环氧乙烷（EO ）灭菌是目前常用工业灭菌方法中应用最广，也是最复杂最难以控制的灭菌方法，因为灭菌过程中有诸多因素参与影响环氧乙烷的灭菌效果。其中，最主要的直接影响因素有这“五味”：EO浓度、温度、湿度、时间与压力。其他影响因素还有产品包装形式，产品结构，产品的装载模式，生物负载数量与种类，灭菌周期的真空度等等。

影响环氧乙烷灭菌的主要五大要素：

1. 温度

     环氧乙烷的杀菌作用、灭菌时间、对物品的穿透能力与温度密切相关。温度的常规极限通常在37 ℃～65℃，一般常用的合适温度为50±5℃。有一些医疗机构或研发用的小型灭菌器也会采用较低的温度进行灭菌，如37℃。在一定的范围内，随着温度的升高，可增强EO穿透力和缩短灭菌作用的时间，从而环氧乙烷的杀菌作用越强。但是当温度高到足以使药物发挥最大作用时，再升高温度，则杀菌作用将不再加强。在较高的温度下(例如50℃～57℃)环氧乙烷的用量为600mg／L、800mg／L和1500mg／L时，其灭菌作用的差异并不明显。使用环氧乙烷灭菌时，通过适当的提高温度，可以节省环氧乙烷用量与缩短灭菌时间。灭菌温度的确定，还与以下因素有关：

a、产品：材料、物理、化学性能；

b、堆放：总装载量（宜≤80% ），装载物品不能接触柜壁，有一定距离间隔；

c、包装：材料、大小、厚度、装载数量；

d、 印刷：应保证印刷质量不会因灭菌产生不良影响。

   同时应关注灭菌柜温度的均匀性，其对灭菌效果影响显著。

2. 压力

        预真空度的大小决定残留空气的多少，而残留空气可直接影响环氧乙烷气体、热量、湿气到达被灭菌物品的内部，所以灭菌过程尤其是加湿前真空度对灭菌效果影响巨大。预真空度应考虑以下因素的影响：

a 对被灭菌物品、及其包装的影响；

b负压灭菌与正压灭菌；

c对湿度的影响；

d 设定真空度与达到该真空度所需时间；

e 真空持续时间（保压）。

       压力的设定应根据设备本身的密封性能以及所灭物品的正负压承受性综合考虑，在设备运行和物品可承受范围内，负压灭菌一般有着比正压灭菌更好的效果。

       灭菌时注入环氧乙烷气体，其压力会上升到一定程度。上升多少与预真空度、EO 加入量和灭菌物品多少以及包装对EO的吸附量等因素有关。根据理想气体方程可利用灭菌压力的变化间接监测EO浓度，确保暴露时间内EO的浓度处于确认的公差范围内，从而保证EO的灭菌效果。

3. 湿度

被灭菌物品的含水量、微生物本身的干燥程度和灭菌环境的相对湿度，对环氧乙烷的灭菌作用均有显著的影响。通常有以下4 种情况：

1) 当微生物含水量过高、灭菌环境湿度低时，水分的渗透方向是向外的，环氧乙烷不易进入微生物体内，则灭菌效果不好；

2) 当微生物含水量低于外部环境湿度，而且微生物本身不是十分干燥时，水分向微生物体内渗透，环氧乙烷容易进入其体内，灭菌效果较好；

3) 当微生物含水量太高、外环境湿度也大时，两者处于高湿度动态平衡，由于水分太多，环氧乙烷被稀释或水解，灭菌效果差，需要提高环氧乙烷浓度或延长作用时间才能达到灭菌；

4) 若微生物太干燥、外环境湿度也低，两者处于低湿度动态平衡，环氧乙烷不易穿透微生物内部，缺乏烷基乙基化反应所必需的水分子，使灭菌效果很差，即使延长作用时间或增加浓度也不能达到灭菌效果，必须采取加湿措施。

      在实际灭菌时，被灭菌物品常用透析纸、塑料薄膜和纸盒等进行包装，灭菌过程中一部分水分和环氧乙烷被包装材料吸附，因此必须根据灭菌物品及包装材料的湿度和吸附情况来选择合适的相对湿度。常规的灭菌过程中，升温及加药前的抽真空都会使水分损失，使相对湿度降低，因此就需要向灭菌器内加入水蒸汽，以达到使环氧乙烷可靠地杀灭微生物所需的相对湿度。一般在抽真空后、加药前，灭菌器内的湿度控制30 ％RH～60％RH范围内较为适宜。若小于30％RH或大于60％RH时效果减弱，当相对湿度小于25％RH，对芽胞不起作用。

进行湿度控制时还有以下五个方面的问题值得关注：

a注意控制和监测产品所放置环境中大气的湿度，以使其微生物水含量与局部条件达到平衡。在灭菌周期开始前，一般是在规定的温度和湿度下对产品进行预处理。这样的预处理能够减少灭菌周期持续的时间。

b 最好采用注入蒸汽办法加湿，因为加湿器( 例如转盘加湿器、喷雾器)工作时，会把未加热的水弥散为悬浮粒子，这样会对产品造成严重的微生物污染或对产品包装产生影响。若预处理期间不能通过注入蒸汽办法加湿，则应考虑通过注入微生物含量受控的纯化水或蒸馏水以及避免产品再受污染的注水装置来加湿。

c注意加入蒸汽时湿度与压力升高的关系。

d注意预处理与预真空后，被灭菌物品小包装内湿度<30 ％RH时应加湿，加多少蒸汽以及加湿时间取决于被灭菌物品小包装袋内具体情况，同时要考虑加湿时水蒸汽在灭菌柜内的均匀性。

注意影响湿度几个因素：

a 被灭菌物品的含水量；

b经预处理、预真空的湿度；

c 包装材料水分蒸发量与吸水量；

d 包装材料的水蒸汽透气性；

e车间环境湿度对产品湿度影响；

f 生物指示物的含水量。

4. 环氧乙烷浓度

    作为影响灭菌效果的重要因素，可以通过提高浓度来提升灭菌效果。在一定浓度范围内，温湿度等其他条件相同时，随着浓度的增加，杀灭一定数量的微生物所需的时间越短，灭杀效果越好。400mg/L ～1200mg/L是目前常用的EO灭菌浓度。但是，提高至1500mg/L后,灭菌效果并不会再有明显增加。

5. 灭菌时间

    灭菌时间指EO 暴露时间。同样条件下，灭菌时间越长，微生物存活概率越小，灭菌效果越好。

      目前普遍采用过度杀灭法中的半周期法（Half-cycle Approach) 进行灭菌时间的确定。其方法为：以生物指示物BI的微生物数量为理论初始污染菌10 6（大于产品实际生物负载）测定无存活菌的最短时间，重复运行3 次以确认此最短时间，三次循环BI或PCD均无菌生长，则以此时间为半周期，则全周期为半周期的两倍。

    此方法之理论基础为：无菌产品是指产品中不含任何活的微生物。但对于任何一批灭菌产品而言，绝对无菌既无法保证也无法用试验来证实。一批产品的无菌特性只能相对地通过物品中微生物存活的概率低至某个可接受的水平来表述，即无菌保证水平（Sterility Assurance Level, SAL) 。

    在灭菌过程中微生物灭活特性用指数函数表示，因此，任何单件产品上活微生物的存在可用概率表示，概率可以减少到很低，但不可能降到零。

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