导语

 

现如今汽化过氧化氢是最常使用的低温灭菌方法，尽管不是一种新技术，但也是一个复杂的过程。理解此过程，和成功汽化过氧化氢灭菌的所有要求对于保证患者安全都是非常重要的。

 

文章概述了汽化过氧化氢的过程，介绍了影响汽化过氧化氢灭菌过程的因素，阐述了灭菌器装载中器械的放置及材料兼容性，相应的国外标准和IFU及质量控制，包括化学指示物和PCD中的生物指示物。

 

环氧乙烷和汽化过氧化氢等低温灭菌程序在美国的无菌处理部门发挥着关键作用。越来越多的可复用医疗器械是由先进的材料和部件制成的，而这些材料和部件无法承受蒸汽灭菌过程中的高温和湿气。汽化过氧化氢（VH2O2）是目前最常用的低温灭菌程序。虽然这并不是新技术（第一台VH2O2灭菌器于1993年出现在美国医院），但却非常复杂。了解这一过程和成功进行VH2O2灭菌的所有要求对患者安全至关重要。

 

过氧化氢（H2O2）是一种非常有效的生物杀灭剂，它可以通过直接接触所有类型的微生物时而杀灭它们。过氧化氢是一种强氧化剂，通过这种机制杀死微生物。过氧化氢分子本质上是不稳定的，在环境条件下很容易“分解”或分离成亚组分。此外，过氧化氢灭菌过程使用汽化形式的过氧化氢。蒸汽和真正的气体不一样，因为蒸汽会自然地在表面凝结，就像空气中的水蒸汽在冷玻璃外面凝结一样。气体，如环氧乙烷，不会凝结。在灭菌过程中的温度和压力下，它们总是以气体的形式存在。过氧化氢的氧化特性、分子稳定性和蒸汽特性是非常重要的特性，它们对VH2O2灭菌过程的工作方式以及为什么无菌处理部门必须遵循某些程序有重大影响，以确保VH2O2灭菌过程安全有效。

 

在今天的各种商用灭菌器中，有许多不同的汽化过氧化氢灭菌过程，但都遵循类似的模式。首先，通常有一个深度真空步骤，以清除可能会干扰过程的空气和湿气。接下来，过氧化氢蒸汽被注入腔室，在整个保持时间内扩散。然后再抽一次深度真空以除去残余空气和过氧化氢。这个过程被认为是1个“脉冲”。这些灭菌过程将使用2-4个脉冲，这取决于灭菌器和在该循环中待处理的器械。在过程结束时，将负载通风（用空气清洗）以去除残余过氧化氢，或者在某些系统中，将负载暴露在气体等离子体过程中以去除残余物。图1展示了四脉冲VH2O2程序的示例。

 

图1.  四脉冲汽化过氧化氢灭菌程序示例

 

影响VH2O2灭菌过程的因素

 

前面讨论过的过氧化氢的化学和物理性质（强氧化剂、分子不稳定、是蒸汽而非气体）可能导致VH2O2灭菌过程不如预期有效。让我们更深入地了解一下这些特性是如何对灭菌过程产生不利影响的。

 

VH2O2灭菌过程为每个循环类型和放置在试验箱中的每个负载注入固定量的H2O2蒸汽。在灭菌剂暴露阶段停止补充或添加灭菌剂。因此，在暴露阶段，小负载和大负载都暴露在等量的灭菌剂中。负载变化，加上过氧化氢分子相对不稳定，在暴露阶段容易通过几种不同的化学机制2,3,4耗尽，可能导致任何既定循环出现重大的意外变化。

 

温度是VH2O2灭菌的关键程序参数。包括灭菌器腔室、医疗器械、包装和容器放入灭菌室时的温度。如果负载过冷，恒定数量的过氧化氢蒸汽可能过度冷凝。5,6这可能对过程产生负面影响。

 

VH2O2灭菌器获得美国FDA的批准，批准的条件是每种循环类型的单个负载在最大重量限值之内。批准的支撑性测试和验证是建立在对H2O2分子不稳定性和H2O2蒸汽性能的了解。因此，超过负载的重量限值可能导致循环无效。

 

“材料相容性”通常指灭菌剂对医疗器械的影响。这对VH2O2灭菌很重要，因为过氧化氢是一种氧化性化学物质，会损坏一些材料。然而，“材料相容性”一词对于VH2O2程序具有附加含义。在这种情况下，它可能意味着材料对程序有效性的影响，因为VH2O2和材料之间存在相互作用。我们注意到，VH2O2是一种不稳定的分子，容易分解成其他化合物。一些材料分解VH2O2更快，导致灭菌效率降低。用户必须了解某些材料（例如一些塑料和金属）吸收、吸附或分解VH2O2的速度更快，对可用的VH2O2产生显著的影响。2,3,4,7

 

在VH2O2灭菌过程中使用额外（非必要）材料是另一个与用户相关的变量，可能会给VH2O2灭菌过程带来重大变数。例如，泡沫托盘衬垫、聚乙烯板托盘衬垫、下护层衬垫、泡沫包装托盘衬垫和托盘保护装置、橡胶角保护装置、泡沫袋式器械保护装置、化学指示物支架、运输托盘、超大一次性灭菌包装、600和650克重一次性灭菌包装，以及预成型的一次性包装都是医疗机构中使用的无关或非必要材料。如上所述，由于VH2O2循环使用固定量的灭菌剂，最佳做法是限制或禁止使用任何会吸收VH2O2灭菌剂的额外材料。

 

成功的关键

 

固定量的灭菌剂、相对不稳定的分子、温度变化、材料相容性和使用额外的非必要材料，这些因素使得VH2O2过程对技术要求很高，即无菌处理团队在设置装载物的组成、重量和温度时，将显著影响VH2O2灭菌过程的结果。此外，美国有许多VH2O2灭菌器循环，具有不同的使用指征、不同的装载重量限制、不同的VH2O2浓度（mg/L）和不同的灭菌剂暴露时间。让我们来看看一些关键的最佳实践，通过减少变量和降低VH2O2灭菌过程失败的可能性来帮助解决这个复杂的情况。

 

腔室负载 — 重量和间距

 

良好的灭菌装载实践对于有效的VH2O2灭菌至关重要。切勿使腔室过载。请了解灭菌器的重量限制和灭菌器上编程的灭菌循环。VH2O2灭菌器和循环获得FDA批准时，每种循环都有一个重量限制8。一个有用的经验法则是确保在包装和物品之间最少预留手掌宽度的空间（估计保持1个空间间隔）。不应堆放物品，应放在架子上，请勿接触室壁或电极（如适用）。这样可以让过氧化氢蒸汽很容易地接触到所有的包装和器械；拒绝“仅仅只多加一件物品”的做法。

 

腔室负载 — 材料相容性

 

最佳实践是“知道你在装载什么，只装载你了解的内容物”。VH2O2灭菌器的所有操作人员必须了解他们放置在灭菌室中的每个负载（器械和包装）的内容物。

 

此最佳实践的一些基本问题包括：

 

器械是否在标签上写明特定的VH2O2灭菌器型号和循环类型？

 

总载重量是否低于经验证和FDA批准的重量限制？

 

包装类型是否可用于VH2O2，器械重量是否低于包装类型的限制？

 

器械是否在标签上写明可以用其他灭菌方法，如压力蒸汽灭菌？

 

是否有可避免的非必要的无关包装物品？

 

负载的所有材料组成是什么？负载是否因含有对VH2O2消耗更强的物品而变成超重装载？

 

了解每个VH2O2负载的这些基本变量将有助于无菌处理团队识别这些因素对过程的影响，并最终有助于确保过程结果的一致性和成功性。

 

硬质容器、塑料托盘和盖子

 

硬质容器是VH2O2灭菌的重要组成部分。这些容器有其优点和局限性。使用硬质容器可以提高程序标准化并减少浪费，但也可能在VH2O2程序中随着时间引发意外的变化。一些机构发现，不同硬质容器的表面和材料设计有所不同，例如，有些经过阳极氧化处理，有些未经过阳极氧化处理，有些在用于VH2O2时，随着时间的推移，外观会发生变化。有厂家还警告不要使用软水进行终末漂洗，因为在VH2O2后续灭菌中会导致腐蚀。未经VH2O2验证或表面磨损的容器可能导致与VH2O2程序材料相容性问题。

 

塑料托盘和盖子是一种容器装置，需要包装材料或纸塑袋包裹以保持保持无菌。容器装置（包括塑料托盘和盖子）和复用/一次性包装材料的厂家负责验证其产品是否与VH2O2灭菌兼容。塑料托盘和盖子必须有书面使用说明，厂家应根据要求提供灭菌方式的验证数据。使用说明书（IFU）应包含容器装置及其内容物的推荐最大重量和负载分布。

 

标准和IFU

 

汽化过氧化氢灭菌过程复杂且技术要求高。因此，了解并仔细遵循灭菌器、医疗器械和包装厂家的所有IFU对成功至关重要。此外，美国医疗器械促进协会（AAMI）对AAMI ST58“医疗机构中的化学灭菌和高水平消毒”中的VH2O2程序提供了额外的指导。9

 

此最佳实践的一些基本问题包括：

 

遵循器械和灭菌器厂家的书面IFU

 

不使用纤维素制品（毛巾、纱布或纸）

 

使用FDA批准的管腔尺寸（基于模型+循环）

 

器械应彻底清洗和干燥

 

铰链式器械应保持打开

 

根据IFU使用托盘和垫子，并由FDA批准

 

确保与灭菌剂充分接触，遵循所有装载建议

 

使用FDA批准的化学指示物和嗜热脂肪芽孢杆菌生物指示物，用于监测VH2O2灭菌器

 

质量控制

 

一个稳健的质量控制程序对VH2O2程序至关重要。AAMI ST58建议使用物理监测（循环打印输出）、化学指示物和过程挑战装置（PCD）内的生物指示物，并结合来自所有三个监测参数的信息，对过程质量以及装置是否安全并可供患者使用作出决定。

 

本标准对PCD中化学和生物指示物的使用提供了以下指导：

 

“除非内部指示物可见，否则应在每个包装的外部使用化学指示物”9。

 

“每个待灭菌的包装、托盘、容器装置（硬质灭菌容器系统、器械箱、盒或整理托盘）内应使用内部化学指示物”9。

 

“应至少每天使用含有正确生物指示物的PCD，但最好在每个灭菌周期使用（见9.5.4.5）。应监测每一个装有植入物的负载，并尽可能隔离，直到生物指示物测试结果出来”9。

 

本标准认为，要达到对VH2O2灭菌过程的最高保证水平，既需要一贯遵守IFU，也需要使用严格的质量控制程序：

 

“大多数温度传感器会显示腔室中的温度，而不是包装中心的温度。不当的负载配置或包装成分可能会干扰空气抽空和灭菌渗透，温度记录中不会显示这种情况。因此，绝不应将物理监测和其他灭菌器性能指标视为严格遵守规定的包装和装载程序的替代。”

 

关于VH2O2生物指示物的最后说明

 

目前，还没有国际标准对VH2O2灭菌过程中的生物指示物提出性能要求。来自不同厂家的VH2O2生物指示物的设计和测试可能不同，并且其性能可能存在差异。由于目前还没有一个国际标准，全球医疗行业对VH2O2中使用的生物指示物的性能要求缺少标准化。在美国，FDA对医疗机构中使用的生物指示物进行了监管，并对美国市场上的VH2O2生物指示物的批准有一套测试要求。美国FDA是美国（而非灭菌器厂家）的最高权力机构，负责最终决定哪些生物指示物被确定为适用于医疗机构的汽化过氧化氢灭菌器（安全有效）。

 

结论

 

汽化过氧化氢灭菌是一个复杂且技术要求高的过程，要求严格遵守灭菌器、器械和装载物包装厂家的IFU。此外，还需要一个严格的使用物理传感器、化学和PCD内生物指示物的质量控制程序。

 

参考文献

 

1. Technical Data Monograph STERIS V-PRO maX Document #10037127 Rev. C (M3635EN)

2. Block Seymour, Peroxygen Compounds. Disinfection, Sterilization, and Preservation, Seymour Block, 5th edition, 2001, Chapter 9.

3. U.S Patent 6,528,016 B1 March 4th, 2003 Kohler et al.

4. U.S Patent 6,875,399 B2 April 5th, 2005 McVey

5. FDA 510(k) K042116 _ STERRAD NX Sterilizer

6. FDA 510(k) K071385_ STERRAD 100NX Sterilizer

7. U.S Patent 5,830,409 November 3rd, 1998, Childers et al.

8. FDA 510(k) K111377 _ Summary ASP STERRAD 100NX STERILIZER DUO CYCLE

9. ANSI/AAMI ST58, Chemical sterilization and high-level disinfection in health care facilities. Association for the Advancement of Medical Instrumentation. 2013 (R2018).

 

--译自 HPN 2020.04汽化过氧化氢成功的关键 P48

 

来源：鲁沃夫CSSD国际论坛

关键词： 过氧化氢 环氧乙烷