李平 王野 吳永芝

(天津美迪斯醫(yī)療用品有限公司，天津 300385)

氣管插管用于插入患者氣管和（或）支氣管，為患者特別是不能自主呼吸或者手術(shù)中需要呼吸麻醉的患者創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)性的人工呼吸通道。氣管插管通常頭部有一個(gè)或兩個(gè)套囊，套囊充起后可以起到固定插管和密封氣道的作用，防止異物進(jìn)入呼吸道，保持呼吸道通暢，進(jìn)行有效的人工或機(jī)械通氣。插管管身通常由高分子材料制成，管身內(nèi)埋有鋼絲線圈，以提高徑向強(qiáng)度和軸向柔軟度。按照國(guó)家藥品監(jiān)督管理局2017年發(fā)布的《醫(yī)療器械分類(lèi)目錄》，氣管插管歸為“08-06呼吸、麻醉用管路、面罩”中的“03氣管內(nèi)插管/氣管套管”，屬于Ⅱ類(lèi)醫(yī)療器械，要求無(wú)菌提供，一次性使用。

醫(yī)療器械常用的滅菌方式主要干熱、濕熱、環(huán)氧乙烷(Ethylene Oxide,EO)、輻照等。EO氣體及其混合物作為一種有效的滅菌劑，主要用于不能進(jìn)行濕熱滅菌的醫(yī)療器械，即畏濕、畏熱的醫(yī)療器械[1]。氣管插管多使用PVC等醫(yī)用高分子材料，受其耐受性等因素影響，現(xiàn)廣泛使用EO滅菌。EO作為一種廣譜低溫滅菌劑，其作用原理是烷基化，通過(guò)對(duì)細(xì)胞中DNA、蛋白質(zhì)（酶）等分子的不可逆作用導(dǎo)致分子功能喪失，細(xì)胞不再?gòu)?fù)制，繼而死亡。其大量殘留對(duì)人體具有遺傳毒性、生殖毒性、致癌性等問(wèn)題[2]，因而為了避免對(duì)使用者的身體造成傷害，檢測(cè)EO殘留量具有重要意義。

國(guó)家對(duì)經(jīng)EO滅菌的一次性醫(yī)療用品出廠具有嚴(yán)格規(guī)定，即EO殘留量不大于10μg/g[3]。EO殘留檢測(cè)方法根據(jù)GB/T14233.1-2008[4]有比色分析法和氣相色譜法兩種，而后者檢測(cè)具有較強(qiáng)的選擇性，且具有不受被測(cè)樣品的成分和性質(zhì)干擾的特點(diǎn)，適合各種材質(zhì)醫(yī)療器械的EO殘留測(cè)定[5]。目前，一次性無(wú)菌氣管插管多采用填充柱氣相色譜法，手工進(jìn)樣、柱效低、檢出限較高[6]。本研究采用頂空-毛細(xì)管柱氣相色譜法檢測(cè)EO，簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速，檢出限低，精密度和準(zhǔn)確度良好。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

氣相色譜儀：島津氣相色譜儀GC2014C，火焰離子檢測(cè)器(FID)；HS-10頂空進(jìn)樣器；色譜柱：毛細(xì)管柱Inert Cap 624，長(zhǎng)度×直徑×膜厚=30.0m×0.25mm×1.4μm。

1.2 試藥

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品的配制

EO標(biāo)準(zhǔn)品(o2si smart solutions，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司，Lot No.318517&373149)，濃度10000mg/L；稀釋用水為滅菌注射用水（石家莊四藥有限公司）；20ml頂空瓶及丁基頂空瓶蓋。

1.2.2 一次性無(wú)菌氣管插管

天津美迪斯醫(yī)療用品有限公司生產(chǎn)，ETT-X32-65，批號(hào)：20191213。

1.2.3 樣品制備[7]

一次性無(wú)菌氣管插管，主要由帶囊管體、氣源接頭、單向閥或壓力指示器等構(gòu)成。樣品制備選取與人體接觸部分，按照要求采用極限浸提方法中的熱浸提方法。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 色譜條件

氣化室溫度120℃，載氣為氮?dú)猓峙浔?0，流量1.2mL/min，色譜柱溫100 ℃，檢測(cè)器溫度160℃。按外標(biāo)法以峰面積計(jì)算EO的含量。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)

2.2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)GB/T9722-2006[8]，考慮EO本身的物化性質(zhì)及所選氣相色譜儀的特點(diǎn)等因素，主要選取樣品提取的平衡溫度、平衡時(shí)間和攪拌這3個(gè)因素。為了選擇出檢測(cè)EO的最佳實(shí)驗(yàn)條件，正交設(shè)計(jì)三水平三因素實(shí)驗(yàn)，采用正交表L9（34）安排實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平

2.2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。從極差可以看出，對(duì)峰面積影響的因素主次順序是A →B →C；從方差分析得出A在顯著性水平α=0.10上是顯著的。由此可以確定樣品預(yù)處理的方法是頂空瓶平衡溫度為80℃，平衡時(shí)間15min，無(wú)需攪拌。

3 驗(yàn)證部分[6,9-10]

按照優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)，取平衡溫度80℃，平衡時(shí)間15min，完成以下實(shí)驗(yàn)。

3.1 線性范圍、回歸方程和檢出限

配制1～20μg/ml共7個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，精確量取5ml置于20ml頂空瓶中密封，按上述色譜條件測(cè)定峰面積。以EO標(biāo)準(zhǔn)液的濃度（μg/ml）為橫坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)的峰面積積分值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

EO濃度在5～100μg線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.9998，回歸方程為Y=8537.28X-2363.41。檢出限按3倍基線噪音計(jì)算為0.06μg/ml。

表2 正交實(shí)驗(yàn)L9 (34)結(jié)果數(shù)據(jù)及極差分析、方差分析計(jì)算

3.2 專(zhuān)屬性實(shí)驗(yàn)[11]

取未經(jīng)EO滅菌的氣管插管，剪成5mm的碎片，精密稱(chēng)取1.00g，放入20ml的頂空瓶中加8μg/ml的EO溶液5ml，密封后放入頂空進(jìn)樣器。用10μg/ml的EO溶液作為對(duì)照液，按照上述色譜條件測(cè)定，未經(jīng)滅菌的氣管插管如有雜質(zhì)峰，應(yīng)與EO峰基線分離，分離度R＞1.5。樣品圖譜見(jiàn)圖1、圖2。

由圖1可得，未經(jīng)EO滅菌的樣品圖譜無(wú)雜峰出現(xiàn)，與圖2中8μg/mL的EO溶液對(duì)照品對(duì)比，結(jié)果明顯，符合檢定標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 未經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌的樣品圖譜

3.3 準(zhǔn)確度或回收率實(shí)驗(yàn)

精密稱(chēng)定EO適量，配制濃度為約4.8μg/mL、9.9μg/mL、19.8μg/mL的EO溶液各3份，分別按上述氣相色譜方法測(cè)定，計(jì)算回收率，即測(cè)得值除以加入量。通過(guò)回收率高低判斷準(zhǔn)確度?；厥章剩?）=測(cè)得量/加入量×100%。回收率平均值應(yīng)在90%～110%之間（n ≥9，至少3個(gè)濃度，每個(gè)濃度3份樣品），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)≤5%（n ≥9，至少3個(gè)濃度，每個(gè)濃度3份樣品）。EO溶液準(zhǔn)確度試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

結(jié)果表明，按照上述色譜條件測(cè)定，3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的EO平均濃度分別為4.806μg/ml、10.023μg/ml和20.082μg/ml，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.32%、2.36%和2.14%。符合要求。

圖2 8μg/mL環(huán)氧乙烷溶液圖譜

表3 EO溶液準(zhǔn)確度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.4 精密度試驗(yàn)

分別取3個(gè)濃度的EO溶液5ml于頂空瓶中，連續(xù)進(jìn)行6次測(cè)定，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。由相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分析精密度，當(dāng)≤5%時(shí)，表明精密度良好。結(jié)果見(jiàn)表4。

結(jié)果表明，按照上述色譜條件測(cè)定，3個(gè)EO的平均濃度分別為2.56μg/ml、5.69μg/ml和11.70μg/ml，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.74%、1.77%和2.54%，＜5%。該方法的精密度良好。

3.5 樣品EO殘留量試驗(yàn)

選取樣品中與人體接觸部分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將其截為5mm的碎片，精密稱(chēng)取1.0000g，放入20mL的頂空瓶中精密加水5mL，使樣品充分浸泡在水中，密封后放入頂空進(jìn)樣器。EO測(cè)量結(jié)果按式（1）計(jì)算[7]。

上式中，CEO：產(chǎn)品中EO相對(duì)含量，μg/g；5：量取的浸提液體積，ml；c：標(biāo)準(zhǔn)曲線上得到的樣品試液相應(yīng)的濃度，μg/g；m：稱(chēng)樣量，g。

樣品EO殘留量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

4 討論

氣相色譜法相較于比色分析法測(cè)試EO，具有機(jī)械性高、重復(fù)性好等特點(diǎn)，漸漸成為各醫(yī)療器械單位的首選，但也提出了更高的技術(shù)要求。儀器的選擇方面，該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有選擇頂空手動(dòng)進(jìn)樣，因?yàn)镋O的易揮發(fā)性易造成精密度不高和結(jié)果不準(zhǔn)確的情況。本實(shí)驗(yàn)采用頂空自動(dòng)進(jìn)樣器，表現(xiàn)出了良好的精密度。另外，色譜柱選擇中多推薦填充柱，但本實(shí)驗(yàn)中考慮到毛細(xì)管柱的普及性、使用方便、柱效高、靈敏度高等特點(diǎn)，選擇的毛細(xì)管柱Inert Cap 624是中等極性氣相毛細(xì)管色譜柱，適合于極性較小的EO。

表5 樣品EO殘留量

在方法學(xué)建立方面，氣相色譜檢測(cè)過(guò)程中其設(shè)定的操作參數(shù)較多，不僅僅需要確定檢測(cè)參數(shù)，而且需要針對(duì)不同的醫(yī)療器械確定不同的前處理參數(shù)，包括平衡時(shí)間、平衡溫度、攪拌頻率等。正交實(shí)驗(yàn)是處理多因素實(shí)驗(yàn)中比較常用且較為科學(xué)的方法，各個(gè)因素之間具有均勻分散和整齊可比的特點(diǎn)。相比較于單因素優(yōu)選法，正交實(shí)驗(yàn)法更具有代表性，容易區(qū)分因素影響的主次順序，用較少的試驗(yàn)次數(shù)獲得各因素對(duì)效應(yīng)指標(biāo)的影響，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，獲取最佳或者較理想的實(shí)驗(yàn)條件或參數(shù)[12]，縮短了樣品檢測(cè)周期和條件優(yōu)化時(shí)間，更加適合實(shí)際應(yīng)用。本文通過(guò)正交試驗(yàn)建立氣相色譜法測(cè)定EO的方法，希望能為其他醫(yī)療器械單位的檢測(cè)方法確立提供參考，保證快速、高效、準(zhǔn)確地檢測(cè)出EO殘留量，確保相關(guān)一次性使用無(wú)菌醫(yī)療器械的安全性。

此次實(shí)驗(yàn)使用正交實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)峰面積進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，通過(guò)極差分析和方差分析計(jì)算，最佳水平組合為A3B1C1，即平衡溫度80℃，平衡時(shí)間15min，無(wú)需攪拌。繼而，根據(jù)選定參數(shù)進(jìn)行線性試驗(yàn)、準(zhǔn)確度試驗(yàn)、精密度試驗(yàn)等，證明該法靈敏度高、精密度和準(zhǔn)確度良好，能夠用于一次性無(wú)菌氣管插管的EO殘留量檢測(cè)。