干热灭菌过程化学指示物测试指南
引言
干热灭菌是一种利用高温干热空气（通常160°C-250°C）杀灭微生物及其孢子或热原（内毒素）的物理方法，广泛应用于制药、医疗器械、实验室器具等需无菌、无热原环境的领域。化学指示物（Chemical Indicators, CIs）作为过程监控的重要工具，可即时、直观地反映灭菌关键参数（主要是温度和时间）是否达到预定要求，是验证和日常监控的关键环节。
一、 化学指示物在干热灭菌中的作用与分类
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核心作用：
- 过程监控： 实时显示灭菌包或腔室内是否暴露于预设的温度条件并持续足够时间。
- 快速判定： 灭菌周期结束后可立即读取结果（颜色或形态变化），提供初步的“通过/失败”信号。
- 区分灭菌批次： 防止未灭菌与已灭菌物品混淆。
- 设备故障排查： 辅助识别设备运行异常（如温度不足、时间不够、冷点）。
- 追溯记录： 作为灭菌过程符合性的物理证据存档。
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主要分类（基于监测参数）：
- 温度指示物： 响应特定温度点（如160°C, 170°C, 180°C）。当达到或超过其标称温度时发生预定变化（如油墨熔化、显色）。
- 时间-温度积分指示物： 响应特定温度下持续的时间累积效应。其变化程度反映暴露于特定温度下的时间长短（如多区域变色指示物）。
- 过程挑战装置（PCD）内指示物： 放置于模拟最难灭菌条件的装置（如金属管、层叠器械）内部的化学指示物，用于挑战灭菌剂的穿透能力（在干热灭菌中应用相对较少，更多用于蒸汽或EO灭菌，但特定复杂负载可能需要）。
二、 干热灭菌化学指示物测试原理
化学指示物通常包含对热敏感的化学物质（如染料、脂肪酸、金属盐等），其物理或化学性质在经历特定的温度和时间组合后发生不可逆变化：
- 颜色变化： 最常见形式（如浅色变深色，或特定颜色出现/消失）。
- 形态变化： 如固态油墨熔化成透明或扩散状态。
- 物理位置变化： 如指示条移动至特定区域。
这种变化被设计为在预设的灭菌参数（如170°C持续60分钟）下发生，低于此参数则变化不完全或根本不发生。
三、 测试操作流程
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测试前准备：
- 确认灭菌程序： 明确待验证或监控的灭菌温度、时间、冷却要求等参数。
- 选择合适指示物： 根据灭菌程序参数（尤其是目标温度和时间）选择匹配响应特性的化学指示物类型（温度型或时间-温度积分型）。确保指示物在有效期内。
- 阅读说明书： 仔细阅读特定指示物的产品说明书，了解其响应特性、放置要求、判读方法和注意事项。
- 设备检查： 确保干热灭菌器（烘箱、隧道）经过校准，运行状态正常，腔室清洁。
- 负载模拟： 测试时应使用与实际灭菌相同或更具挑战性的负载（物品类型、数量、摆放方式），以模拟真实灭菌条件。空载测试仅用于设备基本性能确认。
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指示物放置：
- 关键位置： 将化学指示物放置在灭菌器内公认的或验证过的可能冷点（通常靠近进风口、角落、负载中心、大件物品内部或密集堆积处）。对于验证测试，需在腔室多个位置（如前、中、后、上、中、下）放置指示物。
- 避免干扰： 指示物不应被物品覆盖、挤压或直接接触加热元件。确保其能充分暴露于热空气中。
- 代表性： 每个灭菌负载（特别是验证时）内部的不同位置都应放置指示物。对于日常监控，至少在每个灭菌架的关键位置放置。
- 过程挑战装置（如适用）： 若使用PCD，将指示物按要求放入PCD内部最难灭菌的位置。
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运行灭菌周期：
- 按照既定的灭菌程序（温度、升温/降温速率、保温时间）启动设备运行。
- 完整记录灭菌过程的运行参数（温度曲线、时间等）。
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周期结束与取出：
- 待灭菌周期完全结束，设备冷却至安全温度后，方可开门。
- 小心取出： 佩戴隔热手套，避免烫伤。小心取出负载和化学指示物，避免剧烈震动或触碰未完全冷却的热表面。
- 冷却： 让指示物在室温下冷却至稳定状态（按说明书要求时间，通常几分钟）。
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结果判读：
- 立即判读： 在冷却后立即按照说明书规定的方法判读结果。避免长时间暴露在强光或高温环境下。
- 对比参照： 将测试后的指示物与制造商提供的标准比色卡或未使用过的同批次指示物（作为阴性对照）进行仔细对比。
- 明确标准： 依据说明书，清晰界定“通过”和“失败”的标准（如：颜色必须均匀一致地达到或深于比色卡上“Accept”区域；油墨必须完全熔化透明等）。
- 记录： 清晰记录每个放置位置的指示物编号、位置描述、判读结果（通过/失败）、判读人、日期时间。拍照存档是推荐做法。
四、 结果分析与处理
- 所有指示物通过： 表明在该负载和该次运行条件下，灭菌器内各监测点均达到了预设的温度和/或时间要求。该批次物品可初步放行（但仍需结合生物指示剂或无菌测试等最终放行依据）。
- 部分或全部指示物失败：
- 立即隔离负载： 将本次灭菌的所有物品视为“未灭菌”，严格隔离，禁止使用。
- 调查原因： 系统检查设备运行记录（温度曲线是否达标？时间是否足够？）、装载方式（是否超载、阻挡通风？）、指示物放置（位置是否正确？有无损坏？）、指示物本身（是否过期？批次问题？）、操作过程（程序设置错误？）。
- 重新验证/测试： 在查明并纠正根本原因后，必须重新进行满载条件下的验证测试或至少增加监控频次的多批次测试，确认问题已解决且灭菌过程稳定可靠。
- 报告与记录： 详细记录失败情况、调查过程、根本原因、纠正预防措施（CAPA）及重新测试结果。
五、 质量控制要点与注意事项
- 遵循法规与标准： 严格执行《中国药典》、GMP、ISO 17665、ISO 11140等相关法规和标准要求。
- 验证先行： 化学指示物测试是灭菌工艺验证的重要组成部分。新设备、新程序、重大变更后必须进行全面的验证（包括空载、半载、满载热分布/热穿透测试）。
- 日常监控： 在验证基础上，每个灭菌周期都应使用化学指示物进行常规监控。
- 选择合格产品： 使用有明确标识、符合ISO 11140标准、具有可追溯性的化学指示物。确保其响应参数（如S值）与灭菌程序匹配。
- 定期校验： 灭菌设备必须按照计划定期进行校验（温度探头、计时器等）。
- 人员培训： 操作、判读和记录人员必须经过充分培训，考核合格。
- 完整记录： 所有测试记录（放置位置图、原始数据、判读结果、设备运行记录、调查报告等）必须清晰、准确、完整、可追溯，并按规定期限保存。
- 非替代性： 化学指示物不能替代生物指示剂（用于确认微生物杀灭效果）和无菌测试（用于产品最终放行）。它仅监测物理参数（温度/时间）。
- 非热原挑战： 化学指示物不直接证明热原（内毒素）的去除效果。去除热原需要特定的温度和时间组合（如250°C/30min），需通过内毒素挑战测试（如鲎试验）验证。
- 存储与运输： 严格按照说明书要求储存（避光、干燥、适宜温度）和运输化学指示物。
结论
化学指示物是干热灭菌过程监控中不可或缺的快速、直观工具。通过科学选择、规范放置、准确判读和严格管理，能有效识别灭菌过程中的潜在偏差，为无菌/无热原产品的生产提供重要保障。必须将其置于完善的灭菌质量管理体系中，与设备验证、生物指示剂测试、环境监控和无菌测试等环节紧密结合，共同确保干热灭菌的安全性和有效性。