医疗器械包装的灭菌要点

如何确定包装所需的透气面积？

答：总包装孔隙率是气流和表面积的函数，对于环氧乙烷 （EtO） 气体灭菌过程的灭菌和曝气阶段至关重要。无论是设计端口、二级标签的大小还是优化周期，对于所有包和类型都没有通用的答案。当然，一般规则是孔隙率越高越好。换句话说，随着孔隙率的增加，周期和曝气时间可以减少，并且较小的多孔面积可能就足够了。但是，所有这些都取决于包装、产品和周期。如果不了解特定应用的细节，就很难预测单个封装设计所需的孔隙率。多孔区域的理论计算需要了解一些关键的封装和循环特性。透气表面积、包装体积、二级和三级包装以及剥离力都是决定孔隙率限制的因素。至少需要有关最坏情况下的平均多孔面积、封装体积以及环氧乙烷循环每个部分的气体交换率的信息。尽管已经多次尝试创建此类预测模型，但最终仍然需要进行灭菌测试才能对包装设计进行鉴定。最坏情况配置和循环的产品系列有助于限制测试量，但优化环氧乙烷循环的封装孔隙率通常是一个迭代过程。

Q.应该如何包装用于环氧乙烷灭菌的湿敏成分？

答：两种常见的包装设计方法是双袋和通风袋。带有内部透气袋和外部阻隔袋（如箔）的双袋是一种常见的选择。内部透气袋经过环氧乙烷灭菌，然后放入外箔袋中。在这种情况下，只有初级无菌屏障系统的内部（内袋）是无菌的。因此，无菌呈现只能使用内袋进行。包装标签应向用户阐明这一方面。通风铝箔袋是第二种选择。袋子经过环氧乙烷灭菌和密封，不包括通过切割去除的通风口。剩下的是一个全铝箔袋。由于包装设计有额外的通风区域，稍后会移除，因此需要更大的袋子尺寸。这种方法的好处是单次灭菌和比双袋更少的包装材料。在套件包的某些湿敏组件中，产品可以包装在完全无孔的阻隔材料中。这些产品通常首先进行辐射灭菌，然后通常进行真空包装以去除空气。封装内的滞留空气会在环氧乙烷循环的压力变化下膨胀，并可能使密封件破裂，或者膨胀到足以打开试剂盒包装的封口，从而影响试剂盒。

Q.是否最好使用气泡测试来验证包装完整性？在产品调理（即环境/运输）后使用蓝色染料渗透测试是否合适？

答：ASTM F2096（气泡泄漏测试）是一种常用的测试，用于验证分销后调节后的整个包装完整性。这是一种简单的测试，需要很少的设备资本投资，但检测孔或通道的灵敏度限制在0.010英寸。（250微米）。另一方面，ASTM 1929（染料渗透测试）是一种密封完整性测试，在0.002英寸处具有更高的灵敏度。（50微米）。ASTM F3039是一种用于评估无孔包装密封的新型染料渗透方法。这些可用于产品后调节，但仅限于密封评估。仍然需要进行整个封装完整性测试，以评估封装其余部分的潜在孔洞。

Q.根据电子束穿透深度不如伽马的观察结果，电子束是否也受到定向曝光的限制？较低的穿透深度可以通过多次运行或更高的剂量来克服吗？

答：控制电子束穿透深度的主要因素是电子的质量和电荷。在伽马灭菌过程中，60 Co源发射的伽马射线不带电，也没有质量。当电子与被灭菌的产品相互作用时，它与材料相互作用并相当快速地传输其能量，因此无法像伽马射线那样穿透产品。因此，对于给定材料，电子束的穿透深度只能由电子束过程中使用的加速电压控制，就像子弹的穿透力通过增加其速度而增加一样。定向暴露问题通常只在需要表面灭菌的灭菌过程中遇到。例如，在紫外线杀菌中也是如此。只有与紫外线源直接对齐的部件表面才会被消毒。这可以通过多个来源或产品轮换来缓解。如果已经设计了电子束工艺，并且仅用于对产品表面进行消毒（即使用低加速电压），则需要考虑确保所有产品表面都暴露在外。但是，如果电子束工艺已经设计并用于对整个产品进行灭菌（例如，包含具有复杂几何形状和内腔的3D部件的无菌包装），则定向暴露问题将最小化，尽管该过程可能包括产品旋转以确保剂量均匀性。灭菌过程仍需要验证，以确保达到适当的生物负荷减少水平。

Q.提到医疗和药品无菌包装中常用的许多材料的辐射稳定性。那在哪里可以找到其他材料（如 PVDF 和聚碳酸酯）的此信息？

答：聚碳酸酯被认为是辐射稳定的，因为其化学结构具有芳香族性质（包含具有离域ϵ电子云的共轭平面环系统）。某些牌号可能会变色，尽管树脂和添加剂生产商在最小化、减轻或消除这种影响方面取得了重大进展。众所周知，含氟聚合物，如PTFE和PCTFE，对辐射灭菌不稳定。其他含氟聚合物（如PVDF）对辐射灭菌更稳定，尽管与往常一样，产品验证和验证预计在预期的保质期内进行。

Q.与伽马灭菌相比，使用电子束有什么优势，反之亦然？

答：这个问题没有简单的答案，因为讨论电子束和伽马的优缺点的最佳场所是在特定产品及其制造过程的背景下。在产品和工艺开发周期的早期考虑灭菌要求至关重要。一般来说，与蒸汽灭菌等基于热的灭菌选项相比，电子束和伽马都是低温过程。虽然在高电子束剂量率下，与伽马相比，电子束可能会在材料中引起略大的温升，但它对材料的损害通常也较小。电子束和伽马之间的穿透深度差异（在给定密度下伽马比电子束穿透得更远）最好不要从优势/劣势尺度上看，而是从产品和工艺设计的灵活性来看待。批处理与在线也是如此;在一种情况下，批量伽马工艺可能最合适，而在线电子束灭菌可能更适合不同的产品。鉴于这些以及许多其他考虑因素，在产品和包装设计过程的最早阶段让内部和外部灭菌科学专家参与的可取性和重要性怎么强调都不为过。