灭菌设备校准测试

灭菌设备校准测试：确保灭菌可靠性的核心环节

灭菌设备（如蒸汽灭菌器、干热灭菌器、环氧乙烷灭菌器等）是医疗、制药、生物实验室及食品工业的生命线。其性能的可靠性直接关系到产品无菌保证水平（SAL）和最终使用者的安全。定期且严谨的校准测试，是验证设备能否持续、稳定地达到预定灭菌效果的唯一科学手段。 以下是其关键要素和流程：

一、 核心目的与重要性

• 确认关键参数准确性： 验证设备内置传感器（温度、压力、时间、浓度等）的测量值与实际灭菌腔室内的真实值之间的偏差是否在可接受范围内。
• 保障灭菌工艺有效性： 确保设备能够精确执行并记录既定的灭菌程序（如设定的温度、压力、维持时间、气体浓度等），这是灭菌成功的物理基础。
• 符合法规与标准要求： 满足国内外药品生产质量管理规范（GMP）、医疗器械质量管理体系（如ISO 13485）、实验室认可准则（如ISO/IEC 17025）及相关行业强制性标准（如ISO 17665, ISO 11135, ISO 20857等）的强制性规定。
• 降低产品无菌失败风险： 预防因设备参数漂移或失准导致的灭菌不彻底，避免由此引发的产品召回、患者感染、法律责任及声誉损失。
• 提供客观证据与追溯性： 生成可追溯、可审计的测试记录，证明设备在特定时间点的性能状态。

二、 关键测试项目

校准测试通常包含物理参数测试和性能确认测试：

1. 物理参数校准 (Physical Parameter Calibration)：

   • 温度校准： 使用经更高精度标准器（如铂电阻温度计PRT）溯源的温度验证仪（多通道数据记录仪）及其配套探头，在空载和/或满载条件下，分布于灭菌腔室空间测量点（尤其包括公认或验证的冷点）。
   • 压力校准： 使用经溯源的压力校验仪或高精度压力传感器，连接至设备压力传感器接口或腔室预留接口进行比对测试。
   • 时间校准： 验证设备程序设定的各阶段（如升温、灭菌、排气、干燥）的计时精度，通常通过记录仪时间戳与设备控制器显示/记录时间比对。
   • 其他参数（视设备类型）：
     • 环氧乙烷浓度： 使用经校准的独立气体分析仪进行测量比对。
     • 湿度（湿热/EO）： 使用校准的湿度传感器或露点仪进行测量。
     • 辐照剂量（辐照灭菌）： 使用经校准的剂量计进行测量。

2. 性能确认测试 (Performance Qualification Tests)： 这些测试通常在物理参数校准后进行或在周期再确认时执行，验证设备在模拟实际运行条件下的整体性能。

   • 热分布测试 (Heat Distribution Studies - 空载)： 在灭菌腔室关键位置（通常≥10个点，包括几何中心、角落、近排水口、近探头处等）布置温度探头，运行灭菌程序。目的是：
     • 确认腔室内温度均匀性（各点间最大温差）。
     • 识别并确认冷点位置（温度最低点）。
   • 热穿透测试 (Heat Penetration Studies - 满载)： 在模拟产品或实际产品的最难灭菌位置的内部（如液体容器中心、导管管腔、器械关节处、织物包中心）布置温度探头，运行灭菌程序。目的是：
     • 确认灭菌因子（热量、气体、辐射）实际穿透到负载内部最难达到位置的能力。
     • 确定该位置达到并维持所需灭菌温度/剂量的实际时长（F0值计算基础）。
   • 生物指示剂挑战测试 (Biological Indicator Challenge Tests)： 将高抗力（如嗜热脂肪地芽孢杆菌孢子用于蒸汽灭菌）的生物指示剂放置在负载的冷点和最难灭菌位置，运行灭菌程序后进行培养。旨在直接证明灭菌程序能够杀灭高抗力微生物，达到所需的SAL（通常为10^-6）。这是灭菌工艺有效性的终极验证。
   • 真空泄漏测试 (真空灭菌设备)： 验证设备在真空阶段及维持阶段的密封性，确保灭菌介质的有效渗透和移除。
   • 空气去除测试 (Bowie-Dick测试 - 预真空蒸汽灭菌器)： 专门测试预真空阶段空气去除效果，确保蒸汽能均匀穿透多孔负载（如织物包）。

三、 校准测试流程

1. 计划制定：
   • 根据设备类型、用途、风险评估结果、法规/标准要求及制造商建议，确定校准测试的范围、频率（首次验证后通常每年，高风险或关键设备可能缩短）、所需测试项目（如空载/满载热分布、热穿透、BI测试）。
   • 制定详细的验证方案 (Validation Protocol)，明确测试目的、标准、方法、接受标准、采样点位置图、使用仪器（需在校准有效期内）、职责分工。
2. 测试前准备：
   • 清洁设备并确保其处于良好维护状态。
   • 准备并检查所有测试仪器设备，确认其校准状态有效。
   • 根据方案安装温度/压力探头或放置BI（确保位置准确，尤其是冷点和挑战点）。
   • 准备模拟负载或实际负载（需具有代表性）。
   • 记录环境条件（温湿度）。
3. 测试执行：
   • 严格按照批准的验证方案操作设备运行灭菌程序。
   • 实时监控并记录设备控制器显示的关键参数和外部数据记录仪的数据。
   • 确保测试过程无意外中断。
4. 数据采集与分析：
   • 完整收集所有原始数据记录（设备打印记录、数据记录仪文件、照片等）。
   • 使用专业软件分析温度数据（计算F0值、绘制温度曲线、找出冷点、计算均匀度等）。
   • 评估BI培养结果（阴性/阳性）。
   • 将测试结果（最大值、最小值、平均值、F0值、BI结果、均匀度等）与方案中规定的接受标准进行逐一比对。
5. 报告与结论：
   • 撰写详细的校准测试报告 (Validation Report)，包含：
     • 设备信息、测试日期、执行人员。
     • 依据的方案名称/编号。
     • 使用的仪器清单及其校准状态。
     • 详细的测试过程描述。
     • 原始数据汇总与分析结果（图表、曲线）。
     • 与接受标准的比对结果。
     • 明确的结论（通过/不通过），任何偏差处理记录。
     • 校准标签更新（如适用）。
6. 后续行动：
   • 报告批准归档。
   • 若测试失败，启动偏差调查，查明原因（设备故障？参数设置错误？装载方式不当？探头问题？），采取纠正预防措施（CAPA），重新测试直至合格。
   • 根据结果调整维护计划或操作程序。
   • 为下次校准测试设定日期。

四、 关键考量因素

• 频率： 遵循法规、标准、设备制造商建议，基于设备使用频率、关键性、历史性能、风险评估结果确定，通常每年至少一次全面再确认，关键参数校准可能更频繁。
• 接受标准： 必须依据工艺要求、药典规定（如 USP <1229>）和国际标准（如 ISO 17665, ISO 11135）科学设定。例如温度均匀性（空载温差≤±1°C）、F0值最小值（如≥15分钟）、BI必须全部阴性等。
• 仪器可追溯性： 所有用于校准和测试的仪器（温度验证仪、BI培养器、压力表等）必须经过校准，且校准链能追溯到国家或国际计量标准（如NIST）。
• 人员资质： 执行人员需经过专业培训，理解测试原理、设备操作、标准要求和安全规范。
• 文档化： “没有记录就等于没有发生”。所有方案、原始数据、报告、偏差处理记录必须完整、清晰、准确、可追溯并妥善保存。
• 冷点确认： 冷点是灭菌最薄弱的区域，必须在满载热穿透测试中重点监控。空载冷点可能因负载不同而变化。
• 负载代表性： 测试所用负载（模拟或实际）必须涵盖日常处理的最难灭菌物品类型和最大装载模式。

五、 常见挑战与注意事项

• 探头布置不当： 未能覆盖真正的冷点或挑战点。
• 仪器误差： 测试仪器自身未经校准或精度不足。
• 负载变化： 日常装载与测试装载不一致（如物品类型、密度、摆放方式）。
• 设备维护不足： 未按要求进行日常维护（如蒸汽疏水阀、密封圈检查），导致性能下降未被发现。
• 忽视环境因素： 环境温湿度可能影响某些灭菌过程（如环氧乙烷）。
• 过度依赖自动控制： 仅看设备显示屏“通过”而不做独立校准测试。
• 缺乏风险评估： 未根据设备关键性和使用情况合理制定测试频率和项目。

结论：

灭菌设备的校准测试绝非简单的例行公事，而是保障生命安全、产品质量和法规符合性的技术基石。它是一个严谨、系统、基于科学证据的过程，需要周密的计划、专业的执行、严格的数据分析和完善的文档管理。持续投入资源确保校准测试的有效性，是任何依赖无菌保证的行业必须承担的责任，也是构建可信赖的质量体系不可或缺的一环。唯有如此，才能确保持续输出安全有效的产品或服务。