胡洋，張悅，胡金慧

北京市射線應(yīng)用研究中心，北京，100012

北京地區(qū)生產(chǎn)的三種外科植入物初始污染水平的檢測(cè)分析

【作 者】胡洋，張悅，胡金慧

北京市射線應(yīng)用研究中心，北京，100012

對(duì)北京地區(qū)7個(gè)廠家生產(chǎn)的股骨頭、股骨柄和股骨髁的初始污染水平進(jìn)行了檢測(cè)，得到這3種外科植入物的初始污染檢測(cè)數(shù)據(jù)共計(jì)580個(gè)。之后，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，結(jié)果顯示：3種產(chǎn)品初始污染值符合正態(tài)分布；同一廠家生產(chǎn)的股骨頭和股骨髁的初始污染值之間沒(méi)有顯著性差異；北京地區(qū)不同季節(jié)股骨柄的初始污染值之間也沒(méi)有顯著性差異。根據(jù)正態(tài)分布曲線可看出，每種產(chǎn)品的初始污染水平存在一定的波動(dòng)性，所以生產(chǎn)廠家應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的初始污染進(jìn)行嚴(yán)格控制，保持初始污染值的穩(wěn)定性。

初始污染；正態(tài)分布；方差分析

隨著國(guó)家對(duì)醫(yī)療用品尤其是三類醫(yī)療用品監(jiān)管力度的加大，無(wú)菌的醫(yī)療用品在滅菌前須完成滅菌過(guò)程確認(rèn)，而初始污染值是滅菌過(guò)程確認(rèn)最初的環(huán)節(jié)，也是決定滅菌程序參數(shù)的關(guān)鍵因素。確定滅菌參數(shù)之后，后續(xù)生產(chǎn)批的產(chǎn)品初始污染值不能超過(guò)最初滅菌過(guò)程確認(rèn)時(shí)的初始污染值，用確定的滅菌參數(shù)滅菌后，使產(chǎn)品的無(wú)菌保證水平得以保證。同時(shí)，初始污染水平過(guò)高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的安全性問(wèn)題，例如熱原和細(xì)菌內(nèi)毒素等不符合規(guī)定，因此醫(yī)療用品的生產(chǎn)廠家要嚴(yán)格控制產(chǎn)品的初始污染水平，以保證初始污染值在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。本文主要是對(duì)3種醫(yī)療用品的初始污染值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，通過(guò)正態(tài)分布和方差分析得到初始污染水平的分析結(jié)果。

1 材料和方法

1.1材料

本實(shí)驗(yàn)選用的樣品為外科植入物有股骨髁、股骨柄和股骨頭三種。股骨髁是由鈷鉻鉬材料制成，屬于膝關(guān)節(jié)假體；股骨柄和股骨頭均是由鈷鉻鉬材料制成，屬于髖關(guān)節(jié)假體。3種產(chǎn)品均屬于從常規(guī)生產(chǎn)線上隨機(jī)抽取的樣品，并且包裝均為3層密封塑料薄膜真空包裝。

1.2試劑

檢測(cè)所用的營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、pH7.0氯化鈉-蛋白胨緩沖液，均為北京路橋技術(shù)有限責(zé)任公司產(chǎn)品。

1.3設(shè)備

杯式過(guò)濾系統(tǒng)、電熱恒溫培養(yǎng)箱和全自動(dòng)壓力蒸汽滅菌器。

1.3方法

1.3.1 微生物檢測(cè)方法[1]

依據(jù)《中華人民共和國(guó)藥典》2005版附錄中規(guī)定的微生物限度檢查法，采用薄膜過(guò)濾法得到每件樣品的細(xì)菌菌落數(shù)。

檢測(cè)環(huán)境為潔凈度10000級(jí)下的局部潔凈度100級(jí)的單項(xiàng)流空氣區(qū)域。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

1.4.1 正態(tài)分布曲線繪制方法[2,3]

正態(tài)分布是重要的連續(xù)性隨機(jī)變量的概率分布。本實(shí)驗(yàn)所用的數(shù)據(jù)為連續(xù)性資料，在一定范圍內(nèi)可隨機(jī)取值。然后進(jìn)行單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，用于檢驗(yàn)變量的頻數(shù)分布是否符合正態(tài)分布。正態(tài)分布的概率密度函數(shù)：

使用了SPSS 13.0軟件選定圖表菜單中直方圖選項(xiàng)，可同時(shí)繪制直方圖及正態(tài)分布曲線，得到了均值及標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4.2 方差分析方法[3]

在多組數(shù)據(jù)的平均數(shù)作比較時(shí)，可以進(jìn)行t檢驗(yàn)，但是這樣會(huì)提高Ⅰ型錯(cuò)誤的概率。Ⅰ型錯(cuò)誤是指如果假設(shè)是正確的，卻錯(cuò)誤地拒絕了。而且，所用數(shù)據(jù)的總體服從方差相等的正態(tài)分布，這是方差分析的前提條件，因此可以使用方差分析進(jìn)行檢驗(yàn)。

使用了SPSS 13.0軟件選定分析菜單中的一維方差分析選項(xiàng)，得到了方差齊次檢驗(yàn)及方差分析的結(jié)果，由此可判斷各組數(shù)據(jù)之間是否具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1股骨頭、股骨柄和股骨髁初始污染值的正態(tài)分布曲線[4]

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)股骨頭的110個(gè)初始污染值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到了直方圖和均值為0.4909，標(biāo)準(zhǔn)差為1.9896的正態(tài)分布曲線，均值是110個(gè)初始污染值的平均結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了初始污染水平的分散性。經(jīng)過(guò)單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，相伴概率為0.309，大于顯著性水平0.05，因此這組數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，所得結(jié)果見(jiàn)圖1 。

圖1 股骨頭初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線Fig.1 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral head

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)股骨髁的90個(gè)初始污染值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到了直方圖和均值為0.6333，標(biāo)準(zhǔn)差為1.0206的正態(tài)分布曲線，均值是90個(gè)初始污染值的平均結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了初始污染水平的分散性。經(jīng)過(guò)單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，相伴概率為0.517，大于顯著性水平0.05，因此這組數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，所得結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 股骨髁初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線Fig.2 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral component

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)股骨柄的380個(gè)初始污染值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到了直方圖和均值為1.0300，標(biāo)準(zhǔn)差為2.2620的正態(tài)分布曲線，均值是380個(gè)初始污染值的平均結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了初始污染水平的分散性。經(jīng)過(guò)單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，相伴概率為0.055，大于顯著性水平0.05，因此這組數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，所得結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 股骨柄初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線Fig.3 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem

從以上數(shù)據(jù)可以看出σ股骨柄＞σ股骨頭＞σ股骨髁，股骨柄初始污染值的標(biāo)準(zhǔn)差較大，說(shuō)明此組數(shù)據(jù)的分布較分散，離散性較大。根據(jù)所得結(jié)果可以看出3種產(chǎn)品的初始污染值均符合正態(tài)分布，但是都出現(xiàn)了異常值，因此需要生產(chǎn)廠家對(duì)生產(chǎn)工序的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，以保證初始污染水平穩(wěn)定在一個(gè)范圍內(nèi)。

2.2不同季節(jié)股骨柄初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)春季檢測(cè)的股骨柄的60個(gè)初始污染值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到了直方圖和均值為1.3500，標(biāo)準(zhǔn)差為3.0960的正態(tài)分布曲線，均值是60個(gè)初始污染值的平均結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了初始污染水平的分散性。經(jīng)過(guò)單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，相伴概率為0.194，大于顯著性水平0.05，因此這組數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，所得結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 股骨柄(3-5月)初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線Fig.4 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (March-May)

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)夏季檢測(cè)的股骨柄的140個(gè)初始污染值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到了直方圖和均值為0.8286，標(biāo)準(zhǔn)差為1.3514的正態(tài)分布曲線，均值是140個(gè)初始污染值的平均結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了初始污染水平的分散性。經(jīng)過(guò)單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，相伴概率為0.260，大于顯著性水平0.05，因此這組數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，所得結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 股骨柄(6-8月)初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線Fig.5 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (June-August)

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)秋季檢測(cè)的股骨柄的90個(gè)初始污染值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到了直方圖和均值為0.8444，標(biāo)準(zhǔn)差為2.2877的正態(tài)分布曲線，均值是90個(gè)初始污染值的平均結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了初始污染水平的分散性。經(jīng)過(guò)單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，相伴概率為0.427，大于顯著性水平0.05，因此這組數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，所得結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 股骨柄(9-11月)初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線Fig.6 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (September-November)

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)冬季檢測(cè)的股骨柄的90個(gè)初始污染值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得到了直方圖和均值為1.3111，標(biāo)準(zhǔn)差為2.6632的正態(tài)分布曲線，均值是90個(gè)初始污染值的平均結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了初始污染水平的分散性。經(jīng)過(guò)單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)，相伴概率為0.131，大于顯著性水平0.05，因此這組數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，所得結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 股骨柄(12-2月)初始污染值的直方圖及正態(tài)分布曲線Fig.7 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (December-February)

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以看出σ春＞σ冬＞σ秋＞σ夏，春季股骨柄初始污染值的標(biāo)準(zhǔn)差較大，說(shuō)明此組數(shù)據(jù)的分布較分散，離散性較大。根據(jù)所得結(jié)果，可以看出每個(gè)季度的初始污染值均符合正態(tài)分布，但是都出現(xiàn)了異常值。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差可以看出，每個(gè)季節(jié)的初始污染值的正態(tài)分布曲線的波動(dòng)性存在明顯差異，因此需要生產(chǎn)廠家對(duì)生產(chǎn)工序的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，以減少初始污染值的波動(dòng)性。

2.3同一廠家不同產(chǎn)品初始污染值的方差分析

使用股骨頭和股骨髁各50個(gè)初始污染值進(jìn)行方差分析，由于方差分析的前提是各個(gè)水平的總體服從方差相等的正態(tài)分布，因此首先要進(jìn)行方差齊次檢驗(yàn)（見(jiàn)表1）。

表1 股骨頭和股骨髁的方差齊次檢驗(yàn)Tab.1 The homogeneity of variance test for femoral head and femoralcomponent

所得的結(jié)果是相伴概率為0.488，大于顯著性水平0.05，因此接受零假設(shè)，可以認(rèn)為股骨頭和股骨髁初始污染值的總體方差是相等的，滿足方差檢驗(yàn)的前提條件。然后再進(jìn)行方差分析（見(jiàn)表2）。

表2 股骨頭和股骨髁方差分析Tab.2 The analysis of variance for femoral head and femoral component

假設(shè)：H0：μ1=μ2，HA：μ1≠μ2（μ1、μ2分別為股骨頭和股骨髁初始污染值的均值）

方差檢驗(yàn)的F值為0.118，小于F0.05（1，98），相伴概率為0.732，大于顯著性水平0.05，因此接受零假設(shè)，說(shuō)明股骨頭和股骨髁的初始污染值之間沒(méi)有顯著性差異。

2.4季節(jié)對(duì)同一產(chǎn)品初始污染值的方差分析

使用股骨柄的380個(gè)初始污染值，選取了μ±3σ[5]（μ為均值，σ為標(biāo)準(zhǔn)差）范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)372個(gè)進(jìn)行方差分析。由于方差分析的前提是各個(gè)水平的總體服從方差相等的正態(tài)分布，因此首先進(jìn)行方差齊次檢驗(yàn)（見(jiàn)表3）。3σ是經(jīng)過(guò)質(zhì)量理論優(yōu)選出來(lái)的，控制限范圍一般選μ±3σ，確保有99.73%的初始污染值落在控制限范圍內(nèi)。

表3 股骨柄的方差齊次檢驗(yàn)Tab.3 The homogeneity of variance test for femoral stem

所得的結(jié)果是相伴概率為0.261，大于顯著性水平0.05，因此可以認(rèn)為不同季節(jié)股骨柄初始污染值的總體方差是相等的，滿足方差檢驗(yàn)的前提條件。然后再進(jìn)行方差分析（見(jiàn)表4）。

表4 股骨柄方差分析Tab.4 The analysis of variance for femoral stem

假設(shè)：H0：μ1=μ2=μ3=μ4，HA：μ1≠μ2≠μ3≠μ4（μ1、μ2、μ3、μ4分別為4個(gè)季節(jié)股骨柄初始污染值的均值）

方差檢驗(yàn)的F值為0.995，小于F0.05（3，368），相伴概率為0.395，大于顯著性水平0.05，因此接受零假設(shè)，說(shuō)明不同季節(jié)股骨柄的初始污染值之間沒(méi)有顯著性差異。

3 討論

本文所選樣品來(lái)自7個(gè)廠家，在北京地區(qū)醫(yī)療器械生產(chǎn)廠家中約占50%。這7家生產(chǎn)機(jī)構(gòu)均執(zhí)行ISO13485質(zhì)量體系，且符合GMP規(guī)范的要求，因此，所給出的初始污染數(shù)據(jù)具有一定的代表性。本文所用的580個(gè)數(shù)據(jù)是積累了4年所得到的。

對(duì)以上3種產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，其包裝均為3層密封塑料薄膜真空包裝，這種包裝方式不會(huì)為微生物的生長(zhǎng)提供空氣和水分。如果產(chǎn)品的存放環(huán)境能夠保持穩(wěn)定，并且包裝材料滅菌過(guò)程確認(rèn)滿足要求，那么由于季節(jié)性變化帶來(lái)的溫濕度差異不會(huì)對(duì)產(chǎn)品的初始污染水平造成顯著影響。因此，需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)環(huán)境等其他因素加以控制，以保證產(chǎn)品初始污染水平的穩(wěn)定。

本文所用的380個(gè)股骨柄的檢測(cè)數(shù)據(jù)是積累了4年所得到的，分別對(duì)每年的檢測(cè)結(jié)果取平均值，結(jié)果為X2006=0.43 CFU/產(chǎn)品單元；X2007=0.50 CFU/產(chǎn)品單元；X2008=1.08 CFU/產(chǎn)品單元；X2009=1.14 CFU/產(chǎn)品單元，可以看出股骨柄的初始污染值處于逐年遞增的狀態(tài)。雖然國(guó)家沒(méi)有明確規(guī)定外科植入物的初始污染值的標(biāo)準(zhǔn)，但是產(chǎn)品的初始污染程度也是應(yīng)該有所控制的。由于初始微生物數(shù)量過(guò)多，會(huì)隨之產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物。增大輻照劑量盡管可以消滅微生物，但是代謝產(chǎn)物很有可能會(huì)大量殘留，當(dāng)產(chǎn)品植入人體后，代謝產(chǎn)物可能會(huì)對(duì)人體造成不良反應(yīng)。再有，完成醫(yī)療用品的滅菌過(guò)程確認(rèn)，也要依賴于產(chǎn)品的初始污染水平，所以廠家對(duì)產(chǎn)品的初始污染程度是要進(jìn)行控制的。

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Testing of Initial Contamination for Three Kinds of Surgical Implants Producted in Beijing

【W(wǎng)riters】Hu Yang, Zhang Yue, Hu Jinhui
Beijing Research Center for Radiation Application, Beijing ,100012, China

initial contamination, normal distribution, analysis of variance

】The initial contamination of femoral head, femoral stem and femoral component producted by seven factories in Beijing is tested, all of the initial contamination values are 580 in total. Then these data is analyzed on statistics. The result indicates that the initial contamination values of three kinds of products according with normal distribution; The initial contamination values have not signi fi cant difference between femoral head and femoral component of the same factory; and the season has not signi fi cant effect on initial contamination in Beijing. According to the experimental data, the level of initial contamination is undulatory, so the factories should control the initial contamination and maintain the stability of initial contamination.

1671-7104(2010)05-0370-04

2010-3-25

胡洋，E-mail:bjrctc2079@163.com

R318.1

B

10.3969/j.isnn.1671-7104.2010.05.015

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