭州 450000）

3 中檢集團中原農食產品檢測（河南）有限公司 （河南 鄭州 450000）

內容提要： 60Co-γ輻照常用于食品和醫(yī)療器械的滅菌，但輻照在有效地殺滅微生物的同時也顯著影響食品中的營養(yǎng)成分和高分子聚合物材料的理化性質。因此，正確評估60Co-γ輻照滅菌的風險有利于降低其對人們健康的危害。文章介紹了60Co-γ輻照滅菌的相關分子機制，重點關注其對食品和醫(yī)療器械安全的影響。

食品和醫(yī)療器械常需要在使用前進行滅菌，常見的滅菌技術包括干熱滅菌，濕熱滅菌，環(huán)氧乙烷滅菌，60Co-γ輻照滅菌，等離子滅菌和過濾滅菌等[1]。選擇哪種滅菌方法取決于被滅菌樣品的預期用途和理化性質。60Co-γ輻照滅菌與其他滅菌方法相比具有以下優(yōu)點：穿透力強，且滅菌效果不受溫度和壓力的影響，滅菌性能穩(wěn)定。盡管60Co-γ輻照滅菌廣泛應用于食品、生物制品和醫(yī)療器械等領域，但有許多研究表明60Co-γ輻照滅菌對產品有不利影響。因此，本文介紹了60Co-γ輻射滅菌的分子機制及其對食品安全和醫(yī)療器械的不良影響。

1.60Co-γ輻照誘導細胞損傷的分子機制

60Co-γ輻照滅菌通過γ射線在能量的傳遞和轉移過程中，產生強大的物理和生物效應，達到滅菌效果。樣品吸收了γ射線釋放的能量后，會發(fā)生形態(tài)和功能的改變。輻照誘導細胞損傷的分子機制主要包括：增加細胞膜的通透性，誘發(fā)酶功能障礙，產生放射性毒素和誘導脫氧核糖核酸（DNA）損傷等，其中誘發(fā)DNA損傷被認為是輻照滅菌的主要分子機制。γ射線通過直接破壞DNA螺旋，或者產生自由基，破壞DNA內的化學鍵[2]。

2.60Co-γ輻照對食品安全的影響

食品中病原微生物污染是全球性的公共衛(wèi)生問題。對于免疫力低的人群來說，消除食源性病原體至關重要。加熱殺菌的方法可以有效殺滅液體食物中的微生物，但不能用于固體食品的殺菌。而60Co-γ輻照具有較強的穿透力，可以用于各種包裝后食品的滅菌，因此它廣泛用于食品滅菌。然而，有研究表明，60Co-γ輻照誘導產生的自由基能夠改變維生素的結構和/或活性，顯著降低了輻照食品的營養(yǎng)價值，且由于結構的改變，輻照食物中的維生素不能很好地吸收，導致其營養(yǎng)成分缺乏[3]。此外，含有不飽和脂肪的食物在接受輻照后會脂質的氧化和聚合，并沉積在血管中，對人類的心腦血管健康帶來不利影響[4]。

3.60Co-γ輻照對醫(yī)療器械的影響

高分子醫(yī)療器械接受60Co-γ輻照滅菌后，其聚合物結構會發(fā)生改變。由于輻照誘導的效應是累積的，因此在反復滅菌后可以觀察到聚合物結構的顯著變化。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），超高分子量聚乙烯（UHMWPE），聚氯乙烯（PVC）和硅橡膠等屬于輻照敏感類聚合物，標準劑量的γ輻射（25kGy）滅菌都會在這些材料中引起不可逆的結構變化。γ輻射誘導PMMA中α-甲基或亞甲基脫氫，并在UHMPWE中產生自由基，導致含PMMA和含UHMWPE的器械產生不可逆的結構變化，從而影響其臨床應用[5,6]。此外，由于輻照產生的自由基的強氧化性，含硅橡膠的醫(yī)療器械在接受60Co-γ輻照滅菌后彈性降低，從而限制了其使用[7]。此外，輻照會導致PVC材料分解，輻照滅菌的PVC血袋pH值降低，還原物質和溶血率嚴重超標，外觀顏色明顯發(fā)黃[8]。同樣，聚丙烯（PP）的形態(tài)，黏度和熔化溫度在接受60Co-γ輻照滅菌后發(fā)生顯著改變[9]。此外，除了改變其物理化學特性外，60Co-γ輻照線還可以誘導聚氨酯（PU）產生致癌物4,4-亞甲基二苯胺。因此，60Co-γ輻照不應用于含PU醫(yī)療器械的滅菌[10]。

4.小結

在過去幾十年中，60Co-γ輻照廣泛應用于食品和醫(yī)療器械的滅菌。然而，輻照后的食品其營養(yǎng)成分可能會發(fā)生改變甚至產生有害物質，影響人們的健康。接受輻照滅菌的聚合物醫(yī)療器械也常會發(fā)生高分子聚合物結構的變化。這些變化有可能對輻照后產品的臨床使用產生不利影響。因此，在滅菌過程中應使用能夠中斷由γ射線引發(fā)的可降解反應的添加劑，以防止60Co-γ輻照的不利影響?？傊枰嗟陌踩匝芯縼斫档?0Co-γ輻照滅菌的風險，以避免60Co-γ輻照可能對健康造成的所有潛在危害。