某醫用冷藏箱驗證分析與優化

閆坦坦

（上海市建工設計研究總院有限公司，上海市 200235）

疫苗與藥品是關系到國民健康的特殊商品，由于運輸環境狀況的復雜性，其在冷鏈運輸中容易受到破壞［1，4］。藥品冷藏箱在運輸過程中面臨許多風險因素［2］。及時對醫用冷藏箱進行驗證分析是確保疫苗、藥品安全的前提。《藥品經營質量管理規范》中明確提出，企業應對冷庫、儲運溫濕度監測系統，以及冷藏運輸等設施設備進行使用前驗證、定期驗證及停用時間超過規定時限的驗證。

1 驗證方法介紹

根據《藥品冷鏈冷藏箱通用規范》的要求，藥品冷鏈冷藏箱在使用過程中需要及時進行抽檢驗證其保溫性能，為保證冷藏箱正常性能和及時避免藥品失效事故提供支持［6］。驗證過程，首先需要進行環境預處理，規范中要求［5］驗證對象必須是處于正常存儲的溫度條件，并在滿足溫度要求的條件下進行藥品和溫度傳感器的布置。其次安裝溫度傳感器和放置蓄冷劑，要求將溫度傳感器分別安裝在冷藏箱的中心、上下兩側及相鄰的側面位置，然后將滿足實驗要求的蓄冷劑放置在箱內的四周及頂部、底部位置，需要將蓄冷劑與藥品用隔板隔開。然后進行封箱處理，將冷藏箱置于日常使用的環境狀態中。最后通過設定連續測試時長，并實時記錄溫度數據的變化。

規范要求，在藥品冷鏈冷藏箱的使用過程中，溫度檢測儀器更新一次測點溫度的頻率底線是1min/次，且溫度記錄時間間隔是5min。如果監測溫度超出了其規定范圍，系統要每間隔1 分鐘記錄一次實時數據。報警功能是整個冷藏箱保溫性能試驗過程中不可缺少的，當監測溫度數據達到或者超出規定范圍時，溫度監測設備應至少通知三個人員。在測試完成后，整理測試過程中記錄的數據進行驗證分析。驗證步驟見圖1.1：

圖1 .1 冷藏箱保溫性能驗證步驟

2 驗證實施

2.1 前期準備條件

對待驗證冷藏箱進行維護保養，保證正常測試前提下開展驗證試驗［3］。根據藥品存儲溫度要求，把冰排降到相應的溫度，保證在驗證期間溫度達到要求。為確保所測數據的準確性，所有的記錄儀需要進行校準。

2.2 實際布點情況

根據現場冷藏箱型號情況，結合“冰排釋冷原理”進行合理驗證測試布點。

表2 .1 冷藏箱描述

根據驗證方案圖紙，實際布點情況如下：冷藏箱箱體內均勻性布點數量不得少于5個，第三層記錄儀距箱頂5cm，第一層記錄儀距箱底5cm，中層記錄儀介于一層和三層之間，靠近壁面（冰排）的記錄儀距箱壁（冰排）5cm。特殊點：箱外環境溫度×1，原監測點×1。給分布點及對應的溫度記錄儀編號，確保每個點安放的記錄儀一一對應，保證數據的準確性。此次驗證使用的記錄儀總數為9個。位置編號與記錄儀編號的對應關系見表2.2：

表2 .2 冷藏箱記錄儀編號與位置編號的對應關系

2.3 環境條件及測試流程

本驗證的環境溫度期為年度低溫期：2018年12月27日12:16至2018年12月28日23:02，驗證期間箱外環境溫度值在1.3~16.5℃之間波動，對整個驗證項目及時間流程如表2.3：

表2 .3 冷藏箱溫度場驗證項目（實際工況）

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3 基礎數據處理與分析

3.1 時間與時間點及溫度場統計分析

為便于數據分析，本驗證將每一個記錄時間以時間點的方式進行記錄，開箱測試的第一個時刻點即2018年12月27日12:16記為時間點1，第二個時刻點12:18記為時間點2，時間間隔2 min，依此類推計算時間點，開箱測試的時間點1至時間點6；保溫測試的時間點23至時間點1044。

3.2 驗證期間溫度整體變化

圖表處理：根據本驗證原始記錄數據和時間與時間點的對應關系，得出整個驗證期間冷藏箱內各空間點溫度時間曲線圖如圖3.1~3.3所示。從圖中可以直觀的看出，整個驗證期間各空間驗證點溫度在各不同時間點的溫度分布狀況。

圖3 .1 第一層（下層）溫度記錄點溫度-時間曲線圖

圖3 .2 第二層（中層）溫度記錄點溫度-時間曲線圖

圖3 .3 第三層（上層）溫度記錄點溫度-時間曲線圖

溫度變化趨勢分析：

由圖3.1、圖3.2和圖3.3冰排控溫期的溫升和溫降曲線可知，由于本次測試所使用的冰排表面溫度2℃左右，放入冷藏箱后，進行開箱測試，箱內布點溫度緩慢上升，10分鐘后，蓋上箱蓋，繼續驗證，箱內布點溫度緩慢上升至超溫。第1個時間點開始開箱，箱內布點溫度緩慢上升，到第6個時間點開箱結束。開箱結束后，第23個時間點開始保溫測試，箱內布點溫度緩慢上升至超溫，到第1044個時間點保溫測試結束。

4 驗證項目分析與評價

4.1 驗證分析冷藏箱日常溫度監測點實際運行狀況

4.1.1 項目分析：

根據原始驗證數據計算得到的整個冷藏箱各驗證點波動偏差值，通過圖4.1~4.3比較得出各點平均溫度與整個冷藏箱平均溫度的偏差。（1~8#位置分別對應：上、中、下、前、后、左、右、原監測點）。

4.1.2 項目評價：

由圖4.1可知，6#位置（即箱體左側中心位置）附近是最佳低溫敏感，1#位置（即箱體上層中心位置）附近是最佳高溫敏感點，2#位置（即箱體中層中心點位置附近）和8#位置（即箱體原監測點位置附近）是最佳平均溫度區。

圖4 .1 箱體各位置點溫度波動和標準偏差圖

4.2 驗證分析冷藏箱內蓄冷劑配備使用條件

配備使用條件：

冰排數量：冷藏箱內的蓄冷劑選用的是冰排，冰排共3塊。冷藏箱內的蓄冷劑選用的是冰排，在正式使用前要做以下處理：首先將冰排置于-20℃的環境下預冷48小時，然后放入2~8℃冷庫內平衡2小時，隨著平衡時間推移，冰排溫度將逐漸升高，表層溫度首先上升、中心溫度基本維持不變，即當冰排表層的溫度升溫達到2℃時，冰排內部的溫度仍維持在-20℃左右，在冷庫內將冰排置于冷藏箱內；冰排擺放：將預冷好的冰排置于冷藏箱中，上面1塊，左右側面各1塊。

4.3 驗證分析開箱作業工況對冷藏箱溫度的影響

根據圖4.2可知，開箱對整個箱體溫度有一定的影響，在1時間點模擬冷藏箱開箱，至6時間點開箱測試結束，1#驗證點位置（即箱體上層中心位置）受開箱因素影響最大，溫度由3.7℃上升至3.8℃，故冷藏箱的開箱升溫速度為4分鐘之內升溫0.1℃，升溫速率為0.025℃/min，開箱時間為10分鐘（開箱時箱內整體平均溫度2.86℃，開箱結束時箱內整體平均溫度為2.89℃，開箱測試期間箱外環境溫度在14.9~16.5℃之間波動）。

圖4 .2 開箱時箱體內溫度變化圖

4.4 驗證分析冷藏箱保溫性能

根據驗證方案，自至2016年12月27日13:00至2016年12月28日23:02對冷藏箱進行保溫性能驗證。保溫期間驗證點溫度曲線如圖4.3。根據圖4.3可知，保溫測試期間，在1時間點模擬冷藏箱保溫，在972時間點5#位置（即箱體后部點位置）最先超過8℃，溫度由3.3℃上升至8.1℃。故在該驗證條件下冷藏箱可以保溫32小時22分鐘,冷藏箱降溫速率為0.148℃/h。（保溫測試期間箱外環境溫度在1.3~16.5℃之間波動）。

圖4 .3 保溫期間溫度變化圖

4.5 驗證分析冷藏箱受外界環境因素影響程度

如圖4.4所示冷藏箱的箱內平均溫度在驗證期間不隨箱外環境溫度的變化而變化，故環境因素對該冷藏箱保溫效果有一定影響，但影響不是很大，該冷藏箱保溫效果很好。本項目驗證期間冷藏箱外部環境溫度變化為1.3~16.5℃，冷藏箱的保溫效果受箱外環境溫度因素的影響較小。

圖4 .4 驗證期間冷藏箱平均溫度與外部環境溫度變化圖

5 總結

通過對該冷藏箱的驗證分析，得出以下結論：

（1）經過驗證，冷藏箱的保溫效果受箱外環境溫度因素的影響較小。

（2）箱外環境溫度在1.3~16.5℃之間波動時，整個冷藏箱溫度一致性較好，均符合2~8℃之間的保溫要求，可以在保溫時間內放置規定溫度藥品。

（3）依據本次冷藏箱開箱測試驗證結果，建議箱外環境溫度在14.9~16.5℃之間波動時，開箱作業時間控制在4分鐘以內，隨著外界環境溫度的升高或降低，開箱作業時間應盡量縮短。

（4）低溫敏感區：6#位置（即箱體左側中心位置）附近；高溫敏感區：1#位置（即箱體上層中心位置）附近；平均溫度區2#位置（即箱體中層中心點位置附近）和8#位置（即箱體原監測點位置附近）是最佳平均溫度區。可以對這些區域進行重點維護。

（5）5#位置（箱體原監測點）可作為日常高溫監測點的位置。