北京地区生产的三种外科植入物初始污染水平的检测分析

胡洋，张悦，胡金慧

北京市射线应用研究中心，北京，100012

北京地区生产的三种外科植入物初始污染水平的检测分析

【作 者】胡洋，张悦，胡金慧

北京市射线应用研究中心，北京，100012

对北京地区7个厂家生产的股骨头、股骨柄和股骨髁的初始污染水平进行了检测，得到这3种外科植入物的初始污染检测数据共计580个。之后，对这些数据进行了统计学分析，结果显示：3种产品初始污染值符合正态分布；同一厂家生产的股骨头和股骨髁的初始污染值之间没有显著性差异；北京地区不同季节股骨柄的初始污染值之间也没有显著性差异。根据正态分布曲线可看出，每种产品的初始污染水平存在一定的波动性，所以生产厂家应对产品的初始污染进行严格控制，保持初始污染值的稳定性。

初始污染；正态分布；方差分析

随着国家对医疗用品尤其是三类医疗用品监管力度的加大，无菌的医疗用品在灭菌前须完成灭菌过程确认，而初始污染值是灭菌过程确认最初的环节，也是决定灭菌程序参数的关键因素。确定灭菌参数之后，后续生产批的产品初始污染值不能超过最初灭菌过程确认时的初始污染值，用确定的灭菌参数灭菌后，使产品的无菌保证水平得以保证。同时，初始污染水平过高会导致产品的安全性问题，例如热原和细菌内毒素等不符合规定，因此医疗用品的生产厂家要严格控制产品的初始污染水平，以保证初始污染值在一个稳定的范围内。本文主要是对3种医疗用品的初始污染值进行统计学分析，通过正态分布和方差分析得到初始污染水平的分析结果。

1 材料和方法

1.1材料

本实验选用的样品为外科植入物有股骨髁、股骨柄和股骨头三种。股骨髁是由钴铬钼材料制成，属于膝关节假体；股骨柄和股骨头均是由钴铬钼材料制成，属于髋关节假体。3种产品均属于从常规生产线上随机抽取的样品，并且包装均为3层密封塑料薄膜真空包装。

1.2试剂

检测所用的营养琼脂培养基、pH7.0氯化钠-蛋白胨缓冲液，均为北京路桥技术有限责任公司产品。

1.3设备

杯式过滤系统、电热恒温培养箱和全自动压力蒸汽灭菌器。

1.3方法

1.3.1 微生物检测方法[1]

依据《中华人民共和国药典》2005版附录中规定的微生物限度检查法，采用薄膜过滤法得到每件样品的细菌菌落数。

检测环境为洁净度10000级下的局部洁净度100级的单项流空气区域。

1.4数据统计方法

1.4.1 正态分布曲线绘制方法[2,3]

正态分布是重要的连续性随机变量的概率分布。本实验所用的数据为连续性资料，在一定范围内可随机取值。然后进行单个样本K-S检验，用于检验变量的频数分布是否符合正态分布。正态分布的概率密度函数：

使用了SPSS 13.0软件选定图表菜单中直方图选项，可同时绘制直方图及正态分布曲线，得到了均值及标准差。

1.4.2 方差分析方法[3]

在多组数据的平均数作比较时，可以进行t检验，但是这样会提高Ⅰ型错误的概率。Ⅰ型错误是指如果假设是正确的，却错误地拒绝了。而且，所用数据的总体服从方差相等的正态分布，这是方差分析的前提条件，因此可以使用方差分析进行检验。

使用了SPSS 13.0软件选定分析菜单中的一维方差分析选项，得到了方差齐次检验及方差分析的结果，由此可判断各组数据之间是否具有显著性差异。

2 结果与分析

2.1股骨头、股骨柄和股骨髁初始污染值的正态分布曲线[4]

运用SPSS软件对股骨头的110个初始污染值进行了统计学分析，得到了直方图和均值为0.4909，标准差为1.9896的正态分布曲线，均值是110个初始污染值的平均结果，标准差体现了初始污染水平的分散性。经过单个样本K-S检验，相伴概率为0.309，大于显著性水平0.05，因此这组数据的频数分布符合正态分布，所得结果见图1 。

图1 股骨头初始污染值的直方图及正态分布曲线Fig.1 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral head

运用SPSS软件对股骨髁的90个初始污染值进行了统计学分析，得到了直方图和均值为0.6333，标准差为1.0206的正态分布曲线，均值是90个初始污染值的平均结果，标准差体现了初始污染水平的分散性。经过单个样本K-S检验，相伴概率为0.517，大于显著性水平0.05，因此这组数据的频数分布符合正态分布，所得结果见图2。

图2 股骨髁初始污染值的直方图及正态分布曲线Fig.2 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral component

运用SPSS软件对股骨柄的380个初始污染值进行了统计学分析，得到了直方图和均值为1.0300，标准差为2.2620的正态分布曲线，均值是380个初始污染值的平均结果，标准差体现了初始污染水平的分散性。经过单个样本K-S检验，相伴概率为0.055，大于显著性水平0.05，因此这组数据的频数分布符合正态分布，所得结果见图3。

图3 股骨柄初始污染值的直方图及正态分布曲线Fig.3 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem

从以上数据可以看出σ股骨柄＞σ股骨头＞σ股骨髁，股骨柄初始污染值的标准差较大，说明此组数据的分布较分散，离散性较大。根据所得结果可以看出3种产品的初始污染值均符合正态分布，但是都出现了异常值，因此需要生产厂家对生产工序的各个环节进行控制，以保证初始污染水平稳定在一个范围内。

2.2不同季节股骨柄初始污染值的直方图及正态分布曲线

运用SPSS软件对春季检测的股骨柄的60个初始污染值进行了统计学分析，得到了直方图和均值为1.3500，标准差为3.0960的正态分布曲线，均值是60个初始污染值的平均结果，标准差体现了初始污染水平的分散性。经过单个样本K-S检验，相伴概率为0.194，大于显著性水平0.05，因此这组数据的频数分布符合正态分布，所得结果见图4。

图4 股骨柄(3-5月)初始污染值的直方图及正态分布曲线Fig.4 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (March-May)

运用SPSS软件对夏季检测的股骨柄的140个初始污染值进行了统计学分析，得到了直方图和均值为0.8286，标准差为1.3514的正态分布曲线，均值是140个初始污染值的平均结果，标准差体现了初始污染水平的分散性。经过单个样本K-S检验，相伴概率为0.260，大于显著性水平0.05，因此这组数据的频数分布符合正态分布，所得结果见图5。

图5 股骨柄(6-8月)初始污染值的直方图及正态分布曲线Fig.5 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (June-August)

运用SPSS软件对秋季检测的股骨柄的90个初始污染值进行了统计学分析，得到了直方图和均值为0.8444，标准差为2.2877的正态分布曲线，均值是90个初始污染值的平均结果，标准差体现了初始污染水平的分散性。经过单个样本K-S检验，相伴概率为0.427，大于显著性水平0.05，因此这组数据的频数分布符合正态分布，所得结果见图6。

图6 股骨柄(9-11月)初始污染值的直方图及正态分布曲线Fig.6 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (September-November)

运用SPSS软件对冬季检测的股骨柄的90个初始污染值进行了统计学分析，得到了直方图和均值为1.3111，标准差为2.6632的正态分布曲线，均值是90个初始污染值的平均结果，标准差体现了初始污染水平的分散性。经过单个样本K-S检验，相伴概率为0.131，大于显著性水平0.05，因此这组数据的频数分布符合正态分布，所得结果见图7。

图7 股骨柄(12-2月)初始污染值的直方图及正态分布曲线Fig.7 The histogram and normal distribution curve for the initial contamination values of femoral stem (December-February)

根据以上数据，可以看出σ春＞σ冬＞σ秋＞σ夏，春季股骨柄初始污染值的标准差较大，说明此组数据的分布较分散，离散性较大。根据所得结果，可以看出每个季度的初始污染值均符合正态分布，但是都出现了异常值。通过标准差可以看出，每个季节的初始污染值的正态分布曲线的波动性存在明显差异，因此需要生产厂家对生产工序的各个环节进行控制，以减少初始污染值的波动性。

2.3同一厂家不同产品初始污染值的方差分析

使用股骨头和股骨髁各50个初始污染值进行方差分析，由于方差分析的前提是各个水平的总体服从方差相等的正态分布，因此首先要进行方差齐次检验（见表1）。

表1 股骨头和股骨髁的方差齐次检验Tab.1 The homogeneity of variance test for femoral head and femoralcomponent

所得的结果是相伴概率为0.488，大于显著性水平0.05，因此接受零假设，可以认为股骨头和股骨髁初始污染值的总体方差是相等的，满足方差检验的前提条件。然后再进行方差分析（见表2）。

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

假设：H0：μ1=μ2，HA：μ1≠μ2（μ1、μ2分别为股骨头和股骨髁初始污染值的均值）

方差检验的F值为0.118，小于F0.05（1，98），相伴概率为0.732，大于显著性水平0.05，因此接受零假设，说明股骨头和股骨髁的初始污染值之间没有显著性差异。

2.4季节对同一产品初始污染值的方差分析

使用股骨柄的380个初始污染值，选取了μ±3σ[5]（μ为均值，σ为标准差）范围内的数据372个进行方差分析。由于方差分析的前提是各个水平的总体服从方差相等的正态分布，因此首先进行方差齐次检验（见表3）。3σ是经过质量理论优选出来的，控制限范围一般选μ±3σ，确保有99.73%的初始污染值落在控制限范围内。

表3 股骨柄的方差齐次检验Tab.3 The homogeneity of variance test for femoral stem

所得的结果是相伴概率为0.261，大于显著性水平0.05，因此可以认为不同季节股骨柄初始污染值的总体方差是相等的，满足方差检验的前提条件。然后再进行方差分析（见表4）。

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

假设：H0：μ1=μ2=μ3=μ4，HA：μ1≠μ2≠μ3≠μ4（μ1、μ2、μ3、μ4分别为4个季节股骨柄初始污染值的均值）

方差检验的F值为0.995，小于F0.05（3，368），相伴概率为0.395，大于显著性水平0.05，因此接受零假设，说明不同季节股骨柄的初始污染值之间没有显著性差异。

3 讨论

本文所选样品来自7个厂家，在北京地区医疗器械生产厂家中约占50%。这7家生产机构均执行ISO13485质量体系，且符合GMP规范的要求，因此，所给出的初始污染数据具有一定的代表性。本文所用的580个数据是积累了4年所得到的。

对以上3种产品来说，其包装均为3层密封塑料薄膜真空包装，这种包装方式不会为微生物的生长提供空气和水分。如果产品的存放环境能够保持稳定，并且包装材料灭菌过程确认满足要求，那么由于季节性变化带来的温湿度差异不会对产品的初始污染水平造成显著影响。因此，需要对生产过程、生产环境等其他因素加以控制，以保证产品初始污染水平的稳定。

本文所用的380个股骨柄的检测数据是积累了4年所得到的，分别对每年的检测结果取平均值，结果为X2006=0.43 CFU/产品单元；X2007=0.50 CFU/产品单元；X2008=1.08 CFU/产品单元；X2009=1.14 CFU/产品单元，可以看出股骨柄的初始污染值处于逐年递增的状态。虽然国家没有明确规定外科植入物的初始污染值的标准，但是产品的初始污染程度也是应该有所控制的。由于初始微生物数量过多，会随之产生大量的代谢产物。增大辐照剂量尽管可以消灭微生物，但是代谢产物很有可能会大量残留，当产品植入人体后，代谢产物可能会对人体造成不良反应。再有，完成医疗用品的灭菌过程确认，也要依赖于产品的初始污染水平，所以厂家对产品的初始污染程度是要进行控制的。

[1] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典, 2005版, 二部[Z]. 北京:化学工业出版社, 2005, 附录93-101.

[2] 胡金慧, 许自炎, 孙乃峰, 等. 一次性使用输液器初始污染的调查及灭菌剂量的确定[J]. 同位素, 1993, 6（4）: 217-222.

[3] 余建英, 何旭宏. 数据统计分析与SPSS应用[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2003，142-148, 440-441.

[4] 杜荣骞. 生物统计学[M]. 北京: 高等教育出版社, 1999, 51-56.

[5] 全国质量技术人员职业资格考试办公室. 2007 质量技术基础知识与实务（初级）[M]. 北京: 中国人事出版社, 2007, 140-145.

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

【Writers】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

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10.3969/j.isnn.1671-7104.2010.05.015

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