1、環(huán)氧乙烷（EO）的滅菌原理
環(huán)氧乙烷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。
醫(yī)療產(chǎn)品環(huán)氧乙烷(EO)滅菌原理、應(yīng)用、檢測及控制事項(xiàng) EO滅菌 環(huán)氧乙烷滅菌 百科常識 第1張
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。
2、 EO滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)及臨床適用范圍
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程，因此對物品損壞非常小，對不耐熱精密儀器滅菌有著非常廣泛的用途。
⑤滅菌時，可以用各種包裹材料包裹，便于儲存、運(yùn)輸，打開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)測手段，從而可以有效地控制滅菌質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)滅菌失敗的包裹。
⑦有響應(yīng)的國標(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。
EO滅菌的缺點(diǎn)
①整個滅菌循環(huán)時間較長，其原因是需較長時間通風(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的濃度低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；
③EO易燃易爆，儲存和滅菌時不能泄露，必須選擇安全的滅菌器，進(jìn)行安全操作和儲存。
EO滅菌的應(yīng)用范圍
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、玩具、線形探條、探條、溫度計(jì)、縫線。
因此環(huán)氧乙烷過去、今后和將來仍將是一種主要的低溫滅菌方法。
環(huán)氧乙烷的監(jiān)測
1、生物指示劑監(jiān)測環(huán)氧乙烷滅菌效果
生物指示劑監(jiān)測
環(huán)氧乙烷滅菌效果監(jiān)測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)在我們的視覺面前。美國藥典第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)測指標(biāo)，并出現(xiàn)了生物指示劑（ biological indicator）這一學(xué)術(shù)專用名詞。美國藥典第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)測的枯草桿菌黑色變種芽胞ATCC9372 株，我國原衛(wèi)生部2017年版《消毒技術(shù)規(guī)范》中也作了明確規(guī)定。
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)。美國醫(yī)療器械使用促進(jìn)會（AAMI）和我國《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，其存活時間≥7.8 min ，殺滅時間≤58 min ，D 值為2.6～5.8 min 2 。
監(jiān)測方法
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，一個滅菌周期過后，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)時應(yīng)設(shè)陰性、陽性對照。培養(yǎng)結(jié)果若為無菌生長，說明滅菌成功。
2、 化學(xué)指示劑及物理監(jiān)測環(huán)氧乙烷滅菌效果
化學(xué)指示劑監(jiān)測：日常監(jiān)測可用化學(xué)指示劑。它具有使用方便，能及時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)測時將化學(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，來推斷環(huán)氧乙烷接觸物品的劑量是否已達(dá)到滅菌要求。
環(huán)氧乙烷的控制參數(shù)
EO滅菌過程關(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、滅菌時腔體內(nèi)的濕度、溫度和時間。這些關(guān)鍵因素直接影響滅菌的效果；每個關(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。
時間
氣體滅菌不是一個快速過程，滅菌時間必須足夠殺滅微生物，其時間長短受以下因素影響：
①滅菌物品的潔凈程度；
②微生物的濕潤和含水量；
③所用包裝材料的種類和密度；
④包裹的大小和滅菌負(fù)荷的裝載情況；
⑤EO的濃度；
⑥滅菌時溫度；
⑦EO氣體類型等。
滅菌包內(nèi)所載物品因其制造材質(zhì)和包裝材料不同，滅菌時間有所不同，滅菌時間必須確保負(fù)荷內(nèi)最難滅菌之物品達(dá)到滅菌效果。在同樣條件下，裝載方式和裝載量不同也會影響滅菌的時間。滅菌器溫度及EO濃度也會影響滅菌循環(huán)時間；溫度或EO濃度越高，所需滅菌時間越短；溫度低，則需較長的滅菌時間或較高的EO濃度滅菌時間同時也受鍋內(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)荷均勻的潤濕及加熱EO氣體類型不同，滅菌時間也不同，100%純EO氣體比EO混合氣體滅菌時間要短。一般使用的滅菌器滅菌時間為1～8h不等，一般來說純EO滅菌比EO混合氣體滅菌時間要短，其時間的長短須根據(jù)滅菌器生產(chǎn)商的產(chǎn)品說明書。
溫度
EO滅菌時，溫度會影響微生物殺滅的速率，據(jù)測算，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℃之間但此時必須提高EO的濃度或延長滅菌時間。
在滅菌階段溫度下降可能會導(dǎo)致滅菌失??；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)置兩至三個溫度（如37℃、55℃及60℃）供不同需要選擇。
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，滅菌時間也隨著EO濃度達(dá)到其最高點(diǎn)而相應(yīng)縮短。但EO濃度>500mg/L，并沒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，因考慮EO的損失包括EO的水解、吸附等，選擇的濃度應(yīng)比相對濃度最高點(diǎn)要高。
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。
環(huán)氧乙烷殘留檢測
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。同時環(huán)氧乙烷穿透性很強(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，殘留在醫(yī)療器械中的環(huán)氧乙烷會對使用者的身體產(chǎn)生一定程度的傷害。經(jīng)動物實(shí)驗(yàn)表明，環(huán)氧乙烷不僅具有急性毒性，還具有致過敏性、致突變和致癌作用。因此，經(jīng)過環(huán)氧乙烷滅菌后要通過一定時間的無菌自然通風(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，卻不能即時投放市場造成短缺的原因），廠家需要檢測環(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。
環(huán)氧乙烷滅菌驗(yàn)證
一般環(huán)氧乙烷滅菌的驗(yàn)證包括以下 3 個步驟：
安裝確認(rèn)：一要確認(rèn)滅菌器隨機(jī)文件和附件的完整性，如安裝記錄、圖紙、計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)量裝置的校準(zhǔn)等；二要對滅菌器工作環(huán)境的符合性進(jìn)行驗(yàn)證，如水質(zhì)檢測、安全要求等；三是要驗(yàn)證滅菌器安裝是否符合設(shè)備安裝要求，要確認(rèn)滅菌劑的濃度及質(zhì)量狀況。
操作確認(rèn)：驗(yàn)證滅菌設(shè)備有能力在指定的允差范圍內(nèi)提供特定的過程，如溫度分布試驗(yàn)、濕度分布試驗(yàn)、泄漏試驗(yàn)、真空速率試驗(yàn)、空氣循環(huán)試驗(yàn) ( 如果使用 ) 等。
性能確認(rèn)：包括物理性能確認(rèn)和微生物性能確認(rèn)。
物理性能確認(rèn)，應(yīng)書面證明過程的重現(xiàn)性，并且符合所有指定的可接受參數(shù)。這些過程包括預(yù)處理、處理、滅菌和通風(fēng)階段等，操作重現(xiàn)性確認(rèn)一般至少需要3 次連續(xù)運(yùn)行，適當(dāng)時進(jìn)行微生物挑戰(zhàn)試驗(yàn)。環(huán)氧乙烷是致癌物，通風(fēng)次數(shù)和解析放置的溫度與時長對環(huán)氧乙烷的殘留的影響，也需要作出相應(yīng)的評價(jià)。
微生物學(xué)性能驗(yàn)證，目的是應(yīng)書面證明在滅菌過程后，產(chǎn)品的無菌性能已經(jīng)達(dá)到特定的要求 (SAL=10-6)。
微生物性能驗(yàn)證的方法有：生物負(fù)載法和過度滅菌法。一般情況下，EO 滅菌微生物性能確認(rèn)均采用生物指示劑 (BI，枯草桿菌芽孢 )。進(jìn)行微生物學(xué)性能驗(yàn)證的產(chǎn)品，應(yīng)采用與其常規(guī)滅菌相同的包裝，生物指示物應(yīng)放置在被滅菌物品中最難滅菌的部位，并在預(yù)處理前就放入選定部位，且在整個滅菌周期保持該位置。
生物指示物監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)能驗(yàn)證滅菌器內(nèi)全部被滅菌物品的微生物滅活，通常滅菌室體積≤10m3時，驗(yàn)證時至少設(shè)置體積 V×3 個檢測點(diǎn)，但不少于 5 個，日常監(jiān)測至少設(shè)置 V×1.5 個檢測點(diǎn)，但不少于 5 個。
滅菌室體積在>10m3時，驗(yàn)證時至少設(shè)置體積 30＋(V-10)×3 個檢測點(diǎn)，日常監(jiān)測至少設(shè)置 15+(V-10)×1.5 個檢測點(diǎn)。這里還涉及到溫濕度探頭的數(shù)量等要求，不同體積的滅菌器有不同的要求，可查閱 ISO 11135。
由于環(huán)氧乙烷滅菌不存在通用的經(jīng)典滅菌參數(shù)，影響滅菌效果的因素多且相互關(guān)聯(lián)，滅菌過程控制復(fù)雜，所以為了保證滅菌效果，對其滅菌過程進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證是必要的。此外，若滅菌設(shè)備、被滅菌物品和裝載方式任何一個因素改變時，都需要重新進(jìn)行驗(yàn)證。
總結(jié)：環(huán)氧乙烷是廣譜、高效的氣體殺菌消毒劑，對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)用大大推動了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展。但由于環(huán)氧乙烷本身具有危害性，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。
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