并不是关于“低温蒸汽甲醛灭菌”的一切

2023-06-13 22:22:09

并不是关于“低温蒸汽甲醛灭菌”的一切文献分享该文献由GKE公司于2003年发表于Zentral Sterilisation 《灭菌中心》期刊。本文综

并不是关于“低温蒸汽甲醛灭菌”的一切

文献分享

该文献由GKE公司于2003年发表于Zentral Sterilisation 《灭菌中心》期刊。

本文综合了DGKH e.V. “德国医院卫生学会分会” 以及LTSF Ad hoc Group Berlin “柏林LTSF特别工作小组” 关于 “低温蒸汽甲醛灭菌” 的相关实用技巧以及灭菌基础的意见。

以下是文献正文内容整理：

Fundamentals and Practical Tips for LTSF Sterilization (as of June 2003)

P. Kober, U. Kaiser, K. Scheel, R. Fleischhack

关于“低温蒸汽甲醛灭菌”的相关实用技巧以及灭菌基础的意见

1. 低温蒸汽甲醛灭菌（LTSF）过程描述

低温蒸汽甲醛灭菌过程是以高温蒸汽灭菌过程为基础的改动版本，同样使用蒸汽，但同时也加入了甲醛。因此，LTSF并不是气态灭菌过程而是基于含有甲醛的蒸汽“凝结后灭菌”，并且是在负压状态下且最高温度为87℃的蒸汽状态下进行的灭菌过程。

2. 低温蒸汽甲醛灭菌过程的阶段

所有LTSF灭菌过程均包含三个基本的阶段。这三个阶段由7个（或8个如果将再通风阶段算入）步骤组成。

2.1 准备阶段

该阶段中，通过脉动真空过程实现空气的移除，蒸汽的穿透，饱和蒸汽在待灭菌物品表面发生凝结。由以下几个步骤组成：

a) 空气移除阶段；

为保证所有待灭菌物品表面均有效灭菌需保证在所有表面均发生饱和蒸汽的凝结，因此必须确保空气已完全移除。对于管腔类器械，管径越大，空气移除及蒸汽穿透效果越好。对于管径≤1mm的器械，空气的移除是十分困难的。

b) 蒸汽穿透阶段；

c) 饱和蒸汽在作用部位发生凝结；

空气完全的移除以及蒸汽的穿透是在待灭菌器械表面（作用位置）饱和蒸汽形成凝结水的先决条件。只有当所有的表面均有液态水的存在，甲醛才会溶解在其中。针对饱和甲醛蒸汽必须要考虑包装材料的吸湿性和亲水性。对于甲醛，亲水性的包装材料类似于一层过滤网或者是一层额外的屏障。纸类和极性合成包装均为亲水性包装，非极性合成包装（例如，PE, PP, PTFE）为疏水性材料。

d) 凝结膜中甲醛浓缩过程；

在不考虑空气移除、蒸汽穿透以及凝结的形式的前提下，甲醛的构成、输送方式及时间是是否将灭菌剂甲醛运输至所有内部及外部表面的关键因素，因此不同的LTSF过程所表现出的效率也是不同的。不同设备制造商在设计生产是选用的过程控制原理不同，因此甲醛在冷凝膜中的浓缩也是有很大差异的。

列表中所有灭菌过程的唯一区别是待灭菌器械表面饱和甲醛蒸汽冷凝的形式。建议在灭菌过程中同时使用PCD装置（例如，管状）搭配有合适的生物或化学指示物，以监测灭菌过程中蒸汽的穿透特性。

根据注入甲醛的时间不同，可对LTSF过程进行如下分类：

(1) 在准备阶段阶段的最后仅注入一次甲醛

在准备阶段，通过注入蒸汽使待灭菌医疗器械表面升温并产生冷凝水。之后，在最后一次升压过程中，注入高浓度的甲醛溶液（如20-40%）。

效率：对于实体器械，如果在可控的条件下将足够的甲醛注入到灭菌舱体内则不会出现任何问题。对于管腔类器械，由于管腔内部存在的水分会影响甲醛的穿透，因此需要很长的时间才可以使甲醛穿透至管腔器械内部。因此在处理管腔类器械时，该灭菌过程是有极限的。根据DIN EN 675-5（螺旋型）设计的管腔器械模型是一款难度很高并且是根据实际工作情况设计的PCD，但它只能用于最佳的灭菌过程。

(2) 准备阶段应用蒸汽进行并随后进行多次甲醛注入

为了加强类似1中的甲醛穿透效能，该程序不是仅在准备阶段的最后注入一次甲醛而是将饱和甲醛蒸汽的脉动真空的次数增加（如4次）。

效率：重复几次注入甲醛优化了4.1中所描述的程序。这也同样适用于管腔类器械的甲醛穿透。

(3) 通过从一个储液罐或不同的储液罐（蒸发储液罐）中注入饱和甲醛蒸汽进行准备阶段

为了更好的提高甲醛穿透管腔器械的能力，使用2-3%左右的甲醛溶液取代水蒸气。这样的优势在于，在准备阶段的10-20次空气移除循环中不仅进行了空气的移除同时还实现了甲醛蒸汽的穿透。然而，劣势在于在脉动真空过程中甲醛蒸汽的浓度在下降并且在脉动真空过程结束后仍未蒸发成蒸汽的甲醛溶液的浓度也会下降。为了减轻这个效应，可以规定从几个不同的容器中蒸发甲醛溶液。

效率：相较于1提高了对长窄管腔的穿透能力。装载量也对甲醛灭菌液浓度的下降有影响。

(4) 通过蒸汽发生器注入饱和甲醛蒸汽

在这个阶段，甲醛溶液同样也应用于脉动真空过程中。但是，为了避免在准备阶段甲醛溶液浓度的变化，将甲醛灭菌液直接通过蒸汽发生器注入至灭菌舱体内。通过这种方式，在整个过程中甲醛灭菌液的浓度都是均一的。这样就可以保证灭菌舱内甲醛灭菌液在气态状态下的浓度的均一性不受到负载的影响。

效率：相较于1和2提高了对长窄管腔的灭菌能力。

(5) 通入甲醛和水蒸气饱和蒸汽

在该过程中，空气通过一定浓度的甲醛溶液进行传递，因此此时的空气中富含甲醛蒸汽。脉动真空过程可实现这个混合过程。

效率：已经证明，由于甲醛蒸汽的量很小，他们在容易接触到的表面形成冷凝并且在下窄管腔内部形成干燥的不含甲醛的气穴；因此这一过程并不是一个理想的灭菌过程。该过程只能用于实体器械的灭菌并且由于它无法有效的对管腔器械灭菌目前已被厂家召回。

甲醛在冷凝膜中的富集

甲醛在冷凝膜中富集的过程发生在其表面。这是一个非常剧烈的消耗。

关于这一过程也有其他表达方式“甲醛在冷凝膜中达到饱和状态”；“在冷凝膜中达到甲醛浓度”；“使蒸汽/甲醛状态和器械表面冷凝膜中甲醛浓度达到平衡”或“甲醛在冷凝膜中的稀释”。

甲醛的富集归因于甲醛和水的化学键合（如下图）

由于密度的不同，热力学平衡状态下，甲醛在液相和蒸汽相状态下的浓度（mol/l）相差10,000倍（根据温度的不同，差异在7,000到10,000之间，Gömann等人[2000]）。

对于给定气-蒸汽状态下甲醛含量（分压）的情况，冷凝膜中的甲醛饱和状态依赖于温度以及时间；不同的工艺，类型以及添加甲醛的时间会有很大的不同。理想的平衡在现实操作中很难实现，例如吸附以及解析阶段的平衡。过程中更多时候所达到的状态是“被定义的某不平衡状态”。

2.2 灭菌阶段

e) 在不同温度和相对的蒸汽压力值，甲醛浓度以及保持时间的灭菌阶段根据温度以及有效甲醛灭菌液浓度不同，以及甲醛作用在器械表面或管腔内部的不同，不同灭菌器的灭菌保持时间都是不同的。

大多数灭菌过程可以保证，在灭菌溶液饱和蒸汽的状态下灭菌温度可以维持在一定的范围内。另外，必须进行过程控制以保证在所有待灭菌器械表面以及管腔内部均有有效的灭菌剂存在。因此必须规定在维持阶段时冷凝膜中甲醛的浓度。这是通过在灭菌维持阶段，控制压力的前提下持续的注入混合甲醛蒸汽，同时，移除灭菌舱体内的冷凝水以实现这一目标。这样，过程中消耗的甲醛被替代掉并且防止在过程中会干燥，例如，在包装上，随着穿透管腔器械的过程或在产生冷凝水的过程中“消耗”。

灭菌维持阶段时保证灭菌有效性的主要决定因素。

反应动力学
根据Spicher和Peters的研究（1981, 1995）甲醛溶液中微生物的杀灭动力学是温度，浓度以及微生物总数的函数。根据Gömann等人（2000）的研究,发生二阶反应动力学。
根据这些研究，新起草的ISO/DIS 11138-5中关于生物指示物的D值不再根据DIN EN 8665在气相状态下进行计算，而是在甲醛溶液中计算。

灭活曲线的评估
为了评估整个过程，必须了解过程参数以及灭活曲线。由于甲醛的添加方式以及时间是在众多因素中对冷凝膜中达到饱和状态产生影响的因素，因此会有不同的灭菌曲线。
如果是甲醛和蒸汽同时注入舱体的情况，那么灭活曲线为半对数曲线。
如果实在最后加入甲醛，那么对于微生物的灭菌会有延迟。
因此不可能直接通过半周期或部分循环过程中监测后面的过程。必须使用生物指示物来监测整个灭菌过程（例如，选取不同的Fbio值）。化学指示物不具备这个功能。在可通过过程控制预期的灭活曲线的过程中，部分循环可用于验证。如果可通过类型测试判断出灭活曲线，那么灭活曲线上的两个点就足以作为过程评估的依据。如果曲线的过程是未知的，那么就需要三个或以上的点作为曲线的评估。例如，对于特殊项目或者验证某些特定方面，可能必须使用这个测试方法。

2.3 解析阶段

f) 甲醛的解析；在所有过程中，灭菌剂甲醛都是通过若干次有效的蒸汽脉动真空以进行解析。脉动真空的次数取决于蒸汽供应与真空时间的实际差值。由于甲醛有强烈的刺激性气味，如果有甲醛残留的话，在打开舱门的一瞬间即会检测到。这是由于在甲醛浓度低于危险阈值，人类即可通过鼻子闻到甲醛的味道。因此，甲醛被视为具有自我警报的危险物品。

g) 干燥阶段；所有的过程都可以通过循环，脉动通风以及空气移除（重新抽真空之后注入无菌空气冲洗）这几个步骤实现。干燥的程度可通过灭菌前后的重量差进行估算。如果没有有效的干燥，那么在取回无菌物品时会有强烈的气味。

h) 再通风阶段。取决于时间的再通风过程是灭菌器生产厂家为进一步降低甲醛在包装材料上残留所设计的过程。这一过程可理解为进一步降低有害物质的过程。在解析/干燥（步骤f和g）结束后即可安全的打开舱门。