过氧化氢气体灭菌柜检测

过氧化氢气体灭菌柜检测：原理、方法及关键点

过氧化氢（H₂O₂）气体灭菌柜凭借其低温、快速、无残留的优势，已成为医疗器械、制药、生物安全实验室等领域重要的灭菌技术。其效果高度依赖于工艺参数的精准控制与设备的稳定运行，因此严格、规范、周期性的检测是保障灭菌效果可靠性的基石。

一、灭菌原理与检测必要性

• 灭菌机理： 过氧化氢在特定条件下（如等离子体激发或气化状态下）分解产生高活性的羟基自由基（•OH），作用于微生物的细胞膜、酶、核酸等关键结构，使其迅速失活。
• 检测驱动因素：
  • 工艺参数敏感性： H₂O₂浓度、温度、湿度、真空度、作用时间等参数微小偏差即显著影响灭菌效果。
  • 设备性能漂移： 注入系统、真空泵、加热器、循环风机、等离子体发生器（如有）等组件性能随时间变化。
  • 腔体负载影响： 灭菌物品的材质、形状、密度、摆放方式（挑战性位置）直接影响过氧化氢气体的穿透与分布。
  • 法规与标准强制要求： 国内外相关GMP、ISO标准（如ISO 14937, ISO 11139）均明确规定灭菌设备需进行安装确认（IQ）、运行确认（OQ）和性能确认（PQ），并定期进行再确认和维护验证。

二、核心检测类型与内容

1. 物理参数检测：

   • 真空度测试： 验证设备达到并维持设定真空度的能力（通常使用经校准的真空计）。
   • 泄漏率测试： 检测腔体及管路的密封性，确保灭菌环境稳定（常用保压法或氦检漏法）。
   • 温度分布测试： 在空载和负载条件下，使用多点温度记录仪（热电阻或热电偶）验证腔体内温度分布的均匀性及设定温度的稳定性。
   • 气浓度分布测试：
     • 方法： 在腔体内关键位置（几何中心、角落、靠近进/排气口、负载内部/表面）放置化学指示剂或专用的过氧化氢浓度传感器。
     • 目的： 验证过氧化氢气体在腔体内能否达到有效浓度并分布均匀（这是灭菌成功的决定性因素之一）。
   • 湿度控制测试： 验证预处理阶段的加湿能力和灭菌阶段的低湿度控制能力（使用经校准的湿度传感器）。
   • 循环时间测试： 验证灭菌周期各阶段（如真空、注入、扩散、等离子、通风等）的持续时间符合设定程序。

2. 化学指示物（CI）测试：

   • 原理： 指示物上的化学物质随关键灭菌参数（浓度、时间）变化而发生可观测的颜色变化。
   • 应用： 用于日常灭菌批次的快速定性判断（是否暴露于灭菌过程），也可辅助评估腔体内气浓度分布的均匀性（放置多点）。
   • 局限性： 仅指示暴露过程，不能替代生物指示物确认无菌保证水平（SAL）。

3. 生物指示物（BI）挑战性测试：

   • 核心地位： 这是确认灭菌柜能否达到规定无菌保证水平（SAL，通常为10⁻⁶）的金标准方法。
   • 指示微生物： 通常选用对过氧化氢具有高度抵抗力的嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus）孢子。
   • 实施方法：
     • 将已知高浓度孢子的生物指示物（孢子条或自含式）放置于灭菌柜内最难灭菌的位置（如腔体几何中心、角落、管腔器械内部、大包装物中心）。
     • 运行灭菌程序。
     • 程序结束后，按说明书要求培养生物指示物。
   • 判定标准： 所有测试点的生物指示物必须全部无菌生长（阴性）。
   • 负载要求： PQ及周期性再确认必须在最大负载和最小负载（或典型负载）下分别进行，以评估负载效应。

4. 过氧化氢残留检测：

   • 重要性： 确保灭菌后物品表面及腔体内过氧化氢残留量低于安全限值，避免对人员、器械或环境造成危害。
   • 方法：
     • 化学法： 使用专用擦拭棒或试纸擦拭灭菌物品表面或腔体内表面，通过颜色变化定性或半定量检测。
     • 仪器法： 使用便携式过氧化氢气体检测仪在通风结束后检测腔体内气体残留浓度。
   • 标准： 应依据相关安全规范（如工作场所职业接触限值）和设备说明书设定可接受的残留水平。

三、关键检测流程与要求

1. 检测前准备：

   • 详细方案： 制定包含检测目的、范围、依据标准、方法步骤、验收标准、记录表格的书面方案。
   • 设备校准： 所有用于检测的仪器仪表（温度传感器、压力传感器、计时器、浓度监测仪等）必须在有效校准期内。
   • 负载模拟： 准备符合要求的装载物品（常使用专用测试包或实际物品），明确装载方式。
   • 生物/化学指示物： 选用合格产品，确保在有效期内，并记录批号、D值、孢子浓度等信息。
   • 人员资质： 操作人员需经过培训并熟悉方案和设备操作。

2. 检测执行：

   • 严格按照方案操作。
   • 将传感器、指示物准确放置在预定位置（尤其关注挑战性位置）。
   • 完整记录整个灭菌循环过程中的关键物理参数（温度、压力、浓度曲线等）。
   • 清晰标识并妥善处理使用后的生物指示物、化学指示物和样品。

3. 数据分析与报告：

   • 全面汇总： 整理所有物理参数记录数据、化学指示物结果、生物指示物培养结果、残留检测结果。
   • 评估与判定： 将实测数据与方案预定的可接受标准进行严格比对。
   • 关键结论：
     • 物理参数是否符合规范？（温度分布、真空度、泄漏率等）
     • 过氧化氢浓度是否在关键位置达到最低有效浓度并分布均匀？
     • 在设定的灭菌参数和负载条件下，是否所有生物指示物挑战点均达到无菌生长？ （这是灭菌有效性的最终证明）
     • 残留是否低于安全限值？
   • 形成报告： 出具结构清晰、数据详实、结论明确的正式检测报告，包括所有原始记录。

四、检测频率与持续控制

• 初始确认： 新设备启用前必须进行完整的IQ（安装确认）、OQ（运行确认）和PQ（性能确认）。
• 周期性再确认： 根据设备使用频率、产品风险等级、法规要求（通常至少每年一次）及设备稳定性历史数据，定期进行再确认（通常包含物理性能测试和生物指示物挑战测试）。
• 日常监控： 每批次灭菌通常需使用化学指示物（包外指示物和包内指示物），并周期性（如每周、每月）使用生物指示物进行监控。
• 设备重大变更后： 如设备关键部件维修、软件升级、灭菌程序变更、装载模式重大改变后，必须进行相应的再确认或验证。

五、重要注意事项与安全

• 安全第一： 过氧化氢具有氧化性、腐蚀性和潜在的燃爆风险（高浓度气相）。操作检测过程必须严格遵守安全规程，佩戴适当的防护用品（手套、护目镜），确保良好通风，避免吸入气体或接触皮肤。检测残留至关重要。
• 挑战性位置： 生物指示物和化学指示物的放置位置是检测成败的关键，必须科学识别并涵盖最难灭菌点。
• 遵循标准： 检测活动应严格依据设备制造商说明书和相关国际/国家/行业标准（如ISO 14937, ISO 11139, GB 18279系列标准等）。
• 记录完整可追溯： 所有检测方案、原始数据、报告必须完整、清晰、准确，并长期保存，确保可追溯性。
• 专业支持： 复杂的检测（如首次PQ、泄漏率高级测试）建议由具备资质的专业机构或人员执行。

结论：

过氧化氢气体灭菌柜的检测是一项综合性、规范性的技术活动，是确保无菌产品安全有效的核心环节。通过科学严谨地执行物理参数验证、化学指示物监控以及具有决定性意义的生物指示物挑战性测试，并结合严格的残留检测，才能系统地评估和证明灭菌设备的性能和工艺的可靠性。持续的检测、监控和再确认机制是维持灭菌过程始终处于受控状态、最终确保患者和使用者安全的根本保障。