EO灭菌是什么?

2023-09-13 19:25

一、灭菌、消毒定义

灭菌:

1)定义:用物理或化学方法杀灭传播媒介上所有的微生物,使其达到无存活微生物.

2)灭菌产品范围:进入人体组织,无菌、无热源、无溶血反应和无异常毒性.

3)SAL: 10-6

消毒:

1)定义:用物理或化学方法杀灭或清除传播媒介上的病原微生物,使其达到无害化

2)消毒产品范围:接触皮肤、粘膜、无毒检验合格;

3)SAL: 10-3

二、三种灭菌方法的性能比较

本司常用的灭菌方式

1EO EtO(Ethylene Oxide)

      包装上的表示方式:

Gamma R

     包装上的表示方式:

3)蒸汽灭菌;

     包装上的表示方式:

image.pngimage.pngimage.png

二、三种灭菌方法的性能比较

项目

高压蒸汽灭菌 (S)

EO灭菌 (EO)

辐照灭菌 (R)  

包装

密封

密封

密封

材料

非热敏湿敏材料

广泛(EO能够穿透,包装能够承受40-55℃的温度)

广泛(能耐辐照)

聚丙烯经辐照后物理性质特性会大大降低

控制参数

真空、温度    压力、时间

温度、压力、真空 时间、浓度

时间(剂量)

灭菌效果

良好

较好

优秀

灭菌后无菌检验

希望

必需

不必要

经济性

大小容量都行

大小容量都行

适合大容量   (较昂贵)

灭菌周期

三、环氧乙烷(EO)气体灭菌

环氧乙烷气体性质

四、     1) 环氧乙烷为易燃、易爆的有毒气体(常温、常压), 易聚合。水溶性

五、         EO: Ethylene Oxide     CO2: Carbon Dioxide

六、     2) 本司所用的气体: 70%CO2, 30EO.

七、

八、     3)杀菌机理主要是由于EO能与细菌蛋白质上的羧基(-COOH)、氨基(- NH2 )、巯基(-SH)和羟基(-OH)发生烷基化反应使蛋白质失去在基本代谢中需要的反应基,阻碍了细菌蛋白质正常的化学反应和新陈代谢而导致微生物死亡。其反应如下:

九、

十、                    COOH                                                   COOC2H4OH

十一、     蛋白质     NH2   +   CH2 CH2 O         蛋白质        NHC2H4OH

十二、                      SH                                                        S- C2H4OH

十三、                     OH                                                        O- C2H4OH

四、灭菌工艺流程

image.png

四、灭菌工艺流程

工艺过程时间

1)预处理 12小时.

2)中转时间0.5小时.

3)灭菌周期11小时.  

4)通风时间48小时.

整个灭菌过程需要3天时间.

灭菌后测试的指标

① 灭菌后,产品的预期的功能不受损坏,共四个方面

② 产品本身的性能指标;(外观微生物物理化学)

③ 残留量;

④ 生物兼容性;

⑤ 包装性能.

五、对外灭菌与有效性的确认

与灭菌相关的标准

1) ISO 11135-1/2:2007:医疗器械 环氧乙烷灭菌 确认和常规控制

2) EN 550:医疗器械 环氧乙烷灭菌 确认和常规控制

3) GB 18279:医疗器械 环氧乙烷灭菌 确认和常规控制

4EN 1442:环氧乙烷灭菌器

5ISO 11138/EN 866:用于灭菌器测量的生物指示物。

6ISO 10993-7:医疗器械的生物学评价——7部分,环氧乙烷灭菌残留物。

在美国,有很多AAMI有关灭菌知识的标准.

在日本,在药典上有有关灭菌知识的要求.

五、对外灭菌与有效性的确认

灭菌确认需了解的信息

1)产品的预期用途

2)产品的材质

3)包装的材质

4)包装方式

5)产品重量

6)外箱尺寸

7)产品重量/密度

8)可供确认的产品数量,通常需要13-14m3的货物.

五、对外灭菌与有效性的确认

灭菌参数的获得

   根据国际标准,严格实施过程确认,得出参数.才能计算成本

验证后,对产品没有影响.

通常对一款重未验证过的产品,验证时间至少需要20-30天时间.

灭菌主要成本体现

   1) 菌片数量增加

   2) 传感器损耗

   3) 每一个过程确认的水电EO气体至少相当于日常六个灭菌周期的成本。

常用的英文述语

EO: Ethylene Oxide   环氧乙烷

CO2: Carbon Dioxide 二氧化碳

BI: Biological Indicator 生物指示剂/菌片

CI: Chemical Indicator 化学指示剂

Culture Media: 培养基

Bio-burden: 初始污染菌

Flushing: 通风

Aeration: 解析

Residual: 残留量

Calibration: 校正

Correction Factor: 纠正因子

Validation: 确认

Vaporizer/volatilizer: 汽化器/蒸发器

Water Jacket:水套

Preconditioning: 预处理

Sterilizer Chamber:灭菌柜

vacuum Pump: 真空泵

Fractional Cycle: 短周期/ 亚致死

Half Cycle: 半周期

Full Cycle: 全周期

灭菌过程确认和常规控制

一、常规控制中应注意的问题

物流与标识

1)未灭菌产品与已灭菌产品应严格隔离

      在灭菌车间、仓库

2)注意区分化学指示剂的颜色变化

一、常规控制中应注意的问题

安全

1)设备的清洁保养

    管理路中有EO聚合物生成,管路应定期进行清洁保养。

2EO气体有毒、易燃、易爆。车间应防静电、防火花。

3EO是无色气体,醚类气体,700ppm能够闻到。爆炸范围:3-100%

4)用纯EO气体灭菌,无论如何处理,都在爆炸范围之内。风险非常大。但混气相对安全得多.

5EO气体的储存室,应有降温、通风设备。

6) 操作工在运输出EO柜的产品时,应该载防毒面具.并定期体检.

7) EO灭菌区域, 加大通风量,确保空气顺畅流通.安全与成本方面,安全在先.

8) EO浓度报警器,应定期检验,其灵敏度.

9) 监测温度压力湿度的感应器应定期校准.

一、常规控制中应注意的问题

1. 灭菌过程

2. 预处理: 预处理的意义, 预处理室的控制,产品预处理的方式,预处理的效果确认.

3. 中转时间间隔:时间间隔意义与时间间隔确认.

4. 灭菌周期: 升温处理空气去除处理灭菌剂加入气体作用过程EO去除通风

1.处理过程中蒸汽注入的注意事项

2.蒸汽质量:需符合EN1422的要求

3.蒸汽量过少:微生物表面的蛋白质不能充分生成水合物质.

4.蒸汽量过多:降低EO浓度

灭菌剂注入的事项

1.注入过快: 易出现真空包装,产品严重变形;

2.注入过慢:影响灭菌效率

3.管路中出现结霜现象:少量液态EO进入管路,在管中汽化.钢瓶阀门开度不够,致使少量的液态的EO进入管道.

4.EO聚合物容易堵塞管道,且污染箱子.

5.气化器的温度:一般气化器的温度与灭菌柜休的温度保持一致.

气体作用

四大核心参数: 温度湿度EO浓度时间.

EO浓度计算:

  重量差异法

  压力测量法

  在线浓度监测法

  红外线光谱

通风

尾气处理: 焚烧法化学法

解析: 有些材料特别难解析,可能采用 R会更好

产品放行: 传统的产品放行( 参数+ 菌片检测结果)

化学指示剂:不能做为灭菌效果的评价.仅只能做为灭菌监控的辅助手段.

重复灭菌

   总之,灭菌是一个破坏过程.但重复灭菌是普遍的,比如停电,菌片检测不合格.

浓度计算法:

       http://210.41.4.20/course/26/kc/1/1_1/1_1_2.htm

          理想气体状态方程: pV=nRT

image.png

   C = 浓度 mg/L
K = 常数 = CV / n
P = EtO加入后灭菌柜压力的升高
R = 理想气体常数
T = 温度         

理想气体状态方程: pV=nRT

    方程中,R为摩尔气体常量,在标准状况下(STP),p=101.325kPaT=273.15Kn=1mol,气体的标准摩尔体积Vm=22.414×103m3=22.414L

 

    R=PV/nT

     对于真实气体,只有在低压高温下,分子间的作用力比较小,分子间平均距离比较大,分子自身体积与气体体积相比,完全微不足道,才能把它近似地看作理想气体。也就是说,理想气体物理模型,将气体理想化为分子间无作用力,分子自身无体积。
浓度计算法:

       http://210.41.4.20/course/26/kc/1/1_1/1_1_2.htm

          理想气体状态方程: pV=nRT

   C = 浓度 mg/L
K = 常数 = CV / n
P = EtO加入后灭菌柜压力的升高
R = 理想气体常数
T = 温度         

理想气体状态方程: pV=nRT

    方程中,R为摩尔气体常量,在标准状况下(STP),p=101.325kPaT=273.15Kn=1mol,气体的标准摩尔体积Vm=22.414×103m3=22.414L

 

    R=PV/nT

     对于真实气体,只有在低压高温下,分子间的作用力比较小,分子间平均距离比较大,分子自身体积与气体体积相比,完全微不足道,才能把它近似地看作理想气体。也就是说,理想气体物理模型,将气体理想化为分子间无作用力,分子自身无体积。

混合气体K值的计算.

image.png

     

E   = 混合气中EO的质量百分比
M = 稀释气体的摩尔分子量。CO2=44

  对于30%EO70%CO2.K=13.2*103

题目:

灭菌温度为55 °C,30 % EO70% CO2的混合气体加入灭菌柜,压力提高了100KPa=0.9872atm,计算灭菌柜内EO的浓度.(1atm=101.3KPa)


C = 浓度 mg/L
K = 13.2 X 103 mg/mol
P = 0.9872atm
R = 0.08205 (L X atm)/(mol X °K)
T = 54 °C + 273 = 327 °K

C=KP/RT=13.2*103 mg/mol*0.9872atm /0.08205 (L X atm)/(mol X °K)
* 327 °K=485mg/L

一、相关定义

灭活(inactivation)
在规定的培养条件下,试验微生物发芽、生长和()增殖的能力的丧失.

D(D-value)
在规定的条件下,能够灭活试验微生物总数的90%的时间或辐射剂量.

存活菌曲线(survivor curve)
表示在规定条件下,试验微生物的杀灭或存活与暴露增强的关系的曲线图.

二、D值计算方法

直接计数存活菌曲线法(survivor curve)

最大可能数法(MPN---Stumbo-Murphy-Cochran)

最大可能数法(MPN---有限Spearman Karber)

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