9/9醫(yī)療器械包裝微生物屏障性能測(cè)試方法探討無菌屏障系統(tǒng)是最終滅菌醫(yī)療器械安全性和有效的基本保證。本文介紹并比較了幾種國(guó)內(nèi)外常見的醫(yī)療器械包裝材料微生物屏障性能的試驗(yàn)方法。并針對(duì)行業(yè)中討論的材料微生物屏障試驗(yàn)的接受標(biāo)準(zhǔn)提出了意見和建議。

材料的微生物屏障特性評(píng)價(jià)方法

微生物屏障是在考慮了滅菌過程、搬運(yùn)、運(yùn)輸、貯存等條件后所測(cè)試的無菌屏障系統(tǒng)防止微生物進(jìn)入的性能。醫(yī)療器械常用無菌屏障系統(tǒng)包括不透氣材料和透氣材料。不透氣材料比如塑料薄膜、塑料托盤、鋁塑膜等，對(duì)于不透氣材料，需要通過規(guī)范的試驗(yàn)方法證實(shí)材料是不透氣，就意味著滿足微生物屏障性能要求，標(biāo)準(zhǔn)ISO11607-1附錄C(GB/T19633.1附錄A)給出了不透氣材料阻氣體通過的試驗(yàn)方法。對(duì)于透氣材料(又稱多孔性材料)的微生物屏障特性評(píng)價(jià)，目前國(guó)際上常見有三種測(cè)試方法：ASTMF1608(YY/T0681.10)透氣性包裝材料微生物屏障分等試驗(yàn)，ASTMF2638(YY/T0681.17)用氣溶膠測(cè)試透氣性包裝材料微生物阻隔性能的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，DIN58953-6(YY/T0681.14)滅菌醫(yī)療器械包裝材料的微生物屏障試驗(yàn)。

我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T0681.10《無菌醫(yī)療包裝試驗(yàn)方法第10部分：透氣性包裝材料微生物屏障分等試驗(yàn)》參考了ASTMF1608標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是在干態(tài)條件下使用枯草芽孢桿菌進(jìn)行測(cè)試，用來測(cè)量透氣無菌屏障材料阻止細(xì)菌孢子穿透的能力。

圖1：試驗(yàn)箱

完全不穿透的對(duì)照樣品（微生物穿透率為零）受到100萬或10^6個(gè)菌落形成單位（cfu）的挑戰(zhàn)，cfu10^6的數(shù)量的log10值為6。如果以與對(duì)照相同的方式挑戰(zhàn)的樣品允許10cfu（log10=1）穿透，則其對(duì)數(shù)減少值（LRV）為5。因此，LRV越高，透氣包裝材料對(duì)微生物穿透的抵抗力就越強(qiáng)。表1顯示LRV與相對(duì)應(yīng)的芽孢截留率的關(guān)系。無菌屏障系統(tǒng)應(yīng)盡可能選擇較高LRV值的透氣材料，以保證器械的無菌保證水平并減少無菌失效的風(fēng)險(xiǎn)。目前，該方法能夠被行業(yè)內(nèi)廣泛接受，國(guó)內(nèi)外開展該方法的實(shí)驗(yàn)室相對(duì)也較多。

該方法給出了精密度和偏倚的說明。該信息基于1993年ASTM進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室協(xié)同研究。十一個(gè)實(shí)驗(yàn)室各由一個(gè)操作人員對(duì)從六種材料上分別隨機(jī)裁取的兩個(gè)樣品和一個(gè)陽性對(duì)照進(jìn)行試驗(yàn)。使用了匯總的所有材料的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和實(shí)驗(yàn)室間的變異估計(jì)值來得到具有足夠自由度的一個(gè)操作者和多實(shí)驗(yàn)室的精密度估計(jì)值。另外，由于LRV的真實(shí)值是不可知的，不能驗(yàn)證該方法的偏倚，所以該方法的偏倚不可知。

我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T0681.17《無菌醫(yī)療包裝試驗(yàn)方法第17部分：透氣包裝材料氣溶膠過濾法微生物屏障試驗(yàn)》參考了ASTMF2638標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)使用1.0μm粒子的氣溶膠作為替代微生物來測(cè)定透氣包裝材料屏障性能的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，測(cè)量透氣包裝材料阻止顆粒穿透的能力。所有材料都具有出現(xiàn)最大穿透百分比(%PMax)的面速度。穿透百分比越低，性能越好。無菌屏障系統(tǒng)應(yīng)盡可能選擇較低%PMax值的透氣材料，以保證器械的無菌保證水平并減少無菌失效的風(fēng)險(xiǎn)。目前，該方法能夠被行業(yè)內(nèi)接受，國(guó)內(nèi)外開展該方法的實(shí)驗(yàn)室在逐步增加。

圖2：典型穿透-流量曲線

使用微生物測(cè)試透氣包裝材料的屏障性能與測(cè)量材料的過濾效率具有相關(guān)性。該試驗(yàn)方法不需要采用微生物學(xué)的方法，而采用材料過濾微粒的能力來評(píng)價(jià)材料的屏障性能。當(dāng)測(cè)定透氣包裝材料的過濾效率是，可得到一條典型的過濾效率曲線(見圖2)，特定材料的曲線的弧度取決于材料本身。最大穿透率可以作為評(píng)判材料屏障性能優(yōu)劣的重要依據(jù)。

圖3：ASTMF2638測(cè)試設(shè)備

該方法的精密度是基于美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)2004年進(jìn)行的單計(jì)數(shù)器法的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究和2006年進(jìn)行的雙計(jì)數(shù)器法的補(bǔ)充研究。試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備見圖3。在2012年的研究中，2個(gè)實(shí)驗(yàn)室在總共6個(gè)試驗(yàn)單元中分析了4種不同的透氣包裝材料。兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，無論是單計(jì)數(shù)器還是雙計(jì)數(shù)器配置，方法均具有重復(fù)性。在研究當(dāng)時(shí)，沒有用于確定本試驗(yàn)方法偏倚的適宜的可接受的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，因此不給出偏倚的描述。

我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T0681.14《無菌醫(yī)療器械包裝試驗(yàn)方法第14部分：透氣包裝材料濕性和干性微生物屏障試驗(yàn)》參考了DIN58953-6標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了濕性條件和干性條件微生物屏障實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)方法。濕性條件微生物屏障試驗(yàn)是將微生物液滴滴加到試驗(yàn)樣品上。液滴干燥后，進(jìn)行試驗(yàn)以測(cè)試是否有微生物穿透到試樣樣品的另一面。干性條件微生物屏障試驗(yàn)是通過對(duì)用待測(cè)密封的微生物屏障裝置中的空氣進(jìn)行冷卻，空氣流將進(jìn)入試驗(yàn)瓶中。如果冷卻前包裝材料上有微生物培養(yǎng)物覆蓋，空氣流可能會(huì)使攜帶微生物的顆粒穿過包裝材料。用微生物學(xué)技術(shù)記錄通過包裝材料的任何微生物并進(jìn)行評(píng)價(jià)。該試驗(yàn)方法被設(shè)計(jì)為“合格、不合格”型試驗(yàn)。該方法預(yù)先設(shè)定了一個(gè)接收準(zhǔn)則，“如果全部10個(gè)試驗(yàn)樣品生長(zhǎng)的菌落數(shù)不超過15個(gè)，且任何1個(gè)試驗(yàn)樣品生長(zhǎng)的菌落數(shù)不超過5個(gè)，則認(rèn)為包裝材料足以作為無菌屏障”。目前沒能找到DIN58953-6標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定包裝材料屏障性能的接受準(zhǔn)則為“15個(gè)和5個(gè)”菌落數(shù)理由和邏輯關(guān)系。

我國(guó)衛(wèi)生部門發(fā)布的《消毒產(chǎn)品衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)定》中規(guī)定，進(jìn)入醫(yī)療機(jī)構(gòu)的帶有滅菌標(biāo)識(shí)的滅菌物品包裝物需進(jìn)行微生物屏障試驗(yàn)，《消毒技術(shù)規(guī)范》給出了相應(yīng)的試驗(yàn)方法和判定準(zhǔn)則。該方法與《消毒技術(shù)規(guī)范》給出的試驗(yàn)方法和判定準(zhǔn)則是一致的，可視為供給醫(yī)療機(jī)構(gòu)滅菌的透氣材料的基本要求之一。

針對(duì)以上三種常見的試驗(yàn)方法，將其進(jìn)行了比較來說明每種試驗(yàn)方法存在的優(yōu)劣。見以下表2，可點(diǎn)擊放大查看。

材料微生物屏障試驗(yàn)方法的討論與建議

用于醫(yī)療器械滅菌的透氣包裝材料常提供給醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)療器械制造商。由于兩種情況下諸如器械的特點(diǎn)、滅菌方式、運(yùn)輸條件、貯存條件和貯存期限等的差異，按風(fēng)險(xiǎn)管理要求，對(duì)材料的微生物屏障性能提出不同的要求。

DIN58953-6(YY/T0681.14)給出的試驗(yàn)方法與我國(guó)消毒技術(shù)規(guī)范中的按照消毒產(chǎn)品進(jìn)行管理的滅菌物品包裝物的測(cè)試方法和接收準(zhǔn)則是一致的。該方法需要微生物實(shí)驗(yàn)室，預(yù)先設(shè)定了接收準(zhǔn)則，適合于醫(yī)療機(jī)構(gòu)和使用者對(duì)滅菌透氣包裝材料的微生物屏障特性進(jìn)行初步檢查控制。該方法不能給出定量的數(shù)據(jù)，不能為選擇透氣包裝材料提供定量的數(shù)據(jù)，無法對(duì)透氣包裝材料的一致性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

而對(duì)于醫(yī)療器械制造商而言，需要對(duì)透氣包裝材料的微生物屏障性能進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)，以確定包裝材料是否足以提供屏障性能以應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)，如滅菌過程，運(yùn)輸、搬運(yùn)和貯存過程的挑戰(zhàn)。ASTMF1608(YY/T0681.10)和ASTMF2638(YY/T0681.17)給出的方法和結(jié)果，為使用者在無菌醫(yī)療器械的包裝設(shè)計(jì)，包裝驗(yàn)證等環(huán)節(jié)提供了幫助。ASTMF2638(YY/T0681.17)方法無需微生物培養(yǎng)，模擬實(shí)際使用環(huán)境的挑戰(zhàn)條件，能夠較快速地檢測(cè)透氣材料的微生物屏障特性，適于醫(yī)療包裝的生產(chǎn)商和包裝使用廠商對(duì)包裝材料的常規(guī)控制和選擇比較。ASTMF1608(YY/T0681.10)采用了10^6CFU/樣品微生物挑戰(zhàn)量和較為極端的挑戰(zhàn)風(fēng)速(2.8L/min)，評(píng)價(jià)包裝材料的微生物屏障性能。這二種定量的方法，能按透氣材料的屏障性能高低給出分等排序。這二種方法沒有給接收準(zhǔn)則。對(duì)于醫(yī)療器械制造商而言，接收準(zhǔn)則需要根據(jù)醫(yī)療器械性能，臨床應(yīng)用，所經(jīng)受不同滅菌過程、運(yùn)輸條件以及貯存條件來確定。

小結(jié)

GB/T19633.1中5.2.3規(guī)定“透氣性材料應(yīng)能提供適宜的微生物屏障，以提供無菌屏障系統(tǒng)的完整性和產(chǎn)品的安全性”。YY/T0681.10和YY/T0681.17提供了定量的微生物屏障試驗(yàn)方法，用于確定透氣包裝材料的微生物屏障特性。YY/T06