姜茂剛 羅二平 申廣浩 漆家學(xué) 栗文彬

醫(yī)療機(jī)構(gòu)分子篩制氧設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策*

姜茂剛①羅二平①申廣浩①漆家學(xué)①栗文彬②*

針對(duì)目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)分子篩制氧(MSOG)設(shè)備的使用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)外對(duì)MSOG設(shè)備使用監(jiān)管情況，梳理、匯總國(guó)家相關(guān)法規(guī)文件，分析國(guó)內(nèi)在MSOG設(shè)備監(jiān)管中的不足。MSOG設(shè)備作為醫(yī)療器械，目前尚無(wú)質(zhì)量監(jiān)測(cè)方面的具體規(guī)定，且存在超范圍使用的情況，加強(qiáng)醫(yī)用分子篩制取富氧空氣在臨床使用的監(jiān)管刻不容緩。介紹膜分離制氧技術(shù)在醫(yī)用氧行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展，該技術(shù)有望為醫(yī)院提供一種全新的醫(yī)用氧解決方案。

分子篩；醫(yī)用氧；富氧空氣；膜分離

氧氣在臨床醫(yī)療上應(yīng)用十分廣泛，在醫(yī)療氣體中用量最大，可用于缺氧患者的治療及急救、缺氧環(huán)境的補(bǔ)氧和正常人群的保健和疲勞恢復(fù)。根據(jù)氧濃度不同，臨床用氧可分為醫(yī)用氧和富氧空氣兩種[1]。醫(yī)用氧是指臨床用于缺氧的預(yù)防和治療的氧氣，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到醫(yī)療質(zhì)量和生命安全[2]。醫(yī)用氧包括氣態(tài)氧和液態(tài)氧，其中氣態(tài)氧自1953年起便被收入《中華人民共和國(guó)藥典》(簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)藥典)，而液態(tài)氧則于2010年作為新藥被正式收入中國(guó)藥典，在臨床上將醫(yī)用氧劃為處方藥進(jìn)行管理，按類(lèi)別劃分為化學(xué)藥第六類(lèi)。根據(jù)最新的中國(guó)藥典(2015年版)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8982-2009“醫(yī)用及航空呼吸用氧”規(guī)定，醫(yī)用氧含氧≥99.5%，并按照《藥品管理法》等法律法規(guī)，對(duì)醫(yī)用氧的生產(chǎn)實(shí)行批準(zhǔn)文號(hào)藥品和生產(chǎn)許可證，并實(shí)施安全標(biāo)準(zhǔn)藥品新版良好生產(chǎn)規(guī)范(good manufacturing practice，GMP)認(rèn)證，以保證醫(yī)用氧的質(zhì)量[2]。

富氧空氣(93%氧)是按“用于醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)的氧氣濃縮器供氣系統(tǒng)》”要求制備的富氧空氣，含氧應(yīng)為90.0%～96.0%，剩余的組分主要是氬氣和氮?dú)狻?012年國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局頒布藥品標(biāo)準(zhǔn)(WS1-XG-008-2012)，規(guī)定93%濃度氧氣為“富氧空氣”。中國(guó)藥典(2015年版)并未將富氧空氣(93%氧)收錄。

目前，醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床用氧制取方式主要有深冷法、分子篩制氧(molecular sieve oxygen generation，MSOG)、膜分離法等[4-5]。其中MSOG由于具有工作能耗較低、操作相對(duì)簡(jiǎn)單、安全性好、規(guī)模不限、可連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，使用越來(lái)越廣泛，約50%部隊(duì)醫(yī)院購(gòu)置了MSOG機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制氧，但隨之也產(chǎn)生許多問(wèn)題[6]。

1 MSOG工作原理及存在問(wèn)題

1.1 工作原理

MSOG設(shè)備采用變壓吸附(pressure swing adsorption，PSA)技術(shù)，其工作原理為吸附劑(一般為沸石)在不同壓力下對(duì)氮的吸附容量不同，加壓時(shí)對(duì)氮的吸附容量增加，反之減少。利用這種特性，通過(guò)壓力變化，在充填吸附劑的吸附塔內(nèi)，形成加壓吸附、減壓解吸的快速循環(huán)過(guò)程，分離空氣中的氧氣和氮?dú)?，然后再濾除氧氣中的有害物質(zhì)，從而獲取濃度范圍在90%～96%的氧氣[7-8]。

1.2 存在問(wèn)題

(1)氧濃度有限。由于變壓吸附法存在技術(shù)瓶頸(氧氣分子和氬氣分子物理尺寸相近，分子篩制取氧氣的同時(shí)也會(huì)將氬氣富集)，MSOG設(shè)備的產(chǎn)氧濃度極限只能達(dá)到96%。不符合中國(guó)藥典(2015年版)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8982-2009“醫(yī)用及航空呼吸用氧”的要求，不能作為“醫(yī)用氧”，應(yīng)被稱(chēng)為“富氧空氣”。在實(shí)際使用中，據(jù)中國(guó)醫(yī)用氣體及工程行業(yè)協(xié)會(huì)調(diào)查，全國(guó)使用MSOG設(shè)備的醫(yī)院90%以上均不達(dá)標(biāo)，甚至產(chǎn)氧濃度水平僅有70%～80%[9]。

(2)臨床使用范圍有限。呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等急救設(shè)備必須使用醫(yī)用氧，而MSOG的濃度水平在90%～96%之間，且不穩(wěn)定，醫(yī)用氣體質(zhì)量難以保證。如果采用分子篩提供氧氣，醫(yī)護(hù)人員將無(wú)法正確設(shè)定急救設(shè)備的氧濃度參數(shù)，這不僅會(huì)影響臨床治療的效果、給患者的救治帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，而且會(huì)損壞醫(yī)療設(shè)備，甚至?xí)兄禄颊叩木S權(quán)和投訴，除非邊遠(yuǎn)山區(qū)或無(wú)沒(méi)有條件的低等級(jí)醫(yī)院[9]。

(3)后期維護(hù)成本大。分子篩吸附劑壽命僅有3年，在使用過(guò)程中性能會(huì)逐漸下降，導(dǎo)致出現(xiàn)分子篩粉化、氧氣濃度上升速度慢、氧濃度不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，需定期更換吸附劑，其費(fèi)用占設(shè)備費(fèi)的60%～70%[11-13]。

(4)醫(yī)療收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不清。MSOG設(shè)備生產(chǎn)的“富氧空氣”不在國(guó)家公布的醫(yī)療收費(fèi)目錄內(nèi)，若按醫(yī)用氧標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)有假藥之嫌[9]。

2 國(guó)外MSOG監(jiān)管應(yīng)用情況

美國(guó)、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)對(duì)臨床用氧有嚴(yán)格的監(jiān)管機(jī)制和健全的規(guī)章制度，其醫(yī)療機(jī)構(gòu)主要采用液氧供氧。分子篩被認(rèn)為是保健器械，很少有醫(yī)院采用MSOG設(shè)備自制氧氣，即使采用MSOG，也均為獨(dú)立管道，供患者保健輔助治療，與醫(yī)用氧管道并不混用。美國(guó)將大型MSOG設(shè)備列為制藥機(jī)械管理，美國(guó)國(guó)家藥典自1990年開(kāi)始即收錄利用分子篩變壓吸附法生產(chǎn)的氧濃度90%～96%的富氧空氣，并命名為“Oxygen 93 Percent”，即“93%氧”，其2006年版美國(guó)國(guó)家藥典(USP30)亦將其收錄，主要用于輔助治療，或在醫(yī)生的監(jiān)控下用于氧氣治療，不能用于生命支持且不具備患者的監(jiān)測(cè)功能，質(zhì)量須符合現(xiàn)行藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(current good manufacturing practice，CGMP)要求[14]。美國(guó)監(jiān)管部門(mén)認(rèn)為醫(yī)用氧與富氧空氣的用途截然不同，所以規(guī)定醫(yī)院必須明示患者，所使用的是99.5%的醫(yī)用氧，還是93%的富氧空氣。歐盟將大型MSOG設(shè)備列為醫(yī)療機(jī)械管理，限定PSA法MSOG濃度水平必須在94%以上，供應(yīng)分子篩變壓吸附設(shè)備的廠家須在其供貨合同中說(shuō)明利用該設(shè)備制取的氧氣含量最低值，并做出臨界值的警示。加拿大只有部分偏遠(yuǎn)醫(yī)院使用PSA制氧。

3 國(guó)內(nèi)MSOG監(jiān)管應(yīng)用情況

自20世紀(jì)90年代我國(guó)引進(jìn)醫(yī)用MSOG系統(tǒng)以來(lái)，MSOG設(shè)備在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用已有20余年，但對(duì)其安全性和經(jīng)濟(jì)性，一直存在能否滿足臨床使用需求的爭(zhēng)議。我國(guó)將醫(yī)用MSOG設(shè)備列入二類(lèi)醫(yī)療器械，屬于手術(shù)室急救設(shè)備范圍。MSOG設(shè)備必須取得“醫(yī)療器械注冊(cè)許可證”以及符合醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T0298-l998“醫(yī)用分子篩制氧設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范”，分子篩變壓吸附法制取的氧氣未按藥品管理，制氧設(shè)備的流通與使用采取的是備案制[15]。隨著醫(yī)用MSOG設(shè)備在醫(yī)療機(jī)構(gòu)的廣泛使用，自2003年起，監(jiān)管部門(mén)開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)分子篩變壓吸附制取富氧氣體的監(jiān)管，相繼出臺(tái)了一系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2003年，國(guó)家食品藥品監(jiān)管局印發(fā)了“關(guān)于醫(yī)用氧管理問(wèn)題的通知”(國(guó)食藥監(jiān)辦[2003]144號(hào))，對(duì)醫(yī)用氧的臨床醫(yī)療使用及管理等事宜做出了明確規(guī)定，指出“醫(yī)用分子篩變壓吸附法制取的氧氣，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)正在由國(guó)家藥典委員會(huì)組織制定中，在該標(biāo)準(zhǔn)頒布執(zhí)行前，暫不對(duì)該方法制取的氧氣實(shí)行藥品批準(zhǔn)文號(hào)管理，也暫不發(fā)放‘醫(yī)療機(jī)構(gòu)制劑許可證’”。

2010年5月，國(guó)家質(zhì)檢總局和標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒布了GB 8982-2009“醫(yī)用及航空呼吸用氧”新標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)拓寬了氧濃度的界定范圍，取消了只針對(duì)“低溫制氧方法” 氧濃度水平≥99.5%的規(guī)定，將常溫空分方法也包含進(jìn)來(lái)。至此，無(wú)論采用何種制氧方法，醫(yī)用氧的氧氣濃度水平必須達(dá)到99.5%，這與中國(guó)藥典(2015年版)的要求相符。中國(guó)藥典是藥品的監(jiān)管法典，非藥品的名稱(chēng)詞典，因此將未列在中國(guó)藥典中的“富氧空氣”直接用于臨床治療中將會(huì)承擔(dān)法律風(fēng)險(xiǎn)。

2010年12月，國(guó)家食品藥品監(jiān)管局下發(fā)關(guān)于“醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)用氧氣濃縮器供氣系統(tǒng)”(食藥監(jiān)辦械函[2010]564號(hào))的文件中明確指出，在ICU、手術(shù)中不得使用富氧空氣，并要求全國(guó)各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)立即開(kāi)展自查，不得超范圍使用MSOG機(jī)；建議各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)MSOG系統(tǒng)進(jìn)行整改，務(wù)必達(dá)到醫(yī)用氧國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。該文件中首次將“分子篩氧氣”定為“富氧空氣”，不再屬于“醫(yī)用氧”范疇。

2014年2月，國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委制定衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WS435-2013“醫(yī)院醫(yī)院氣體系統(tǒng)運(yùn)行管理”，指出醫(yī)院應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)，設(shè)置符合醫(yī)療要求的醫(yī)用氧供應(yīng)模式，更加明確醫(yī)療手術(shù)部不得使用富氧空氣。

2016年1月頒布的醫(yī)藥合行標(biāo)準(zhǔn)YY1468-2016“用于醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)的氧氣濃縮器供氣系統(tǒng)”，將取代YY/T0298-1998“醫(yī)用分子篩制氧設(shè)備通用技術(shù)規(guī)范”，于2018年實(shí)施，成為新的強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著國(guó)家對(duì)以保健為目的的醫(yī)用MSOG設(shè)備的監(jiān)管將更加嚴(yán)厲，若達(dá)不到富氧空氣90%的最低濃度要求，醫(yī)療機(jī)構(gòu)將被限定整改，廠家將接受經(jīng)濟(jì)處罰并被吊銷(xiāo)醫(yī)療器械生產(chǎn)許可證。

4 MSOG監(jiān)管措施

目前，醫(yī)用MSOG設(shè)備的管理日趨嚴(yán)格規(guī)范，已經(jīng)使用MSOG的醫(yī)療機(jī)構(gòu)應(yīng)該客觀看待國(guó)家現(xiàn)階段的過(guò)渡監(jiān)管政策。對(duì)于監(jiān)管機(jī)構(gòu)而言，要盡快完善醫(yī)用氧監(jiān)管法律法規(guī)，從而保障醫(yī)療行業(yè)的用氧安全。國(guó)內(nèi)已有專(zhuān)家提出將富氧空氣納入醫(yī)療機(jī)構(gòu)制劑實(shí)施管理的建議，對(duì)其產(chǎn)出氣體應(yīng)采取動(dòng)態(tài)監(jiān)控和管理，此舉有利于對(duì)富氧空氣質(zhì)量的控制。但國(guó)家要求醫(yī)院制劑需取得批準(zhǔn)文號(hào)，軟件和硬件要求非常嚴(yán)格，也給醫(yī)療機(jī)構(gòu)帶來(lái)一定困難。

2017年8月31日，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布了新的《醫(yī)療器械分類(lèi)目錄》，首次將醫(yī)用膜分離制氧機(jī)列入。膜分離制氧機(jī)不同于MSOG設(shè)備，基于膜材料自身特性，可直接將空氣中的氧、氮及氬進(jìn)行分離，制取純度高達(dá)99.5%以上的合格醫(yī)用氧，并于2012年取得了醫(yī)療器械注冊(cè)證[16]。該設(shè)備滿足醫(yī)用氧品質(zhì)，全壽命使用成本低，有望成為現(xiàn)代化醫(yī)院中心供氧的首選氧源。

5 結(jié)語(yǔ)

臨床用氧的質(zhì)量直接關(guān)系患者的安全和健康，亟待制訂對(duì)富氧空氣的監(jiān)督管理要求。使用MSOG設(shè)備作為供氧源的醫(yī)療機(jī)構(gòu)日益增多，為了保證醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用氧氣的安全、經(jīng)濟(jì)和合法性，加強(qiáng)醫(yī)用分子篩制取富氧空氣在臨床使用的監(jiān)管刻不容緩[17]。

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Application status, problems and countermeasures of molecular sieve oxygen generating equipment in medical institutions

/JIANG Mao-gang, LUO Er-ping, SHEN Guang-hao, et al

Aim at the present status and problems of molecular sieve oxygen generation(MSOG)equipment in medical institutions, this paper analyzed the loopholes in the supervision of domestic molecular sieve oxygen generation(MSOG) equipment through comparing the domestic and international supervision for these equipment, and carding and gathering relevant domestic laws and regulations. As medical apparatus and instruments, there was no specific provisions of quality monitoring for MSOG, and the usage of MSOG sometime exceeded out use range in practice. It is urgent to strengthen the supervision for using medical molecular sieve in clinical practice. On the other hand, this paper introduced the application development of membrane separation oxygen generation technique in medical oxygen industry, and it was pointed out that this technique is hopeful to provide a new solution for medical oxygen treatment.

Molecular sieve; Medical oxygen; Oxygenized air; Membrane separation

School of Biomedical Engineering, The Fourth Military Medical University, Xi’an 710032,China.

姜茂剛,男,(1987- ),碩士，講師。第四軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，從事軍隊(duì)衛(wèi)生裝備方面的研究工作。

1672-8270(2017)12-0146-03

R197.39

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.040

軍事醫(yī)學(xué)創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)(13CXZ010)“野戰(zhàn)醫(yī)用高純氧制備新技術(shù)及新裝備的應(yīng)用研究”

①第四軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院 陜西 西安 710032

②第四軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院 陜西 西安 710032

*通訊作者：ghlulu@fmmu.edu.cn

//China Medical Equipment,2017,14(12):146-148.

2017-09-06