医疗器械灭菌：方法、标准与验证

医疗器械灭菌是一种经过验证的工艺，用于消除医疗器械或无菌屏障系统中的活微生物（包括孢子）。对于许多无菌产品，其灭菌工艺的验证标准为无菌保证水平（SAL）10⁻⁶，这意味着出现非无菌单元的概率不超过百万分之一。

对于制造商而言，灭菌会影响材料选择、包装、设计转移、验证以及长期性能。本指南介绍了常见的灭菌方法、制造商如何选择灭菌方法，以及灭菌要求与医疗互连设计之间的交集。

什么是医疗器械灭菌？

灭菌与清洁和消毒不同。清洁是去除肉眼可见的污垢或污染物，消毒是减少许多微生物，而灭菌的目的是从医疗器械或无菌屏障系统中消除所有有活力的微生物，包括孢子。

该过程可作为终末灭菌进行，即产品在制造和包装完成后进行灭菌。可重复使用的医疗设备或医疗器械在医疗机构使用后，也可能需要经过验证的清洁、消毒和灭菌说明。

处理要求取决于器械与人体的接触方式。斯波尔丁分类法根据感染风险，将患者护理用品分为关键类、半关键类和非关键类。手术器械、活检钳、内窥镜或超声探头，根据具体用途的不同，对其处理要求可能各不相同。

对于设备制造商而言，应尽早考虑灭菌问题，以确保材料、包装和质量体系能够满足预期灭菌周期的要求。

医疗器械的五种主要灭菌方法

美国食品药品监督管理局（FDA）列出了几种公认的医疗器械灭菌方法，包括湿热、干热、辐射、环氧乙烷气体和气态过氧化氢。

没有一种灭菌方法能适用于所有医疗器械。正确的选择取决于材料、几何形状、包装、无菌屏障要求、温度敏感性、生物负荷、残留物以及监管路径。

1.蒸汽灭菌

蒸汽灭菌，也称为湿热灭菌或高压蒸汽灭菌，是利用热量和水分对适用的产品进行灭菌的方法。该方法适用于热稳定性良好的器械或金属部件，但对于许多聚合物、电子元件、粘合剂或热敏组件则不太适用。设计时需要考虑的问题是：产品能否在该工艺过程中保持稳定，且不会发生不可接受的材料、电气或机械性能变化。

2. 环氧乙烷灭菌

环氧乙烷灭菌是一种低温灭菌方法，常用于对热或湿气敏感的产品。环氧乙烷灭菌（也称为EtO灭菌）适用于包装产品、几何形状复杂的产品或其它方法难以触及的区域。

需要权衡的因素包括通气时间、残留检测以及安全残留限值。环氧乙烷还面临着环境和职业健康方面的审查，这使得人们对替代方案和新的灭菌方法越来越感兴趣。

3. 辐射灭菌

辐射灭菌包括伽马灭菌、伽马辐照灭菌、电子束灭菌和X射线灭菌。当材料和包装与所选剂量相容时，该方法常用于一次性产品。

材料的响应是设计中的主要考虑因素。辐射可能会影响某些聚合物、涂层或粘合剂，因此兼容性测试至关重要。即使在受辐射前表现良好的设备，受辐射后仍可能需要进行评估。

4. 过氧化氢蒸汽灭菌

气化过氧化氢（VHP）灭菌是一种适用于兼容产品和材料的低温灭菌方法。过氧化氢灭菌也可与过氧化氢气体等离子体一并讨论；本文主要使用VHP这一术语。

VHP 对于某些热敏产品可能有效，但材料、吸收性组分、包装和几何形状都会影响该灭菌技术是否适用。

5. 干热灭菌

干热灭菌是在无水分条件下利用高温进行的。该方法适用于热稳定性材料、玻璃器皿、粉末或某些金属部件。由于干热灭菌涉及高温且作用时间较长，因此不适用于许多聚合物、电子产品、粘合剂或已组装的产品。

制造商如何选择灭菌方法

医疗器械制造商应在设计定案前考虑灭菌问题。所选的灭菌方法会影响组件选型、材料选择、包装、验证以及生产准备工作。

主要选拔标准包括：

• 材料，包括聚合物、粘合剂、涂层和包覆成型件。
• 几何结构，包括灯槽、通道和难以触及的区域。
• 电气或电子元件。
• 包装和无菌屏障要求。
• 微生物负荷及预期污染情况。
• 残留物、无菌性与患者安全。
• 预期用途和患者接触类别。
• 监管路径与市场预期。

有些例子很直观。耐热的金属器械可能适合蒸汽灭菌。如果材料相容，一次性塑料器械可能适合辐射灭菌。内部通道狭窄的复杂产品可能需要使用环氧乙烷灭菌。对于耐热且材料相容的器械，可评估其是否适合使用高压蒸汽灭菌。

对于安费诺·奥尔登（Amphenol Alden）的客户而言，这些要求可能会影响设计中的互连部分。电缆组件、连接器、密封件、包覆成型件、应力消除装置、端接件以及电缆结构，都可能需要根据预期的灭菌工艺或再处理要求进行评估。

灭菌验证包括哪些内容？

灭菌验证是指通过文件记录的流程，用于证明所选方法能够达到要求的无菌保证水平。

验证计划可包括：

• 微生物负荷检测。
• 灭菌循环的开发。
• 工艺开发与确认。
• 对所需SAL的验证。
• 包装和无菌屏障验证。
• 残留物检测，尤其是对环氧乙烷（EtO）的检测。
• 例行监测。
• 在材料、包装、工艺、供应商或灭菌地点发生变更后进行重新确认。

验证并非一次性活动。它必须始终与设计、制造、供应商及工艺变更保持关联。

安费诺·奥尔登并非灭菌服务提供商。其职责是协助医疗器械团队设计和制造互连解决方案，以便根据成品的灭菌和再处理要求对这些解决方案进行评估。对于线缆组件和连接器而言，这些考量因素可能会影响材料选择、包覆成型、粘接、端子连接方式、电气性能、机械耐久性以及文档编制。

灭菌标准与监管考量

标准和监管要求取决于产品、方法、目标市场以及申报途径。

制造商可利用美国食品药品监督管理局（FDA）认可的共识标准数据库，确认针对特定方法或医疗器械申报所认可的灭菌标准。 常见的特定方法标准包括：湿热灭菌的ISO 17665、环氧乙烷灭菌的ISO 11135、辐射灭菌的ISO 11137以及气化过氧化氢灭菌的ISO 22441。根据医疗器械的类型和审批途径不同，无菌性信息可能会出现在510(k)和PMA申报材料中。

环氧乙烷（EtO）依然重要，但其健康、环境及排放问题正受到严格审查。作为一种成熟的医疗灭菌方法，高压蒸汽灭菌（VHP）已引起监管机构的关注。在特定的临床或再处理情境中，其他灭菌工艺也可能适用，但本制造商指南主要聚焦于蒸汽、环氧乙烷、辐射、高压蒸汽灭菌和干热灭菌。

在设计医疗连接器时需兼顾灭菌要求

灭菌要求可能会影响医疗连接器的物理设计。材料、包覆成型件、密封件、电缆护套、防拉伸装置和连接器接口在接触蒸汽、辐射、环氧乙烷或VHP时，可能会产生不同的反应。

安费诺·奥尔登可与客户合作，尽早评估互连要求，包括：

• 材料兼容性。
• 包覆成型和应力消除设计。
• 电缆的柔韧性与布线。
• 连接器的插合性能。
• 密封件和接口的耐久性。
• 暴露后的电气连续性。
• 制造重复性。
• 验证计划所需的文件。

灭菌与材料选择、生产准备、验证以及质量体系要求密切相关。尽早考虑这些要求，有助于医疗器械团队开发出能够按预期发挥作用的组件。

关于医疗器械灭菌的常见问题

什么是医疗器械灭菌？

医疗器械灭菌是一种经过验证的过程，用于消除医疗器械或无菌屏障系统中的活微生物（包括孢子）。其目的是确保必须以无菌状态供应或使用的器械保持无菌状态。

医疗器械的主要灭菌方法有哪些？

医疗器械的主要灭菌方法包括蒸汽灭菌、环氧乙烷灭菌、辐射灭菌、气态过氧化氢灭菌和干热灭菌。

什么是SAL 10⁻⁶？

SAL 10⁻⁶ 意味着该灭菌工艺已通过验证，因此出现非无菌单元的概率不超过百万分之一。

制造商如何选择灭菌方法？

制造商需对医疗器械的材料、几何形状、包装、生物负荷、残留物、预期用途、无菌屏障要求以及监管路径进行评估。必须针对具体的医疗器械和工艺，对合适的灭菌方法进行验证。

环氧乙烷灭菌用于什么？

环氧乙烷（EtO）灭菌常用于对热或湿气敏感的医疗器械、包装好的器械、几何形状复杂的器械以及存在难以触及部位的器械。

什么是辐射灭菌？

辐射灭菌利用伽马射线、电子束或X射线照射来对兼容的医疗器械进行灭菌。当材料和包装能够耐受所选剂量时，该方法常用于一次性医疗器械。

什么是VHP灭菌？

VHP灭菌是一种利用气态过氧化氢的低温灭菌方法。该方法可能适用于相容的热敏器械和材料。

尽早着手满足医疗连接要求

医疗器械的灭菌不仅影响最终的灭菌循环，还会在整个开发过程中影响材料、包装、验证、文件编制以及制造方面的决策。

对于医疗级互连产品而言，这些决策可能会影响线缆组件、连接器、包覆成型件、密封件、应力消除装置以及组件的长期性能。安费诺·奥尔登（Amphenol Alden）与医疗设备团队通力合作，尽早评估这些要求，从而使互连产品的设计、制造和验证规划能够同步推进。

请联系安费诺·奥尔登（Amphenol Alden），探讨您的医疗连接器需求。