一次性使用負壓引流護創材料包的無菌保證與細菌內毒素質量風險評估

李發家　徐紅梅　王　亮

一次性使用負壓引流護創材料包的無菌保證與細菌內毒素質量風險評估

李發家1徐紅梅1王亮2

（1.蘇州凱瑞斯生物科技有限公司，江蘇 張家港 215600；2.江蘇艾迪爾醫療科技股份有限公司，江蘇 張家港 215600）

文章對一次性使用負壓引流護創材料包（VSD）的無菌保證和細菌內毒素的質量風險進行評估分析，通過分析造成滅菌前產品初始污染菌/生物負載污染的風險因素，以及對風險因素的評價并采取一定降低風險的控制措施，來評估產品的實際風險控制水平。通過分析數據，制定合理的控制依據，使得風險控制在可接受范圍內，證明產品的無菌保證和細菌內毒素質量風險是完全可以控制的。

一次性使用負壓引流護創材料包；無菌保證；細菌內毒素；初始污染菌；生物負載

引言

無菌醫療器械是指一種沒有存活的微生物的產品。在生產無菌醫療器械時，其滅菌前產品的生物負載以及細菌內毒素檢測是無菌產品質量控制程序中密不可分的部分。醫療器械生產企業需按照各自生產的產品特性對醫療器械產品上的生物負載數據進行采集，制定生物負載監測計劃并定期進行評估，同時運用統計學方法原理，制定相應的微生物污染控制水平，通過該方法的應用，將醫療器械生產過程中的微生物污染風險降到盡可能低的水平，使產品滅菌后細菌內毒素控制在一定范圍之內，以驗證其生產流程能持續滿足既定的控制要求，確保產品符合預期設定要求，指導生產實踐[1]。

一般來說，通過比較和評估設定的限值（警戒限和糾偏限）和產品上的微生物檢測值，來判斷設定的限值是否合理。警戒限和糾偏限體現了生產作業過程中的風險控制要求。限值是根據在生產過程中正常運行操作條件下收集的數據而確定的。警戒限和糾偏限有助于監控生產過程是否連續。通常情況下，超出警戒限表示產品質量（微生物風險）可能已偏離基線，如果超過了糾偏限，則意味著清潔生產條件已失控，產品受微生物污染的風險較高。文章所述質量風險評估方法適用于對VSD產品的無菌保證與細菌內毒素控制水平的質量風險評估與控制方法[2]。

1　術語和定義

菌落形成單位CFU：微生物在經過培養之后，由單個菌體或聚集成團的多個菌體在固體培養基上生長繁殖所形成的集落，稱為CFU[3]。

修正系數：用于補償不能從產品和/或微生物培養中完全采集到的數據[3]。

生物負載：產品和/或無菌屏障系統表面或內部存活微生物的總數[4]。

合格限（即行動線）：該標準可以是國家藥典、法規標準，或者是通過驗證得出數據來證明系統處于穩定狀態時的限值之內的區域范圍。合格線又被稱為行動線，即當達到這個限度時，為了防止系統出現不合格時造成損失，需要對系統進行處置，如果超過限額，則被視為不合格。

警戒限：通常由趨勢分析確定，基于系統性能水平和測試數據，其限度可以是企業內部控制質量標準。如果數值超過此限制，則表明系統可能存在問題，但不需要進一步處理，可能需要額外增加相對應的監控項目或檢測頻率。設置警戒限旨在提示系統注意惡化的可能性，并應密切監測以便及時采取行動[5]。

糾偏限：指的是限值在警戒限和行動限之間的區域，系統處于高風險狀態，可能隨時出現不合格，所以有必要采取一定的預防糾正措施[6]。

2　風險評估

2.1　風險因素分析

無菌產品的質量保證側重于產品的無菌保證和細菌內毒素的控制。在無菌醫療器械的整個制造過程中，因醫療器械種類的多樣性和復雜性，在標準制造條件下生產的產品仍可能受到微生物的污染。本項目的最大潛在風險因素在于VSD的組成部件較多、整體體積較大，其中創面敷料是直接接觸創面傷口的，敷料體積比較大，從廠家出廠之后，到本廠來料檢驗時，以及再到最終產品滅菌前的初始污染菌數量，直接影響最終的滅菌效果以及內毒素的風險。若創面敷料中含有大量微生物，會造成滅菌前微生物無法控制進而超出滅菌工藝的能力，威脅產品的無菌保證水平。

此外，在成品檢驗過程中創面敷料的細菌內毒素主要來自于原材料敷料中已有的內毒素和敷料中微生物繁殖的代謝產物。換句話說，就是只要控制滅菌前產品上的微生物總量，就能控制相對應的細菌內毒素風險。

2.1.1影響產品生物負載的因素

VSD滅菌前生物負載的影響因素種類較多，根據YY/T0316標準[7]識別影響其生物負載的風險源，包括但不僅限于以下五點：

（1）原材料及包材中的微生物；

（2）環境條件；

（3）設備和工作臺面；

（4）人員與生產操作；

（5）滅菌前產品生物負載的控制標準。

2.1.2影響創面敷料細菌內毒素的因素

影響創面敷料細菌內毒素的因素有：

（1）原材料以及包材自身攜帶的細菌內毒素；

（2）創面敷料中能產生細菌內毒素的活微生物，在滅菌前繁殖代謝產生。

2.2　風險因素分析評價與控制策略

2.2.1微生物的污染評價與控制策略

通常情況下，產品在滅菌前都存在一定程度的微生物污染，其污染程度用校正后平均生物負載cfu/g、cfu/SIP或cfu/cm2來表示。產品微生物污染的影響因素主要有如下方面。

2.2.1.1原材料和包裝材料中的微生物

首先，對原材料和包裝材料的生產企業在生產、質量控制、倉儲、運輸、驗收等方面的質量可控性進行了詳細的評估。因為存在于原材料和包材中的微生物可能會有進入產品的風險[8]。公司對原材料以及初包裝材料均制定了內控微生物限度標準，以減少滅菌前微生物的總量，從而降低最終生物內毒素的風險。

表1　VSD的微生物限度標準

在沒有歷史數據的情況下，按照YY/T1737－2020醫療器械生物負載控制水平的分析方法附錄B的方法建立糾偏限和警戒限，以創面敷料為例，技術要求中最大規格為300 mm×200 mm×30 mm，約為60 g，糾偏限設置為VDmax25允許的最大值1000 cfu/SIP，警戒線設置為60%的糾偏限，即為600 cfu/SIP，因創面敷料的規格比較多，大小體積不一樣，重量也不一樣，故評定標準限度定為以每克微生物的限度比較合理，即為10 cfu/g。同理，其他原材料以及初包裝材料所定的微生物限度要求遠遠嚴格于警戒線，在原材料以及包材來料檢驗時，初始污染菌的檢測值符合所定標準，也遠遠低于微生物限度值。

需要注意的是，在正常生產之后，基于一定數量的原材料來料檢驗生物負載數據分別進行警戒限和糾偏限的重新評審并形成文件，以確保其持續適用性。

2.2.1.2環境條件

VSD的生產過程包括兩個過程：一是原材料的廠家生產過程；二是按照生產廠家的工藝流程進行生產的過程。在生產過程中存在有可能來自于生產環境中的微生物污染的風險，為了控制上述風險，創面敷料、醫用貼膜、引流管、延長管、沖洗管均是廠家在十萬級潔凈環境條件下生產的。加強潔凈環境的有效控制有利于進一步降低產品污染的風險。

在本公司潔凈車間驗收初期，由具有資質的第三方環境檢測機構對潔凈環境以及空調系統進行全性能檢測，檢測結果均符合《無菌醫療器具生產管理規范》YY0033－2000[9]以及《醫藥工業潔凈廠房設計規范》GB50457－2019[10]中的規定，之后檢驗人員也做了對潔凈車間全性能連續監測、潔凈車間不連續生產驗證、消毒劑消毒效果驗證、潔凈工作服清洗驗證、工藝用氣驗證等均符合要求。工作環境和污染控制程序中規定了潔凈車間空調系統的日常監測項目以及監測頻次。從空調凈化系統和潔凈環境驗證及日常監控數據來看，空調系統和潔凈環境均能符合設計要求，為無菌產品的生產提供穩定的十萬級生產環境。在正常情況下每年邀請第三方具有資質的專業機構對潔凈環境進行全性能檢測，并出具合格報告。

2.2.1.3設備和工作臺面

在VSD原材料半成品進入潔凈環境之后，部分用到清洗、烘干、包裝封口等設備。設備以及工作臺面存在殘留微生物的可能，對在生產過程中的產品的生物負載存在潛在風險。認真執行清潔消毒作業，日常清潔采用新潔爾滅/恩杜羅消毒液擦拭設備和工作臺面，按照潔凈區手和物體表面細菌計數檢測規程進行日常監測，檢測結果應符合要求。

2.2.1.4人員與生產操作

在潔凈環境中最大的污染源來自于人員及其活動。一方面，人員對潔凈環境的污染間接影響了產品攜帶的細菌數量。另一方面，在一些生產操作中，人員與物料直接接觸，導致直接污染產品，都影響產品滅菌前微生物污染水平。生產操作人員應具備基本的微生物知識，養成良好的衛生習慣，按照潔凈環境的要求正確穿戴防護服；設備設計、工藝設計及生產操作設計應盡可能減少人員和生產操作引起污染的風險。正常生產之后操作人員定期對手部進行清潔消毒，質量部按照潔凈區手和物體表面細菌計數檢測規程進行日常監測，檢測結果應符合要求。

2.2.1.5滅菌前產品的初始污染菌的控制標準

對滅菌前包裝好的VSD的初始污染菌設定警戒限、糾偏限以及合格限（即行動限），警戒限不宜設置過低（如低于合格限的10%）以避免過于敏感、頻繁警報；也不宜過高（如高于合格限的50%）以避免失去警告的意義，本評估報告以隨機三批產品滅菌前的生物負載為數據源，采用標準差法進行數據分析，分析結果分別如表2所示。

表2　3批VSD生物負載結果

一般情況下警戒限和糾偏限的計算方法為平均值加上標準偏差的倍數，通常為2或3。各部件的計算結果如下：

（1）創面敷料。

警戒限=平均值+2×標準偏差=167.6+2×64.8=297.2 cfu/SIP =297.2/60≈5 cfu/g

糾偏限=平均值+3×標準偏差=167.6+3×64.8=362 cfu/SIP =362/60≈6 cfu/g

合格限=10 cfu/g

通過標準差法計算得出警戒限為297.2 cfu/SIP，糾偏限為362 cfu/SIP，本次滅菌計量設定使用的VSD中的創面敷料規格為300 mm×200 mm×30 mm，重量約60 g，是技術要求中創面敷料最大的規格，因創面敷料的規格比較多，大小體積不一樣，重量也不一樣，故評定標準限度定為以每克微生物的限度比較合理，即警戒限為5 cfu/g，糾偏限為6 cfu/g，最初的合格限為10 cfu/g，警戒限是合格限的50%，符合設計要求。

（2）延長管組件。

警戒限=平均值+2×標準偏差=9.0+2×5.0=19 cfu/SIP

糾偏限=平均值+3×標準偏差=9.0+3×5.0=24 cfu/SIP

合格限=50 cfu/SIP

通過標準差法計算得出警戒限為19 cfu/SIP，糾偏限為24 cfu/SIP，最初的合格限定為50 cfu/SIP，警戒限是合格限的38%，符合設計要求。

（3）引流管組件。

警戒限=平均值+2×標準偏差=10.6+2×4.2=19 cfu/SIP

糾偏限=平均值+3×標準偏差=10.6+3×4.2=23 cfu/SIP

合格限=50 cfu/SIP

通過標準差法計算得出警戒限為19 cfu/SIP，糾偏限為23 cfu/SIP，最初的合格限定為50 cfu/SIP，警戒限是合格限的38%，符合設計要求。

需要注意的是，在正常生產之后，應定期對產品族、驗證方法以及相關警戒限和糾偏限進行評審并形成記錄，以確保其持續適用性。

2.2.2創面敷料細菌內毒素的污染評價與控制策略

控制了產品微生物污染，就控制了細菌內毒素的污染。由于創面敷料廠家提供的供貨狀態是內包完成后的狀態，故對供應商要求其生產工藝中應有降低、控制微生物污染和細菌內毒素污染的措施，并且原材料敷料出廠時應對其進行全性能檢測，其中包括初始污染菌以及細菌內毒素檢測，結果應符合要求。來料之后本廠對其初始污染菌進行檢測監控，之后在產品滅菌前再做一次VSD各組件的初始污染菌檢測，以驗證其生物負載在可控范圍之內，滅菌之后的成品檢驗時，對VSD中的創面敷料進行細菌內毒素的檢測，檢測結果均應符合限度＜20 EU/件的要求[11]。

3　驗證

鑒于微生物污染菌種類的多樣性，無法通過有限的試驗獲取生產體系的可靠性的充分證據，但畢竟驗證能提供有利的證據和線索，證明一般情況下的生產體系的可靠性。驗證分為初始污染菌檢測驗證、生產工藝驗證和滅菌工藝驗證三部分。

3.1　初始污染菌檢測驗證

通過檢測VSD原材料和滅菌前初始污染菌的結果可知，初始污染菌檢測結果均符合要求，并且數據相對穩定，相差不大，說明VSD原材料儲存一定時間內也不會大量繁殖，威脅產品質量。

3.2　生產工藝驗證

針對以上分析的風險因素，連續生產三批VSD產品，在滅菌前對其分別進行生物負載的檢測，滅菌后對同一個滅菌批產品進行無菌檢測以及對三批產品進行細菌內毒素檢測，結果均符合要求，通過對今后檢測結果的數據分析，能獲取更多的信息，獲得更大的質量保證。

3.3　滅菌工藝驗證

產品無菌的最終保障是滅菌工藝。本公司的VSD產品采用電子束輻射的方式進行滅菌，在輻照滅菌前是基于ISO11737-1醫療器械滅菌微生物學方法的第1部分“產品上微生物群落的測定標準[12]”要求，在驗證過程中首先是對三個連續獨立批次的VSD進行分別隨機抽取5套進行校正因子的測試，目的是對該產品的生物負載測試方法的有效性和重復性進行確認，得出修正系數，用以補償洗脫效率。同時從這三個獨立連續的生產批中分別隨機抽取10套樣品進行生物負載的檢測，分別計算出樣品中各組件的平均初始污染菌數量，如表2所示，結果顯示，創面敷料、延長管組件、引流管組件和的初始污染菌平均值分別為167.6 cfu/SIP、9.0 cfu/SIP、10.6 cfu/SIP。

根據GB18280.2醫療保健產品滅菌輻射第2部分：建立滅菌計量標準中VDmax25方法[13]，確定了VSD產品的輻照滅菌驗證劑量為8.8±10% KGy。隨機抽取10套VSD產品，用驗證劑量進行輻照滅菌，并對輻照之后的產品進行無菌檢查，結果顯示10套樣品的無菌試驗結果不超過1個陽性，符合《中國藥典》中無菌檢查[14]標準的要求。

驗證后，并采用25.0 KGy輻照劑量對VSD產品進行輻照加工，經無菌檢驗結果顯示輻照后的產品無菌檢驗無一件為陽性結果，符合《中國藥典》無菌檢查標準的要求。在本測試條件下，證實了25.0 KGy 可確定為VSD產品在電子束輻照滅菌過程中最低滅菌計量，此劑量提供的滅菌保證水平（SAL）為10-6。

4　結論

控制產品的無菌保證和細菌內毒素質量風險以確保使用者的安全性為目標。VSD產品的生產過程并等待滅菌的工藝過程存在微生物過量繁殖潛在風險，并威脅產品的無菌保證和細菌內毒素質量。該風險需要通過有針對性的設備和工藝設計、質量管理策略等全面的風險控制方法得以控制。通過上述分析和提供的證據，可以得出以下結論：

（1）包括工藝設備和工藝流程和質量控制策略在內的整個生產體系是根據消除、控制上述風險設計并建設的。

（2）所有已知的風險都采取了針對性的措施。

（3）已建立了以控制、監測滅菌前微生物污染量為核心的質量控制策略，能及時發現偶發的滅菌前VSD異常微生物污染。

（4）產品的滅菌工藝、生產工藝和清潔驗證工藝等都經過了驗證，最終滅菌能有效殺滅滅菌前存在的微生物。

（5）對產品無菌保證的概念和要求具有深入的了解，有能力控制各種偶發的微生物污染風險，保證有質量風險的產品不流入市場。產品的無菌保證和細菌內毒素質量風險是完全可以控制的。

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[13] GB 18280.2－2015. 醫療保健產品滅菌輻射第2部分：建立滅菌計量[S]. 北京: 中國標準出版社，2015.

[14] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典2020版四部[S]. 北京: 中國醫藥科技出版社，2020.

Sterility Assurance and Bacterial Endotoxin Quality Risk Assessment of Disposable Negative Pressure Drainage Wound Care Material Package

This paper evaluates and analyzes the sterility assurance and the quality risk of bacterial endotoxin of the disposable negative pressure drainage wound care material package (VSD), and evaluates the actual risk control level of the product by analyzing the risk factors causing the initial bacterial / biological load pollution of the product before sterilization, evaluating the risk factors and taking certain risk reduction control measures. By analyzing the data and formulating reasonable control basis, the risk is controlled within an acceptable range, which proves that the sterility assurance of the product and the quality risk of bacterial endotoxin can be completely controlled.

disposable negative pressure drainage wound care material package; sterility assurance; bacterial endotoxin; initial contaminating bacteria; bioburden

TH77; R472

A

1008-1151(2022)05-0049-04

2022-02-10

李發家（1986－），男，江蘇鹽城人，蘇州凱瑞斯生物科技有限公司工程師，從事醫療器械質量檢測工作。