医疗器械生产洁净区送排风系统及其检查要点
内容提要：文章介绍了医疗器械生产洁净区的送排风系统，包括其构成、设计要素以及在监管过程中的检查要点，旨在指导医疗器械生产企业更好的运行其洁净区送排风系统，提高生产质量。
关 键 词：医疗器械 洁净区 送排风系统 检查要点
医疗器械的安全有效关乎人民群众身体健康，医疗器械的生产过程直接影响产品的质量安全。2014 年以来，新的《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械生产监督管理办法》和《医疗器械生产质量管理规范》陆续发布实施，国家对医疗器械的监管日益严格。经过一段时间的过度之后，自2018 年1 月1 日起，要求所有医疗器械生产企业应当符合医疗器械生产质量管理规范。从事医疗器械生产，应当具备与生产的医疗器械相适应的生产场地、环境条件、生产设备以及专业技术人员，且应建立健全与所生产医疗器械相适应的质量管理体系，并保证其有效运行。对于无菌医疗器械、植入医疗器械、体外诊断试剂等产品而言，洁净区是不可缺少的生产环境，洁净区的环境控制要求受到行业的普遍关注，也是政府监管的重点。本文主要探讨了洁净区送排风系统的组成、设计要素、现场检查中发现的相关问题与检查要点，给医疗器械生产企业从业人员及政府监管人员提供参考。
1.洁净区
洁净区是对悬浮粒子和微生物的污染数量进行环境控制的房间或区域，其建筑结构，装备及使用均具有减少对该区域内污染源的介入、产生和滞留的功能，洁净区内其他有关参数如温度、湿度、压力等需按要求进行控制[1]。对于医疗器械生产而言，洁净区包括生产区域和检验区域，此外还有连接各个功能区域的缓冲过度通道。洁净区的主要作用在于控制产品所接触大气的洁净度及环境的温湿度，使产品能在一个良好的环境空间中生产、制造和检验。洁净区送排风系统的设计及有效运行是保证洁净度的关键之一。
2.洁净区送排风系统设计
2.1 送排风系统的构成
医疗器械生产的送排风系统主要包括空调主机、空气处理机组和空气过滤系统。
空调主机应根据场地条件、投资成本、技术经济等方面进行比较分析后选定。由设计单位根据生产车间实际生产工况进行空调总负荷计算，应充分考虑生产工艺特点(如产热型设备情况、密集型人员)结合当地气象参数值进行计算。空调主机根据制冷方式可分为水冷螺杆式和风冷涡旋式。水冷螺杆式初次安装成本较大，运行成本相对较低，安装占地面积小，需安装冷却塔，冷却塔飞水对邻近有一定影响。风冷涡旋式安装成本相对较小，运行成本相对较高，安装占地面积大，通常需要多台制冷系统，设备维护成本较高。一般情况下，使用这两种空调在“节电”或者“综合能效”方面相差不大，大规模生产车间宜采用水冷式空调系统，中小规模生产车间可采用风冷式空调系统。
空气处理机组用于调节净化区域室内空气温湿度和洁净度，如满足热湿处理要求用的空气加热器、空气冷却器、空气加湿器，净化空气用的空气过滤器，调节新风、回风用的混风箱/ 段以及降低通风机噪声用的静压出风段等。根据全年空气调节的要求，机组可配置与冷热源相连接的自动调节系统。常规空气处理机组结构示意图如图1 所示。
空气过滤系统主要通过初、中、高效过滤器对进入洁净区域的空气进行过滤，其微粒捕集有效性主要取决于粒径、空气流速和过滤器结构规格(例如纤维直径)。空气过滤器的主要性能指标有4 项，包括过滤器效率、过滤器阻力、过滤器容尘量、过滤器的面速和滤速。过滤材料应能既有效地拦截尘埃粒子，又不对气流形成过大的阻力。中效空气过滤器宜集中设置在净化空气处理机组的正压段，中效、高效空气过滤器应按小于或等于额定风量选用，设置在同一洁净区内的高效过滤器运行时的阻力和效率宜相近。高效空气过滤器安装后，应确认过滤器的完整性，进行检漏以确认高效空气过滤器无泄漏或微量泄漏是在规范允许的范围之内。目前现场检漏方法一般采取气溶胶法，在送风管上导入气溶胶，通过检测下风口的气溶胶浓度，以及高效过滤器的过滤效率，来判定其是否泄漏[2]。日常应监测初、中效过滤器前后的压差，并对监测记录进行趋势分析。通常当压差超过安装初始压差的1.5~2 倍或企业的验证倍数时，须进行清洗或更换。
空气净化流程如图2 所示。洁净区域各等级空气洁净度的空气净化处理，一般均应采用初效、中效、高效空气过滤器三级过滤。室外新鲜空气与系统回风在新回风混合段混合，经初效过滤器过滤，再经表冷器、加热器进行冷热交换，再利用干蒸汽或其他加湿器加高空气湿度，处理后的空气经离心风机加压后，经中效过滤器过滤处理，最后经静压送风段送出根据要求调节好温度、湿度、洁净度的空气。
2.2 系统设计考虑因素
洁净区域内各洁净室的空气洁净度等级应满足相关法规和生产工艺对生产环境的洁净要求。净化等级的影响因素包括空气中的微粒数、空气中和设备表面上的微生物数量、每个房间的换气次数、空气流速、气流形态、过滤器类型及位置、房间之间的压差、温湿度等。
洁净室内的新鲜空气量需保证供给洁净室内每人每小时的新鲜空气量不小于40 m3，同时满足不小于补偿室内排风量和保持室内正压值所需新鲜空气量之和。洁净室送风量应考虑三方面的因素，分别是为保证空气洁净度等级的送风量、根据热湿负荷计算确定的送风量、向洁净室内供给的新鲜空气量，取三者的最大值。
洁净室与周围的空间必须维持一定的压差，并应按生产工艺要求决定维持正压差或负压差。不同洁净度级别的洁净室按从高到低由里向外布置。不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差，应不小于5Pa，洁净区与室外的压差，应不小于10Pa[3]。对于同样洁净度级别(如10 万级)的相邻洁净室，有时候需要控制不同的污染程度，也需要设置一定的压差。在生产过程中如果存在散发粉尘的洁净室、使用有机溶媒的洁净室、产生大量有害物质、热湿气体和异味的洁净室、病原体操作区、放射性物质生产区等，需要保持相对负压，且空气调节系统的空气应直排。送风、回风和排风的启闭应连锁。正压洁净室(区)连锁程序为先启动送风机，再启动回风机和排风机;关闭时连锁程序应相反。
3.洁净区送排风系统检查要点
3.1 洁净区域的外部环境
由于洁净区域的内部环境是洁净区域的外部环境经过一定处理过程的结果，因此，内部环境即取决于送排风系统温湿度调节和空气过滤能力等因素，也与外部环境条件密切相关。洁净区域的送排风系统设计需考虑当地不同时期的气候条件;在按一定周期进行内部环境的动、静态监测时，也应适当记录当时的外部环境条件，借以分析评估外部环境变化对洁净区域的影响。
3.2 送风、排风和回风
洁净区域送、排风口应安装电动闸门，该电动闸门应与空调送风机组联动，送风机组开启，电动闸门打开;送风机组停止，电动闸门应立即关闭，以防止外部气体对洁净区域内部环境造成污染。对一套送风机组各区域需要防止交叉污染的，也应安装联动电动闸门隔离。
回风口一般是可调节的百叶窗，其大小对洁净室内的尘埃粒子数量有直接影响，若回风口较小，有利于净化空气和原空气的混和与稀释;若回风口过大，净化空气从进风口进入，还未与原空气混和就经回风口排出，而含有较多尘埃的周边部分原空气得不到混合、稀释和排出，长时间停留在洁净室内。另外，回风口的大小还影响净化系统的气流分布和压差设定。因此，净化车间的承建单位在系统调试时会将每个回风口调节到合适的大小位置，并做好标记，但实际情况是部分承建单位未做标记，或者医疗器械生产企业在清洁时改变了回风口的大小，忘记位置复原或无法复原，对此应予以关注并督促相关企业采取措施。此外，有些企业过度强调压差，各级压差设计不合理，现场检查时发现压差过大，开关门都困难。
3.3 加热、加湿、除湿能力的评估
洁净区域的空调送风机组可以通过安装或改装，使其具备加热、加湿和除湿功能。但加热、加湿和除湿能力是否足够，应考虑当地较极端温湿度气候条件下的情况。企业应提供相关支持数据以说明加热、加湿和除湿系统设计是否合理。
3.4 初、中效过滤器的压差监测与更换
由于洁净区域外围环境以及各个净化系统设计余量的差异，初、中效过滤器供应商对过滤器前后端压差的变化与是否需更换的建议仅是一个参考数据。企业应监测过滤器压差与洁净区域静态环境参数和动态环境参数的对应数据，并进行趋势分析，进而通过过滤器压差变化得出更准确的过滤器更换时间。
3.5 洁净区域的不连续使用
对医疗器械生产企业，洁净区域的不连续使用是个常态，如晚间的暂停、周末的暂停、不同批生产间隙的暂停，以及停产等。企业应监测不同的暂停时间对净化环境的影响，并根据监测数据进行验证评估，制订相应的措施，以确保净化条件符合要求，如停机时间达到多少限值，应加大正常生产前的送排风系统运转准备时间;何种情况下，应对正常生产前的洁净区域进行全部参数检测。
3.6 空气净化系统的验证与再验证
企业应对空气净化系统进行验证，包括安装确认(IQ)、运行确认(OQ)、性能确认(PQ)。运行确认和性能确认的检测项目应包括相应净化等级规定的所有项目参数。性能确认建议至少连续进行3 个周期的监测，每个周期7d(其中第6、7 天系统停止运行)，在每个周期内按验证方案规定频次对有关参数进行监测;性能确认应包括静态和动态情况下的系统运行状况。企业应对空气净化系统的再验证作出规定，一般情况下，建议企业每年进行一次再验证。
4.小结
随着医疗器械生产监管的日益严格，洁净区及其送排风系统的设计越来越重要。现实中医疗器械企业在设计和建造洁净室的时候投入了较多的精力和经费，但后续的维护和管理往往比较薄弱。本文梳理了多年监管过程中的经验和发现的问题，有助于企业更好的维持洁净区的有效运行，提高医疗器械的生产质量。
