醫(yī)用外科口罩細(xì)菌過濾效率試驗(yàn)的不確定度評(píng)定

華俊娟，楊偉芳，張菁，肖月麗，徐夢(mèng)瑤，吳松，王國(guó)勝

河南駝人醫(yī)療器械研究院有限公司·河南省醫(yī)用高分子材料技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （河南長(zhǎng)垣453400）

在環(huán)境空氣中懸浮的微生物被認(rèn)為是引起呼吸系統(tǒng)感染、增加呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率和病死率的關(guān)鍵因素，此外，有研究表明，在某些特定工作環(huán)境下的細(xì)菌總數(shù)是普通居室內(nèi)環(huán)境下細(xì)菌總數(shù)的3～30倍[1]。因此，做好個(gè)人防護(hù)工作非常必要，而佩戴口罩是個(gè)人防護(hù)中非常重要的一環(huán)。目前，市場(chǎng)用口罩主要為普通民用口罩、工業(yè)防護(hù)粉塵口罩和醫(yī)用外科口罩，其中，醫(yī)用外科口罩主要通過覆蓋使用者的口、鼻及下頜，為防止病原微生物、體液、顆粒物等的直接透過提供物理屏障。其屬于自吸式口罩，對(duì)于呼氣、吸氣是雙向保護(hù)，臨床醫(yī)務(wù)人員在外科手術(shù)等有創(chuàng)操作環(huán)境中佩戴，既可以通過減少口罩佩戴者呼氣所攜帶的微生物進(jìn)入空氣環(huán)境而污染患者創(chuàng)面，也可以防止患者產(chǎn)生的污染性體液噴濺而威脅口罩佩戴者[2-3]。細(xì)菌過濾效率（bacteria filtration efficiency，BFE）作為醫(yī)用外科口罩重要的測(cè)試項(xiàng)目，可反映口罩的過濾質(zhì)量。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們以誤差理論為依據(jù)評(píng)定測(cè)量結(jié)果的可信程度或質(zhì)量，而20世紀(jì)60年代，通過用測(cè)量不確定度來(lái)說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量被提出，隨后，不確定度這個(gè)術(shù)語(yǔ)逐漸被用于測(cè)量領(lǐng)域[4]。完整的測(cè)量結(jié)果應(yīng)包括測(cè)量不確定度評(píng)定結(jié)果，用以判斷測(cè)量結(jié)果的可靠程度[5]。

本研究以標(biāo)準(zhǔn)JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[6]為依據(jù)，通過對(duì)醫(yī)用外科口罩BFE 進(jìn)行測(cè)試，分析試驗(yàn)過程中引入的不確定度分量，對(duì)醫(yī)用外科口罩BFE試驗(yàn)的不確定度進(jìn)行評(píng)定，使試驗(yàn)方法更加可靠，試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、可信。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及步驟

1.1 材料

口罩BFE 測(cè)試儀（ZR-1000型，青島眾瑞智能儀器有限公司）；生化培養(yǎng)箱（LRH-500，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；藥品穩(wěn)定試驗(yàn)箱（IMT-250L，上海施都凱儀器設(shè)備有限公司）；細(xì)菌濁度計(jì)（WGZ-X，杭州齊威儀器有限公司）；移液器（1 000 μl，德國(guó)艾本德股份公司）；金黃色葡萄球菌（ATCC6538，上海魯微科技有限公司）； 胰酪大豆胨瓊脂培養(yǎng)基（20200120，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司）；pH 7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液（20200226，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司）。

1.2 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

參照YY 0469-2011《醫(yī)用外科口罩》[7]標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試醫(yī)用外科口罩的BFE。

1.3 樣品預(yù)處理

將醫(yī)用外科口罩的樣品放置在溫度為（21±5）℃、相對(duì)濕度為（85±5）%的環(huán)境中預(yù)處理4 h。

1.4 菌懸液制備

將培養(yǎng)24 h 的第3代金黃色葡萄球菌接種在pH 7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液中，混合均勻，利用細(xì)菌濁度計(jì)初步判斷金黃色葡萄球菌溶液的濃度，然后按照比例計(jì)算將金黃色葡萄球菌溶液稀釋配制成5.0×105cfu/ml 的菌懸液備用。

1.5 醫(yī)用外科口罩BFE 試驗(yàn)的步驟

將胰酪大豆胨瓊脂培養(yǎng)基按照標(biāo)識(shí)依次放入口罩BFE測(cè)試儀的六級(jí)采樣器中，將試驗(yàn)樣品夾在采樣器上端，使試驗(yàn)樣品被測(cè)試面向上，夾具扣緊，連接氣流管，并將通過采樣器的氣體流速控制在28.3 L/min，按照標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行采樣，同時(shí)作陽(yáng)性質(zhì)控，然后收集2 min 氣溶膠室中的空氣樣品作為陰性質(zhì)控，在此過程中，不能向噴霧器中輸送細(xì)菌懸液；采樣結(jié)束后將瓊脂平板取出，標(biāo)上層號(hào)，倒置放置在（37±2）℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（48±2）h，然后對(duì)培養(yǎng)后的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù)并轉(zhuǎn)換成可能的撞擊顆粒數(shù)，計(jì)算出最終的BFE 數(shù)值。

2 不確定度的評(píng)估方法

2.1 數(shù)學(xué)模型的建立及測(cè)量不確定度分量分析

建立數(shù)學(xué)模型，公式如下：

其中，C為陽(yáng)性質(zhì)控平均值，T為試驗(yàn)樣品計(jì)數(shù)之和。

根據(jù)試驗(yàn)步驟可知可能引入的不確定度分量：（1）重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度urel（X）；（2）樣品調(diào)節(jié)環(huán)境引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（T）；（3）菌懸液配制引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（J）；（4）設(shè)備引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（S）。

2.2 不確定度的來(lái)源分析

測(cè)試重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度urel（X），即在相同條件下對(duì)醫(yī)用外科口罩試驗(yàn)樣品重復(fù)測(cè)試10次，數(shù)據(jù)見表1。

由測(cè)試數(shù)據(jù)可知，醫(yī)用外科口罩試驗(yàn)樣品測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為

表1 醫(yī)用外科口罩試驗(yàn)樣品重復(fù)測(cè)試10次BFE 的結(jié)果

2.3 試驗(yàn)過程中引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析

2.3.1 醫(yī)用外科口罩試驗(yàn)樣品調(diào)節(jié)環(huán)境引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（T）

2.3.2 菌懸液配制引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（J）

2.3.3 設(shè)備引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（S）

表2 設(shè)備流量最大允許誤差

2.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度分析

3 結(jié)果

經(jīng)過10次重復(fù)測(cè)試，醫(yī)用外科口罩BFE 的平均值為99.88%，根據(jù)以上評(píng)定結(jié)果，醫(yī)用外科口罩BFE 的結(jié)果可表示為BFE=（99.88±0.99）%（K=2）。

4 討論

測(cè)量不確定度是目前關(guān)于誤差分析最新的理解和闡述，以往用測(cè)量誤差表述，而測(cè)量不確定度與測(cè)量誤差具有完全不同的含義，誤差是某待測(cè)物的測(cè)得值與“真值”之間的差，不確定度是定量表示對(duì)測(cè)量結(jié)果的懷疑程度，更準(zhǔn)確地定義，測(cè)量不確定度是測(cè)量獲得結(jié)果的不確定度[8]。

本研究對(duì)醫(yī)用外科口罩BFE 試驗(yàn)過程中不確定度的主要來(lái)源進(jìn)行分析、評(píng)定，由評(píng)定數(shù)據(jù)可知，設(shè)備、樣品調(diào)節(jié)環(huán)境引入的不確定度較大，樣品測(cè)試重復(fù)性、菌懸液配制引入的不確定度較小，因此，需要在藥品穩(wěn)定試驗(yàn)箱溫度、濕度穩(wěn)定的情況下放入醫(yī)用外科口罩BFE 試驗(yàn)樣品，并在口罩BFE 測(cè)試儀各路徑的流量值達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行操作，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。