《医疗器械生物负载控制水平的分析方法》征求意见稿

ICS11.080.01C 47YY中华人民共和国医药行业标准YY/T XXXXXXXXX医疗器械生物负载控制水平的分析方法Analytical method for bioburden control level点击此处添加与国际标准一致性程度的标识XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施国家药品监督管理局发布YY/T XXXXXXXXX目次前言III引言 11范围12规范性引用文件13术语和定义14影响产品生物负载的因素25产品生物负载的风险36生物负载监控17纠偏处理18变更评估29定期回顾3附录A（资料性附录）警戒限和纠偏限统计方法举例 6前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由国家药品监督管理局提出。本标准由全国消毒技术与设备标准化技术委员会（SAC/TC 200）归口。本标准起草单位： 本标准主要起草人：引言无菌医疗器械是一种无存活微生物的产品。国际标准规定了灭菌过程的确认和常规控制要求，当医疗器械必须以无菌的形式提供时，在其灭菌前应将各种非预期的微生物污染降至最低。这也正是各国医疗器械法规中对灭菌前产品生物负载均有控制要求的原因所在。我国医疗器械生产质量管理规范附录无菌医疗器械和医疗器械生产质量管理规范附录植入性医疗器械均有规定“应当根据产品质量要求确定产品的初始污染菌和微粒污染的控制水平并形成文件，明确中间品的存储环境要求和存放时间，按文件要求定期检测并保持相关记录。应当定期对检测记录进行汇总和趋势分析”。自从2017年3月23日，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布公告（国家标准委2017年第6号公告），GB 15980-1995一次性使用医疗用品卫生标准等396项强制性标准废止后，医疗器械制造商急需相关标准要求，为生物负载质量管控提供分析方法。国际上通常按照ISO11737-1这一标准进行生物负载测试来反映产品的微生物污染水平，该标准考虑了目标产品上预期微生物种类，微生物培养所需的营养条件，通过考察产品上微生物的回收率来对采集方法进行确认，最后通过对包括培养条件和微生物计数技术在内的微生物计数适宜性的评价来综合评估产品上微生物污染水平。医疗器械制造商须要定期评估生物负载监测数据，以验证产品是否符合设计参数，并且持续适用于生产要求。通常，通过与已确定的数据限值进行比较进行评估。这类限值称为警戒限和纠偏限。警戒限和纠偏限反映了制造商洁净生产的实际控制能力。限值是在生产过程正常运行条件下收集到的数据基础上建立起来的。警戒限和纠偏限有助于验证产品生产过程的连续性。一般来说，超过警戒限表明产品质量（微生物风险）可能已从基线发生漂移。超出纠偏限则意味着洁净生产条件已失去控制，产品受微生物污染风险较高。此时，必须进行生产过程的调查以确定数据漂移的原因，并采取纠正措施解决问题。生物负载控制水平的分析方法1 范围 本标准规定了医疗器械产品生物负载控制水平的分析方法。本标准适用于无菌及植入性医疗器械产品生物负载控制水平的分析。本标准不适用于验证开发阶段产品生物负载测试值的分析。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 19973.1-2015医疗器械的灭菌 微生物学方法 第1部分：产品上微生物总数的测定 YY/T 0287-2017 医疗器械 质量管理体系 用于法规的要求 YY/T 0316-2016 医疗器械 风险管理对医疗器械的应用3 术语和定义GB/T 19973中界定的及以下术语和定义适用于本文件。3.1 菌落形成单位Colony forming unit （CFU）微生物培养后，由一个或几个微生物繁殖而形成的微生物集落，简称CFU，通常用个数表示。3.2 修正系数 correction factor用于补偿无法从产品和或微生物培养中完全采集的数据。3.3 警戒限 alert levels对于需微生物控制的的产品，由使用者自行设定微生物含量等级。当检测结果超过该等级时，应启动监测程序对该产品的微生物污染情况进行跟踪。3.4 纠偏限 acting levels对于需微生物控制的的产品，由使用者自行设定微生物含量等级。当检测结果超过该等级时，应启动调查程序对该产品的微生物污染情况进行调查。3.5 生物负载 bioburden一件产品和/或包装或其中存活微生物的总数。3.6 产品 product过程的结果。注：产品是有形的并且可以是原材料、中间体、部件和医疗器械。4 影响产品生物负载的因素影响产品生物负载的因素有多种，根据YY/T 0316识别影响生物负载风险源，包括但不限于如下的方面：-人员穿着、个人卫生、个人习惯；-设备和工作台面；-原材料、包装材料、部件、清洁剂；-清洗、组装、包装、搬运等作业方法；-环境条件、存贮条件、存贮时间；-监视和测量设备及方法等。5 产品生物负载的风险5.1 产品生物负载的风险与产品的灭菌方式有关。- 产品采用了过度杀灭的灭菌方式，则单纯从灭菌角度分析，产品的生物负载只要不超过灭菌使用生物指示物（BI）上的芽孢数，同时抗力不超过BI的D值，都可以有效杀灭。- 采用生物负载生物指示物（BI）结合的灭菌方式，则生物负载不应超过预定的限值，且抗力不超过BI的D值。- 采用辐射灭菌时，因灭菌剂量由生物负载数量或抗力等因素决定，因此建议生物负载的数量和抗力与初次相当，否则存在剂量增加的可能。5.2 产品生物负载的风险与产品和人体的接触性质有关- 产品与人体接触主要分成3大类，分别是表面接触器械、外部接入器械和植入器械。其中表面接触器械分为：皮肤接触、黏膜接触和损伤表面接触；外部接入器械分为：血路间接接触、组织/骨/牙本质接触、循环血液接触；植入器械分为：组织/骨/接触、血液接触。- 生物负载对不同接触性质产品的影响不同，生物负载对有的接触性质的产品影响小，如表面接触产品；对有的产品影响除了生物负载本身的影响，还应考虑内毒素的影响，如血液接触或植入器械等，此时应结合内毒素控制水平对产品生物负载控制水平进行调整和控制。6 生物负载监控6.1 文件生产企业应建立产品生物负载监控文件。6.2 生物负载的测试6.2.1 对生物负载水平的常规监测通常使用310个样品量。样品的生产和处理应代表正常生产。可以从因其他生产质量问题而被拒收的产品中选择样品，只要被拒收的样品可以代表常规产品并且对测试结果没有影响，按照常规生产工艺对样品进行初包装，用于生物负载测试。6.2.2 在可能的情况下，对于无菌医疗器械产品，生物负载的取样到生物负载测定之间经过的时间宜能反映出产品最后一个步骤的完成与产品灭菌之间的时间段。若无法满足这个时间间隔，应记录其合理性，如包括生物负载微生物群落、产品材料和水活度的信息等。6.3 监控频率 可以定期或者按生产量频率进行生物负载取样。生物负载的测定频率的选择可考虑产品的材料特性、生产工艺特点、生产频率、季节和环境变化、灭菌方式等因素，宜能对例如季节变更、生产变化或材料改变引起的生物负载中的变化进行监测。6.4 取样策略 选择产品族中的主产品（或等同产品）用于生物负载测试。如果无法获得该产品（例如，在特定测试期内没有生产这种产品），则应在文件中定义该产品族可接受的替代产品以代表常规生产过程，用于测试。6.5 微生物培养（培养基选择和培养条件）参见GB/T 19973.1:2015 相关规定。6.6 微生物鉴定参见GB/T19973.1：2015 相关规定。 初始验证期间以及生物负载超过纠偏限和/或警戒限时，需考虑微生物鉴定。生物负载的微生物鉴定应首先考虑属和种的鉴定。将包括真菌的鉴定（通过显微镜检查推定属水平）和细菌的革兰氏染色。在偏差调查期间，也可以考虑进一步鉴定典型菌落，微生物形态不相似的菌落以及任何有颜色的菌落（例如橙色，粉红色，红色或棕色）至属或物种水平。6.7 测试报告6.7.1 生物负载测试报告宜包含以下内容：a)测试日期；b)产品描述；c)修正系数；d)生物负载测试结果；e)引入修正系数后的生物负载测试结果；f)菌种鉴定（若适用）。6.7.2.生物负载测试的最终结果是所有同批次测试产品（引入修正系数后的生物负载）的平均值。6.8 分析6.8.1 应针对每个产品族和常规测试标准规定纠偏以及警戒限，常用的统计方法有平均值和标准偏差法、百分位数法、概率图法和控制图法等，附录A给出了建立警戒限和纠偏限的案例。6.8.2 警戒限和纠偏限宜基于历史数据。6.8.3 在没有此类历史数据的情况下，表一提供以下指导（如植入性医疗器械）：表1 植入性医疗器械警戒限和纠偏限推荐限度模式警界限纠偏限理由辐射（电子束，伽玛，X射线）60%的纠偏限按照ISO 11137的最大限度 将行动限设定为VDmax SD的最大值。收集至少12个数据点之后才会建立警戒限。过度杀灭方法60%的纠偏限1000 CFU过度杀灭方法是利用已知对灭菌过程具有高抗性的微生物进行灭菌的方法。当这个纠偏限对过程管控存在风险时，产品生物负载的D值需要大于用于挑战的微生物才会构成风险，基于用于环氧乙烷灭菌，蒸汽和其他气体灭菌工艺所用微生物的历史知识，产品的生物负载的D值不太可能比用于灭菌过程的挑战微生物的D值更大。对于非植入性医疗器械，可参考植入性医疗器械的规定进行生物负载控制水平的设定；也可以根据产品类型的不同，设定更高的生物负载控制水平，并且该设定证明能满足产品生产过程管控及质量要求，则该设定可认为是合理的。7 纠偏处理7.1 当监测结果超过纠偏限时，需要调查原因，包括实验室调查。若证明实验室操作无异常，则需进一步对包括生产环节进行调查。适用时，调查可包括但不限于如下方面：la)产品取样和转移/运输至实验室的过程控制；lb)审查任何不良或呈上升趋势的历史数据；lc)审查生产工艺的任何变更（例如设备或工艺变更，包装材料和工艺流程，清洗等）；ld)关键工艺和生产记录的审核（例如，最终清洗工艺、烘干、洁净室操作例如转移、处理和包装等）。7.2 超出纠偏限的事件按照YY/T 0287不合格品控制程序和/或纠正、预防措施控制程序进行处置。8 变更评估 产品发生变更时应评估变更对产品生物负载的影响，并形成记录。9 定期回顾 应定期对生物负载产品族，验证方法以及相关警戒和纠偏水平进行书面回顾，以确保其持续适用性。回顾可包括：la)产品族和主产品评估；lb)监测频率；lc)测试方法确认/验证；ld)偏离事件；le)不符合项；l f)警戒限和/或纠偏限（若适用）。5附录A（资料性附录）警戒限和纠偏限统计方法举例A1 平均值和标准偏差方法平均值和标准偏差方法一直是数据分析的传统方法。这种方法的问题在于它忽略了生物负载监测数据不是正态分布的事实。由于缺乏正态性，方法经常高估警戒限和纠偏限，导致不及时处理超出工艺参数的偏差。表2 直线型切割吻合器生物负载6批生物负载数据 （CFU/器械）样品编号批次1批次2批次3批次4批次5批次6130 59 18 38 5215 35 45 37 69 41 318 40 88 65 76 62 472 75 92 49 17 81 5528 18 63 32 53 650 33 55 558 47 75532 28 61 32 849 70 519 26 18 961 44 80 74 42 26 1077 81 7 33 19 43 每批平均值38.2 41.6 43.1 39.1 43.8 40.8 最小值555517 5最大值7781 9274 76 81 批次1,2,3的平均值 41.0 批次4,5,6的平均值 41.2 6批平均值41.1 计算：使用表2中直线型切割吻合器的生物负载数据为例子进行计算。平均值和标准偏差按照标准方法计算，这里不讨论。警戒限和纠偏限通常计算为平均值加上标准偏差的倍数，通常为2或3。 因此，以下计算将适用：警戒限=平均值+ 2标准差=41.1 + 225.0 = 91.1纠偏限=平均值+ 3标准差=41.1 + 325.0 = 116.1在本例中，数据的警戒限为91.1 CFU/器械，纠偏限为 116.1CFU/器械。如果只对超出警戒限的偏移作出响应，那么很少有观察结果需要响应，尽管有证据表明多次偏离正常操作情况。问题在于，警戒限下面的过程中可能存在问题，这些问题可能未被注意到，因此未得到纠正。这些问题可能会导致过程控制的长期损失。优点：平均值和标准偏差方法是一个简单的概念，历史上一直用于从监测数据中得出警戒限和纠偏限。该方法易于理解，易于接受并基于工艺数据。缺点：该方法假设一个正态分布的数据集，其结果是该过程没有得到充分的建模，因此警戒限和纠偏限被高估。这可能导致生物负载控制趋势偏离的延迟响应。此外，该方法没有提供执行趋势分析的简单方法。A2 百分位数方法百分位数计算是建立警戒限和纠偏限的替代方法。百分位数计算不对基础数据集进行假设，可用于正态和非正态分布数据。在大多数电子表格软件程序中可直接使用，以下为手动计算程序的说明。表3 直线型切割吻合器生物负载样品编号10批生物负载数据 （CFU/器械）批次1批次2批次3批次4批次5批次6批次7批次8批次9批次10130 5 9 18 38 5 100216778215 35 45 37 69 41 76452049318 40 88 65 76 62 90653399472 75 92 49 17 81 8888551655 28 18 63 32 53 69237920650 33 55 5 58 47 5481878275 5 32 28 61 32 21526583849 70 5 19 26 18 95894821961 44 80 74 42 26 789939661077 81 7 33 19 43 60287731计算：使用表3中直线型切割吻合器的生物负载数据为例子进行计算。为了计算百分位数，数据首先按降序排列。然后如下所示计算索引指数k，其中p=百分位数：n= 观察值。通常95 百分位数和99 百分位数分别用于警戒限和纠偏限。k = k = n( pn )警戒限 =n - (0.95100)= 5纠偏限 = n - (0.99100) = 1然后使用索引编号从最大的观察值中计数以识别警戒限和纠偏限。因此，对于表3中直线型切割吻合器的生物负载数据，警戒限和纠偏限分别约为92和100，参见表4，为简化，该表列出排序中的一部分。表4 百分位数索引索引指数观察值 1100299299495592 690789888 8888881187128313821481 1481 14811780 优点：百分位数计算代表了对使用平均值和标准偏差的改进，因为它们不要求全部数据集的正态性。它们代表了一个容易接受的简单概念，百分位数计算是基于工艺数据，因此反映了实际的工艺条件。缺点：该方法可能高估了实际的工艺值，并没有提供生物负载监测数据的趋势信息。A3 概率图方法概率图可以看作是百分位数计算的图形描述。概率图中的X轴表示原始观测值，在y轴上为其对应的百分位数。传统上，概率图用于检查数据的正态性，但它们也可用于使用95百分位数和99百分位数建立警戒限和纠偏限。图1 由表3数据得到的概率图 计算：概率图可以用纸进行手动制备或通过计算机使用统计软件程序得到。图1显示了一个概率图的例子。该图是使用表3数据集创建的。在图中95%和99%的点建立了警戒和行动限。在这个示例中，大约90和99.2的值将表示警戒限和纠偏限。优缺点：除了基于工艺数据之外，概率图还提供了数据的图形可视化，从而允许分析人员确定数据的分布。概率图可以在大多数统计软件程序中找到，这些图是有限的，因为如果数据聚集在几个点上，它们不应该被使用。这种聚集会导致不准确预测有意义的警戒限和纠偏限。概率图的另一个局限是是它们不提供趋势监测数据的手段。A4 控制图表方法制图技术的使用在监测数据的分析中提供了几个优点。它们可以手动或使用统计软件进行准备相对简单。大多数图表是以时间与每个测试值加以表示的简单图。测试值表示可以是菌落形成单位（CFU）/器械。控制图表还包括表示平均值，警戒限和纠偏限。用于生物负载监测数据的图表不同于传统控制图表，因为测试值的下限的线固定为零，用于生物负载监控数据的图表不一定需要特意显示。控制图表使用过程数据来计算过程的平均值和控制限制。因此，控制图上显示的值反映了实际的工艺性能，并根据这些值查看数据，分析人员可以轻松识别可能需要进一步调查的工艺变化。制图技术也具有优势，方便分析人员直观检查数据，从而便于数据审查和趋势分析。这里以单个图表为例进行分析。控制图表：单个图表通过以y轴来表示单个观测值，以x轴表示相应的参数，如时间，批号等作图以得到单个图表。当每个观测值仅有一个值时使用这些图表，故适合生物负载监测数据分析。他们可以使用下面显示的公式手动准备或自动使用大多数统计软件包。单个图表计算：使用表1中直线型切割吻合器的生物负载数据为例子进行计算。为了准备图表，首先计算原始数据的平均值和平均值范围。平均范围是通过总结相邻观测值之间的差异然后取这些差异的平均值来计算的。请注意，大多数统计软件包可以完成此计算。然后使用以下公式计算警戒限和纠偏限：警戒限= X + 2（R/d2）纠偏限= X + 3（R/d2）其中X是平均值；R是平均范围；d2是转换因子用于估计标准偏差。对于2的子组，该值等于1.128。对于表1中直线型切割吻合器的生物负载数据，平均值为41.1，平均范围为21.04。因此，警戒限和纠偏限可以计算为：警戒限= X + 2（R/d2）= 41.1 + 2 X (21.04/1.128) = 78.4纠偏限= X + 3（R/d2）= 41.1 + 3 X (21.04/1.128) = 97.1然后绘制数据和相关计算，如图2所示。查看图表，分析人员可能会观察到几个超出警戒限和纠偏限的实例。这些观察结果可提醒分析人员，在纠偏限偏离的情况下，可能需要进一步调查和纠正。 图2 由表1数据得到的单个图表优点和缺点：单个图表有前面讨论过的制图技术的优点。图表很容易理解并容易接受，它们基于工艺数据并提供监测的时间顺序视图，从而有助于及时应对潜在的趋势外情况。_