醫(yī)療用品環(huán)氧乙烷（EO)滅菌檢測(cè)、應(yīng)用、及控制事項(xiàng)
1.環(huán)氧乙烷（EO)滅菌的原理及應(yīng)用
1.1 環(huán)氧乙烷（EO）的滅菌原理
環(huán)氧乙烷（EO)可以殺滅各種微生物，包括細(xì)菌繁殖體、芽胞、病毒和真菌孢子，是一種廣譜滅菌劑。一般認(rèn)為是由于它能與微生物的蛋白質(zhì)、DNA和RNA發(fā)生非特異性烷基化作用（non2specificalkylation）。水溶液中的EO能與蛋白質(zhì)上的游離羧基（COOH基(2NH2），硫氫基（2SH）和羥基（2OH）發(fā)生烷基化作用，取代不穩(wěn)定的氫原子而形成帶有羥乙根（CH2CH2OH）的化合物，蛋白質(zhì)上的基團(tuán)被烷基化，使蛋白質(zhì)失去了在基本代謝中需要的反應(yīng)基，阻礙了細(xì)菌蛋白質(zhì)正常的化學(xué)反應(yīng)和新陳代謝，從而導(dǎo)致微生物死亡。到目前為止，所有資料顯示EO殺菌作用是不可逆的，也就是說(shuō)EO是殺菌劑（sterileagent）而不是消毒劑（disinfectant）。而且根據(jù)各種臨床、科研結(jié)果顯示EO是所有化學(xué)消毒劑或滅菌劑中滅菌效果Zui好的一種化學(xué)滅菌劑。環(huán)氧乙烷能抑制一些微生物酶的活性，包括磷酸致活酶、肽酶、膽堿化酶和膽堿脂酶。環(huán)氧乙烷也和DNA、RNA發(fā)生烷基化作用而導(dǎo)致微生物的滅活。
1.2 環(huán)氧乙烷（EO)滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)及臨床適用范圍
1.2.1 環(huán)氧乙烷（EO)滅菌的優(yōu)點(diǎn) ①可用于不耐高溫、不耐濕物品的滅菌。②環(huán)氧乙烷被認(rèn)為是一種滅菌效果zui好的化學(xué)滅菌劑，可殺滅所有微生物包括細(xì)菌芽胞。③穿透性強(qiáng)，可用以各種難通透部位的滅菌如有些較細(xì)、較長(zhǎng)的導(dǎo)管用其他低溫滅菌方法很難達(dá)到滅菌效果，而只能用EO或輻照。④對(duì)物品損壞小，由于EO殺滅微生物是利用烷基化原理而非氧化過(guò)程，因此對(duì)物品損壞非常小，對(duì)不耐熱精密儀器滅菌有著非常廣泛的用途。⑤滅菌時(shí)，可以用各種包裹材料包裹，便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸，打開(kāi)包裹即可使用避免了交叉污染的危險(xiǎn)。⑥有標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)、生物監(jiān)測(cè)手段，從而可以有效地控制滅菌質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)滅菌失敗的包裹。⑦有響應(yīng)的國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)十年的使用經(jīng)驗(yàn)，方案成熟。
1.2.2 EO滅菌的缺點(diǎn) ①整個(gè)滅菌循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)，其原因是需較長(zhǎng)時(shí)間通風(fēng)解析以去除EO殘留；②EO有毒，是可疑的致癌物，必須控制室內(nèi)空氣中EO的濃度低于國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；③EO易燃易爆，儲(chǔ)存和滅菌時(shí)絕對(duì)不能泄露，必須選擇安全的滅菌器，進(jìn)行安全操作和儲(chǔ)存。
1.2.3環(huán)氧乙烷（EO)滅菌的應(yīng)用范圍
環(huán)氧乙烷（EO)在醫(yī)療器械和醫(yī)療品上有著廣泛的用途，常用于EO滅菌的（1）醫(yī)療品有一次性使用醫(yī)用防護(hù)口罩， 一次性使用無(wú)菌注射器，一次性使用血路產(chǎn)品，一次性使用血漿分離杯， 一次性使用去白細(xì)胞濾器，一次性使用血漿袋， 一次性使用采血器， 一次性使用無(wú)菌導(dǎo)尿管， 一次性使用血液容器，一次性使用防護(hù)服 ，軟組織擴(kuò)張器 ，醫(yī)用外科口罩，醫(yī)用脫脂棉， 植入式給藥裝置， 醫(yī)用輸液器， 醫(yī)用輸血器等。（2）設(shè)備儀器包括：①硬式和軟式內(nèi)鏡：關(guān)節(jié)鏡、氣管鏡、膀胱鏡、胃鏡、腸鏡、縱隔鏡、眼底鏡、耳鏡、咽鏡、直腸鏡、前列腺切除器、胸腔鏡、尿道鏡。②醫(yī)療設(shè)備：麻醉設(shè)備、人工腎、透熱設(shè)備、電線、表頭、心肺機(jī)、呼吸、治療設(shè)備、血透。③儀器：電鉆、電燒器、電刀筆、牙鉆、顯微手術(shù)器械、神經(jīng)刺激器、壓力計(jì)、外科手術(shù)器械、骨鉆、針頭、人工關(guān)節(jié)。④橡膠制品：輸液器、導(dǎo)管、擴(kuò)張器、引流管、氣管內(nèi)插管、外科手套、被單。⑤塑料制品：氣道插管、擴(kuò)引器、氣管內(nèi)插管手套、起搏器、心瓣膜、噴霧器、培養(yǎng)皿、注射器。⑥其他書(shū)、玩具、線形探條、探條、溫度計(jì)、縫線。因此EO過(guò)去、今后和將來(lái)仍將是一種蕞主要的低溫滅菌方法。
2. 環(huán)氧乙烷（EO)的檢測(cè)
2.1 生物指示劑檢測(cè)環(huán)氧乙烷（EO)滅菌效果
2.1.1 生物指示劑監(jiān)測(cè) 環(huán)氧乙烷（EO)滅菌效果檢測(cè)方法是伴隨著滅菌方法的產(chǎn)生和發(fā)展而出現(xiàn)的保證措施，它能夠把滅菌效果客觀地呈現(xiàn)在我們的視覺(jué)面前。美國(guó)藥典第17 版首先記載了用細(xì)菌芽胞作為環(huán)氧乙烷和熱力滅菌的生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)，并出現(xiàn)了生物指示劑（ biological indicator）這一學(xué)術(shù)專(zhuān)用名詞。美國(guó)藥典第21 版全面規(guī)范了多種滅菌因子的生物指示劑，其中就包括了用于環(huán)氧乙烷滅菌效果監(jiān)測(cè)的枯草桿菌黑色變種芽胞ATCC9372 株，我國(guó)原衛(wèi)生部2017年版《消毒技術(shù)規(guī)范》中也作了明確規(guī)定。
2.1.2 生物指示劑規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 生物指示劑是用活的細(xì)菌芽胞制成，其抗力蕞具有代表性，均大于或等于各種致病微生物。用生物指示劑來(lái)證明滅菌物品內(nèi)微生物是否全部死亡，因而是判斷滅菌是否合格的直接指標(biāo)。美國(guó)醫(yī)療器械使用促進(jìn)會(huì)（AAMI）和我國(guó)《消毒技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于環(huán)氧乙烷滅菌生物指示劑規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)如下：在環(huán)氧乙烷濃度（600 ±30）mg/ L ，滅菌溫度（54 ±2） ℃，相對(duì)濕度（RH）60 % ±10 % ，染菌量（CFU/ 片）均為5 ×105～5 ×106 條件下，采用枯草桿菌黑色變種芽胞ATCC9372 生物指示劑，其存活時(shí)間≥7.8 min ，殺滅時(shí)間≤58 min ，D 值為2.6～5.8 min 2 。
2.1.3 監(jiān)測(cè)方法 將生物指示劑（目前已經(jīng)有生產(chǎn)廠家生產(chǎn)自含式生物指示劑）放于滅菌器日常物品中央，一個(gè)滅菌周期過(guò)后，將生物指示劑取出，進(jìn)行培養(yǎng)。由于生物指示劑是用活的微生物制成，培養(yǎng)時(shí)應(yīng)設(shè)陰性、陽(yáng)性對(duì)照。培養(yǎng)結(jié)果若為無(wú)菌生長(zhǎng)，說(shuō)明滅菌成功。
2.2 化學(xué)指示劑及物理監(jiān)測(cè)環(huán)氧乙烷滅菌效果
化學(xué)指示劑監(jiān)測(cè)：日常監(jiān)測(cè)可用化學(xué)指示劑。它具有使用方便，能及時(shí)判定滅菌合格與否等優(yōu)點(diǎn)，故已成為醫(yī)療品及醫(yī)院進(jìn)行滅菌質(zhì)量控制主要的手段之一。監(jiān)測(cè)時(shí)將化學(xué)指示卡放在滅菌物品中央，指示膠帶貼封于包外，根據(jù)了解到的滅菌過(guò)程中環(huán)氧乙烷穿透和分布情況，以及環(huán)氧乙烷與鎂鹽作用生成堿性的氫氧化鎂使指示劑變色情況，來(lái)推斷環(huán)氧乙烷接觸物品的劑量是否已達(dá)到滅菌要求。
3. 環(huán)氧乙烷（EO)的控制參數(shù)
EO滅菌過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)的控制是達(dá)到滅菌質(zhì)量的保證，其滅菌的關(guān)鍵參數(shù)為EO的濃度、滅菌時(shí)腔體內(nèi)的濕度、溫度和時(shí)間。這些關(guān)鍵因素直接影響滅菌的效果；每個(gè)關(guān)鍵因素在程度上可有所不同，但相互之間必須達(dá)到平衡。
3.1 時(shí)間 氣體滅菌不是一個(gè)快速過(guò)程，滅菌時(shí)間必須足夠殺滅微生物，其時(shí)間長(zhǎng)短受以下因素影響：滅菌物品的潔凈程度；微生物的濕潤(rùn)和含水量；所用包裝材料的種類(lèi)和密度；包裹的大小和滅菌負(fù)荷的裝載情況；EO的濃度；滅菌時(shí)溫度；EO氣體類(lèi)型等。滅菌包內(nèi)所載物品因其制造材質(zhì)和包裝材料不同，滅菌時(shí)間有所不同，滅菌時(shí)間必須確保負(fù)荷內(nèi)蕞難滅菌之物品達(dá)到滅菌效果。在同樣條件下，裝載方式和裝載量不同也會(huì)影響滅菌的時(shí)間。滅菌鍋溫度及EO濃度也會(huì)影響滅菌循環(huán)時(shí)間；溫度或EO濃度越高，所需滅菌時(shí)間越短；溫度低，則需較長(zhǎng)的滅菌時(shí)間或較高的EO濃度滅菌時(shí)間同時(shí)也受鍋內(nèi)壓力及EO氣體循環(huán)方式的影響；有效的EO氣體循環(huán)，可以協(xié)助鍋內(nèi)負(fù)荷均勻的潤(rùn)濕及加熱EO氣體類(lèi)型不同，滅菌時(shí)間也不同，100%純EO氣體比EO混合氣體滅菌時(shí)間要短。一般使用的滅菌器滅菌時(shí)間為1～8h不等，一般來(lái)說(shuō)純EO滅菌比EO混合氣體滅菌時(shí)間要短，其時(shí)間的長(zhǎng)短須根據(jù)滅菌器生產(chǎn)商的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。
3.2 溫度 EO滅菌時(shí)，溫度會(huì)影響微生物殺滅的速率，據(jù)測(cè)算，溫度每升高10℃，芽胞殺滅率提高1倍，溫度可增加EO的穿透力。經(jīng)過(guò)優(yōu)化，使用的滅菌柜（器），一般設(shè)置的溫度在50～60℃之間，少量不能耐受此溫度物品，可選擇35～38℃之間但此時(shí)必須提高EO的濃度或延長(zhǎng)滅菌時(shí)間。在滅菌階段溫度下降可能會(huì)導(dǎo)致滅菌失敗；按照AAMI要求，滅菌器溫度誤差<±5℃；一般滅菌器的溫度通常已預(yù)先設(shè)置好，常設(shè)置兩至三個(gè)溫度（如37℃、55℃及60℃）供不同需要選擇。
3.3 EO的濃度 EO的濃度通常以mg/L表示，醫(yī)療品滅菌柜（器）常用的濃度為450～800mg/L，在一定的溫度和相對(duì)濕度水平下，EO濃度升高（從50～500mg/L），微生物殺滅率也顯著增加，滅菌時(shí)間也隨著EO濃度達(dá)到其蕞高點(diǎn)而相應(yīng)縮短。但EO濃度>500mg/L，并沒(méi)有顯著提高微生物的滅活率，甚至反面降低其殺滅率。實(shí)際滅菌時(shí)，因考慮EO的損失包括EO的水解、吸附等，選擇的濃度應(yīng)比相對(duì)濃度蕞高點(diǎn)要高。
4. 環(huán)氧乙烷（EO)滅菌包裝材料要求
用于EO滅菌的包裝材料至少需具備以下特點(diǎn)：必須允許EO滅菌劑的進(jìn)入；能耐受一定的濕度；能較容易地去除EO殘留。
5. 環(huán)氧乙烷（EO)安全防護(hù)原則
EO是一種易燃易爆化學(xué)品，當(dāng)空氣中濃度>3%時(shí)會(huì)發(fā)生Bao炸，操作時(shí)務(wù)必遵守下列安全原則：①保證滅菌器及氣瓶（或氣罐）遠(yuǎn)離火種如火柴﹑點(diǎn)燃的煙頭、火花和靜電。②EO氣瓶或氣罐應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家制定的有關(guān)易燃易爆物品貯存要求進(jìn)行處理。③EO滅菌環(huán)境中空氣中的濃度要檢測(cè)。④應(yīng)對(duì)工作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)和緊急事故處理的培訓(xùn)。⑤按照生產(chǎn)廠商要求定期對(duì)EO滅菌設(shè)備進(jìn)行清潔、維修和調(diào)試。⑥EO在貯存瓶、輸送管道、滅菌柜中有聚合傾向，應(yīng)經(jīng)常清洗管道、滅菌器和貯存瓶。
6. 環(huán)氧乙烷（EO)殘留檢測(cè)–氣相色譜儀法
環(huán)氧乙烷(EO)是一種廣譜低溫滅菌劑，可在常溫下殺滅各種微生物，包括芽孢、結(jié)核桿菌、細(xì)菌、病毒、真菌等。同時(shí)EO穿透性很強(qiáng)，可以穿透微孔達(dá)到產(chǎn)品內(nèi)部相應(yīng)的深度，從而大大提高滅菌效果，目前大多數(shù)無(wú)菌醫(yī)療器械及一次性醫(yī)療用品生產(chǎn)企業(yè)普遍采用環(huán)氧乙烷滅菌柜（器）進(jìn)行（半周期至一周期），然而在殺滅微生物的同時(shí)，殘留在醫(yī)療器械中的環(huán)氧乙烷會(huì)對(duì)使用者的身體產(chǎn)生一定程度的傷害。經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，環(huán)氧乙烷不僅具有急性毒性，還具有致過(guò)敏性、致突變和致癌作用。因此，經(jīng)過(guò)環(huán)氧乙烷滅菌后要通過(guò)一定時(shí)間的無(wú)菌自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)（解析室）解析（一般7～15天，這也是近期新冠病毒肺炎防控中為什么口罩生產(chǎn)0.5秒/只，卻不能即時(shí)投放市場(chǎng)造成短缺的原因），頂空氣相色譜儀檢測(cè)環(huán)氧乙烷殘留量并依據(jù)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)判斷是否產(chǎn)品放行。
7. 譜析儀器總結(jié)
環(huán)氧乙烷是廣譜、高效的氣體殺菌消毒劑。對(duì)消毒物品的穿透力強(qiáng)，可達(dá)到物品深部，可以殺滅病原微生物，包括細(xì)菌繁殖體、芽孢、病毒和真菌。其在醫(yī)學(xué)上的廣泛應(yīng)用大大推動(dòng)了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展。但由于環(huán)氧乙烯本身具有危害性，從事滅菌的工作人員應(yīng)該在熟悉其性質(zhì)的基礎(chǔ)上嚴(yán)格規(guī)范操作，以保證自己和他人的安全。
