辐照灭菌及其验证.ppt

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1、辐照灭菌与确认,本次讲座的目的,1、了解常用的灭菌方法及其特点2、能够选用合适的灭菌方法3、能够对辐照灭菌的验证初步了解4、汇报自己学习情况和灭菌工作的体会,主要内容,一、医疗产品常用的灭菌方法及其特点二、环氧乙烷和辐照灭菌方式的比较三、辐照的历史及国内外主要厂家四、辐照灭菌的标准五、电子束和钴60辐照灭菌原理和特点六、辐照灭菌的研究思路七、辐照灭菌剂量的设定八、辐照灭菌验证过程九、环氧乙烷灭菌及其验证,一、医疗产品灭菌方式,环氧乙烷（EO）,医疗产品,低温等离子体,钴-60辐照（R）,电子加速器（E-beam）,X射线灭菌,灭菌,能量转化低,技术不成熟,辐照,高压蒸汽,二、最常用的两种灭菌方

2、式：环氧乙烷和辐照灭菌比较,2.1 环氧乙烷：优点：工艺稳定，成熟，应用较早。缺点：穿透力相对差，需要在较高的温度下保持一定的时间（乐普45度10小时左右，湿度30%），生物样品不适合。有残留的可能，且易燃易爆。环氧乙烷灭菌四因素：温度、湿度、浓度、时间,2.2 辐照灭菌：穿透力强，温度和湿度没有要求，尤其是射线灭菌。但稳定性稍差，价格较贵（目前主要决定因素）。辐照灭菌唯一决定因素就是灭菌时间。,据相关文献介绍,在发达国家大概有60%的医疗器械都采用辐射灭菌,并且欧盟和美国FDA对许多一次性医疗产品都禁止或不推荐使用环氧乙烷灭菌。北京市的无菌医疗器械产品大部分采用环氧乙烷灭菌,占83%,辐射灭

3、菌占15%,其他占2%。这与国外的情况形成了鲜明的对比。,发达国家：,60%辐照灭菌，40%环氧乙烷,以北京为例：,15%辐照灭菌，83%环氧乙烷,其他2%,三、辐照的历史及国内外主要厂家,3.1 辐照历史：1956年强生公司首先采用电子束辐照手术衣，开创了辐照灭菌的先河。1993年开始采用灭菌。到2006年，美国每年的辐照灭菌的产品总量为500万m3,3.2 国内外主要辐照厂家1、世界上最大的灭菌公司为：Sterigenics（施杰）遍布北美、欧洲和亚洲 8 个国家/地区的 18 家工厂。上海设立分公司可以开展EO，E-Beam，R等灭菌方式。2、北京射线应用中心下属的鸿仪四方公司3、苏州中

4、核华东辐照有限公司4、上海金鹏源辐照技术有限公司5、目前全国辐照厂有100多家。北京五家：军科院，农大，北师，清华，鸿仪四方,四、辐照标准,ISO11137-1995年版（欧洲EN556,ISO13485部分部分内容的整合）为第一版，中国对应的标准18280-2000每十年改版一次，2006年已经换版每五年进行一次修订，明年对2006版进行一次修订。明年才能正式实施ISO11137-2006的中国版,目前翻译工作已经完成。,ISO11137-2006,ISO11137-2006包括三部分：1、医疗器械灭菌过程的开发、确认和常规控制的要求2、灭菌剂量的确定3、灭菌剂量的检测,五、电子束和钴-60

5、辐照灭菌的原理和灭菌特点,电子加速器（E-beam）,钴-60辐照（R）,X射线灭菌,5.1 电子束灭菌（E-Beam）,电子束辐照的原理：1、直接加速器：电子被阴阳电极间的电势差加速（释放能量5MeV）2、螺旋加速器：电子被无线电频率反复的应用的电磁场 释放出的能量加速(释放能量10MeV)，从而释放出持续的能量。,据报道，日本岩崎电气公司于2009年月份将电子束灭菌装置投放市场。使用时，将物体放在圆筒内后，从多个方向用电子束照射，不管物体是什么形状，上面的细菌都可被消灭，处理时间只要.秒钟。即便是线状物体或者气体，使用电子束也能杀菌。,工业化的电子束辐照产品,5.1.1 电子束辐射(E-B

6、eam)特点,电子束辐射(E-Beam)1、电子束(E-beam)辐射是一类电离能，其特征为低穿透性和高剂量率，用于低密度、均匀包装的产品时性能最佳，照射时间很短。2、某些材料可以产生感生放射性如不锈钢（很弱），黄酮（很弱）特别是钽（强）3、电子束辐射被广泛应用于塑料和其他材料改性，以更改或加强其特性,5.2 钴-60辐照,钴-60灭菌原理：1、目前常用的辐射源有钴-60和铯-137,它们衰变的过程中产生射线，它的波长在410-3 nm以下。2、射线具有较高的能量,能使受辐射物质内部的原子和分子产生激发和电离,从而产生一系列直接和间接的物理、化学和生物反应。这些反应使生物分子的内部发生复杂的分

7、解和聚合,破坏和改变了生物分子的内部结构(特别是DNA),从而起到了抑制或杀死微生物的效应。,医疗器械,食品,日用品,药品,2005年我国辐照食品产量就已达到14.5万吨，占世界辐照食品总量的36%，产值达到35亿元。,钴60,最初的辐照灭菌定点定源,定源辐照品移动式,开封辐照源泄漏事件,5.2.2 钴-60辐照的特点,钴-60辐照具有深穿透和低剂量率的特点，而且温度效应极小。它甚至能处理高密度产品（例如预充注射器。1、包装完整性：辐射的穿透性强，不需要可穿透的包装材料。对压力或真空没有要求。2、简单、可靠和即刻放行：使用伽马辐射时，时间是唯一需要控制的变量，因此偏差可能性极小。确认所用辐射剂

8、量后，产品即可放行运输。3、无残留物，无放射性：伽马射线是纯能量。不会产生残留物，它们的能量也不足以产生放射。,六、辐照灭菌的研究思路,对产品本身和包装进行研究,确认灭菌剂量,灭菌过程的验证,灭菌剂量的审核,七、辐照剂量设定,目前有三种确定的方法：,25,15,sulzer medica to pay 1 billion to recipiernts of faulty artificial辐照灭菌产品没有达到无菌，从而导致飞利浦召回1亿英镑的医疗用品。,7.1 方法一确定剂量,方法一：当BB0.1时使用：首先由初始污染菌确定灭菌剂量,再经过验证确定所选的剂量满足微生物的抗性分布.,生物负载与

9、剂量的关系经典曲线,1 生物负载与剂量成正比2 已经有计算好的表格,直接查表,Whiteby et al.,SDR=standard distribution of resistance,一批10个,二批10个,三批10个,BIOBURDEN,Average Bioburden,一批10个,Average Bioburden,SAL 10-2,SAL 10-6,验证灭菌剂量(微生物的抗性确保),按照SAL10-2 灭菌剂量,灭菌100个样品,检测产品上的微生物含量.如果2个样品有菌,接受如果3和4个样品有菌,排除操作因素后重做.如果确认必须提高剂量.如果5个以上,最好停止灭菌,重新考虑其他方法

10、.剂量波动在正负10%可以接受，否则验证失败。,7.2 方法二 确定剂量,方法二：取三批样品,每批280个样品,共840个样品,第一个出现无菌样品的定义为ffp第一个出现全部为无菌的样品的剂量定义为d*有ffp和d*推出D*，在此剂量下灭菌100个样品，有出现阳性样品的个数推出最终的灭菌剂量。,7.3 方法三 确定剂量,方法三：VDMAX生物负载1000时采用。计算三批样品的平均生物负载。查表9得到10-1的灭菌剂量灭菌10个样品，剂量波动在正负10%可以接受，否则失败。不能有菌，有菌必须重做验证。无菌接受25KGy的辐照剂量。,25,VDMAX同样是灭菌三批样品，计算平均负载，查表10得到验

11、证剂量在验证剂量下灭菌10各样品，不能出现有菌的状况否则验证失败。无菌接受15KGy的辐照剂量。,15,八、辐照灭菌的确认过程,7.1 IQ(installation qulitification)7.2 OQ(operational qulitification)7.3 PQ(performance qualification),8.1 IQ(installation qulitification),目的对设备进行安装确认，并进行文件记录。,源介绍、建筑介绍、传输结构及传输情况、辐照容器、隔离情况、剂量分布,8.2 OQ(operational qulitification),目的：证明已安

12、装的辐照装置能在标准许可范围内运行和授予适当的剂量，可通过剂量分布试验和确定与剂量分布相关的工艺来完成。,对产品货箱进行剂量分布试验，剂量验证时可以用性质和污染菌相同的样品代替。,8.3 PQ(performance qualification),目的：按照正常的灭菌方式装载产品，测定装载产品的箱体内剂量的最大与最小分布点。对装载产品本身密度，排放方式进行描述。对产品经过辐照后的性能进行确认。,微生物确认（确保灭菌产品无菌）,产品性能确认（物理性能和化学性能、生物性能）,剂量分布确认,对产品性能和剂量进行确认研究,8.4 剂量的确保,灭菌剂量的审核的频率应根据ISO11137-1：2006第1

13、2.1条款实施。最初频率高，当获得产品及制造经验后，灭菌剂量审核时间可增加：最初时间间隔为3个月，以后可以6个月，但最长不超过12个月。,九、EO灭菌及其验证,环氧乙烷是一种化学物质，英文名称为：Ethylene Oxide，简称为：EO 或ETO 等。化学性质活泼，可与多种物质反应。环氧乙烷灭菌的原理：是在一定的温度、湿度、压力、环氧乙烷浓度(600800mg/l)条件下，对封闭灭菌室内的产品进行熏蒸，环氧乙烷与微生物发生非特异性烷基化作用，从而抑制微生物反应基的正常功能，使其新陈代谢发生障碍而死亡。可杀灭细菌、真菌、病毒、立克次体和芽胞等各种微生物，属于高效消毒剂。,EO灭菌验证,最新版标准要求,