如何验证高压灭菌器:蒸汽质量测试

高压灭菌器蒸汽质量测试
进入灭菌器的蒸汽的质量是蒸汽灭菌中的重要因素。与时间,温度和压力一样,蒸汽是灭菌过程的成功和重复性的关键变量。因此,蒸汽质量应该是任何蒸汽灭菌器验证的一部分。在以前的文章中,讨论了其他验证阶段(IQ,OQ和PQ); 这个博客的重点是蒸汽质量测试作为验证高压灭菌器的一部分。

蒸汽质量定义为用于灭菌的蒸汽的可测量的物理方面。这些物理方面包括温度(过热),干燥度(液态水含量)和不可冷凝气体含量。(蒸汽质量不是蒸汽杂质含量的量度)偏离蒸汽的这些方面的确定范围可导致以下问题:

  • 湿负荷
  • 损坏的负载
  • 无菌负载
  • 灭菌(生物和化学)指示器故障
  • 仪器和容器的染色和腐蚀

每个问题都有特定的原因或原因,通常可以补救。

关于蒸汽质量的知识

几乎每个灭菌器制造商建议“97%纯蒸汽”。一般来说,这是没有定义,很少测量,如果讨论,被降级到灭菌奥秘的神话。好消息是,如果从蒸汽供应提供良好质量的蒸汽,基本上当今市场上的所有实验室高压灭菌器可以提供无菌,干燥和完整的灭菌负载。坏消息是,任何高压灭菌器都可能遇到上述问题,而且原因并不总是可以预测的。

通过精心设计,遵循完善的原则和正确的维护,系统(蒸汽供应和灭菌器)可以设计为对蒸汽质量不合规提供大的安全保证。对于生产或GMP环境,蒸汽质量测试应该是年度预防性维护和资格测试的一部分。

蒸汽质量(SQ)测试方法和验收标准

当进行蒸汽质量测试时,测量三个参数:
蒸汽干燥 蒸汽重量的量是蒸汽而不是液态水
不可冷凝气体 不是蒸汽或水的体积蒸汽量,而是空气或其它对负载无菌有意义的气体
过热 对于给定的水分含量,蒸汽的温度高于饱和蒸汽的温度

EN 285,欧洲大型蒸汽灭菌器标准  [1],是世界蒸汽质量验收标准的基准权威。它在大多数国家标准和ISO 17665  [2]中引用。随着EN 285:2015的发布,酒吧已经提高。验收标准如下表所示。

蒸汽干燥 不可冷凝气体 过热
> 0.95w / w * ≤3.5%v / v ≤25K

*对于实验室灭菌器,> 0.90 w / w被认为是可接受的。

蒸汽干燥

 蒸汽干燥通过测量已知量的水相对于引起该温度变化所需的蒸汽质量的温度变化来计算。理想地,温度升高正比于递送到水中以加热它的蒸汽的量,导致干燥值为1.0(即,没有液体水含量的完全干燥的蒸汽)。通常,干燥值小于1.0,因为任何管道系统中存在热损失,即使其良好绝缘。因为腔室入口点处的蒸汽的干燥值可能比灭菌器中的干燥值低得多,所以在两个位置处都应测量蒸汽干燥度。

蒸汽干燥(蒸汽相对于水的分数 - 1.0 =所有蒸汽,无水)的接受标准为**少0.95或95重量%。对于实验室灭菌器,干燥度低**90%被认为是可接受的,但是低于该值的蒸汽被认为是湿蒸汽。

湿蒸汽不能向负载输送与> 90%饱和蒸汽一样多的能量,并且可能导致所谓的“ 湿包装 ”。如果蒸汽是湿的,或者如果饱和水平自上次验证以来已经降低,则可能未实现预期的不育保证水平。这对于基于生物负载的验证尤其重要,因为过度周期循环由于其本质而具有更多的安全边际。

不可冷凝气体

 与蒸汽相比,不可冷凝的气体通常是空气,空气是不良的消毒剂。作为实例,典型的干热灭菌暴露阶段在**少160℃/ 320°F的温度下持续**多两小时。蒸汽灭菌通常在121℃/ 250°F下15分钟或134℃下3.5分钟的暴露阶段进行。效力差异显着。为了进行比较,考虑隐形眼镜制造商必须将灭菌器隐形眼镜泡罩提高到10 -6的无菌保证水平。可以使用在122℃/ 252°F运行45分钟的“蒸汽/空气混合”循环,使用约48%蒸汽(使用**压力用于计算)的蒸汽/空气混合物进行灭菌。用饱和蒸汽单独在15分钟内可以实现相同的结果。

简言之,不可冷凝的气体降低灭菌功效。与湿蒸汽一样,如果不可冷凝气体含量自产品无菌验证后增加,则无菌保证水平将低于预期。蒸汽中不可冷凝气体的百分比应小于或等于3.5体积%。

过热

蒸汽在自由膨胀中被采样到环境空气中。在射流中的精确位置处测量的**大温度是过热分析所基于的温度。当温度和水分含量不匹配时,可能发生两种情况:1)如果水分含量高于温度的饱和度,则发生湿负荷,如前所述。2)当水分含量低于饱和温度时,该条件称为过热。在过热时,蒸汽太干,其能量含量太高。当蒸汽在负载上冷凝时,释放的能量足以熔化塑料包装并且实际上是炭纸包装。也不是一个好的结果。

存在于蒸汽中的过热量应当不高于在当前大气压下自由膨胀到大气中的温度25开氏度(〜25℃)。对于所有意图和目的,这对应于在测量中的125℃的上限。

什么原因导致不合规结果?

 湿蒸汽

  • 灭菌器或蒸汽管道周围的绝缘不足,导致能量损失和冷凝
  • 控制不好的蒸汽锅炉化学(特别是亚硫酸盐的缺乏)
  • 锅炉和灭菌器之间的低段管道,允许冷凝物汇集并随着蒸汽进入室而被携带
  • 跨过调节器或夹套和室之间的压降太大,这导致处于较高压力的蒸汽中的“额外”水作为冷凝物
  • 没有/堵塞的蒸汽过滤器,如果没有过滤器则让冷凝液通过,或导致压力下降导致冷凝物脱落
  • 没有/堵塞的蒸汽疏水阀/分离器,在任何一种情况下,蒸汽管道中的冷凝水不会被移除
  • 蒸汽疏水阀/过滤器距离灭菌器太远,允许在疏水阀或过滤器和灭菌器之间产生冷凝水
  • 蒸汽必须从其源到灭菌器行进的距离的蒸汽疏水器的数量不足
  • 坏蒸汽系统设计(垂直蒸汽直接到灭菌器,没有陷阱,没有水龙头等)
  • 放置在灭菌器中时负载太密/太冷
  • 锅炉中的水发泡

不可冷凝气体

这些蒸汽主要通过两个来源进入蒸汽:

  • 蒸汽管道,过滤器,分离器等的泄漏/裂缝
  • 锅炉给水脱气不充分

过热

过热可源于以下来源:

  • 夹克温度/压力太高
  • 蒸汽压力/温度过高进入灭菌器
  • 通过小孔或紧缩圆弧方向的蒸汽在其源和室之间变化,导致大的压力降低/蒸汽速度增加

灭菌器控制器上显示的温度通常不会显示过热值,即使存在过热。由于在灭菌室的排水管中测量温度,过热将在到达传感器之前就已经消散到负载,室壁,门和后端。

解决方案

 每个蒸汽质量参数可以被测量,并且如果出现问题,则被解决。**步是测量,即使没有问题。这应该定期进行 - 在初始安装时,以及在预防性维护后为系统建立基线。当没有问题时进行的测量还可以提供灭菌器是否接近有问题的指示。还应当在更改供应管道时进行测量。

在蒸汽质量分析方面经验丰富的人通常可以提出具有成本效益的建议来解决这些问题,当然还要衡量问题是否事实上是固定的。

(作者:Jonathan A. Wilder,Ph.D,Stericert div.of H&W Technology,LLC)

[1] EN 285,“灭菌。蒸汽灭菌器。大型灭菌器“,CEN,国家标准制作机构。

[2] ISO 17665-1,“保健产品的灭菌 - 湿热 - 第1部分:对医疗器械灭菌过程的开发,验证和常规控制的要求”,ISO,瑞士日内瓦,2006年。