深度解析在用Ⅱ级生物安全柜现状

王会如 王霖 战玢 北京市医疗器械检验所 （北京 101111）

内容提要： 自2016年2月起国家食品药品监督管理总局发布实施《医疗器械使用质量监督管理办法》，同年8月份北京市食品药品监督管理局和北京市卫计委联合发布《生物安全柜在用医疗器械质量控制技术要求》。两项举措都是为了进一步规范和加强在用医疗器械质量管理，保证医疗器械使用的安全、有效。下面就影响在用Ⅱ级生物安全柜产品质量的诸多问题进行深度解析。

Ⅱ级生物安全柜（以下简称安全柜）作为实验室的重要防护屏障，是为操作感染性实验材料时，用来保护实验操作者、实验环境以及实验材料，使其避免暴露于上述操作过程中可能产生的感染性气溶胶和溅出物而设计的。然而，经过为期四年对在用市场的调查研究发现，安全柜的采购验收、选型安装、维护检测、使用等环节存在诸多问题，使安全柜未能在真正意义上起到保护人员、产品和环境的作用。以下针对安全柜存在的问题逐一进行解析，望引起重视。

1.安全柜在采购验收中存在的问题

安全柜属于三类高风险医疗器械，需要根据产品技术要求进行上市前的型式检验，只有检验合格并通过审评后方可取得医疗器械注册证。上市前的型式检验是根据YY 0569-2011 行业标准对安全柜进行的全性能测试，经过型式检验的安全柜严格设定了下降气流和流入气流的标称值，安全柜的气流只有在标称值的范围内波动，才能保证人员、产品和环境的安全。型式检验是证明安全柜设计和使用合理性、性能安全可靠性以及应对异常状态能力的有力依据，保障了实验操作人员的用械安全。

根据《医疗器械使用质量监督管理办法》[1]的要求，医疗机构应当从具有资质的生产经营企业购进安全柜，索取、查验供货商资质、医疗器械注册证或备案凭证等证明文件。同时，医疗机构应当根据临床检验及医护操作人员的需求，在购买安全柜时，严格查验生产资质和医疗器械注册证，逐一将产品与注册证信息进行核对，确认无误后方可签订购买协议。

目前，在用市场上除了“无证”安全柜，还有“三不像”安全柜。“无证”安全柜是未取得国内医疗器械注册证的安全柜，未经上市前的型式检验，无法判断其结构设计的合理性、性能的可靠性和产品质量的可追溯性。“三不像”安全柜是洁净台和排风柜的衍生产品，只能一定程度起到保护人员和产品的作用，根本无法保护环境，形似神离。此类产品本不属于安全柜的范畴，无法验证实验结果的真实可靠，更无法保障其安全性能。

所以，针对安全柜采购环节，医疗机构应当对其实行统一管理，并由指定部门或人员统一采购。针对安全柜验收环节，更是重中之重，医疗机构应当真实、完整、准确地记录进货查验情况，妥善保管进货查验记录，确保信息具有可追溯性。

2.安全柜在选型安装中存在的问题

2.1 安全柜的分类

安全柜根据气流方向和模式、排气系统及结构，共分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个防护等级[2]。

Ⅰ级安全柜可保护工作人员和环境而不保护样品。其气流原理和实验室通风橱一样，不同之处在于排气口安装有高效过滤器（以下称为HEPA 过滤器）。Ⅰ级安全柜本身无风机，依赖外接通风管中的风机带动气流，由于不能保护柜内产品，目前已较少使用。

Ⅱ级安全柜是目前应用最为广泛的柜型。Ⅱ级安全柜依照流入气流、排气方式和循环方式可分为4个级别：A1型，A2型，B1型和B2型。在用市场上以30%外排、70%内循环的A2型和100%外排的B2型为主。细胞毒素安全柜工作原理更加类似于Ⅱ级安全柜，专门为高毒性的细胞毒素药物的实验和生产而研制的，主要特点是柜体安装三层HEPA过滤器，更加高效地保护实验人员、产品和环境，并可以在风机运行的过程中更换HEPA过滤器，确保维护人员的安全。

Ⅲ级安全柜是为3、4级实验室生物安全等级而设计的，柜体完全气密，工作人员通过连接在柜体的手套进行操作，俗称手套箱，试验品通过双门的传递箱进出安全柜以确保不受污染，适用于高风险的生物试验。

2.2 安全柜的选型问题

医疗器械的采购一般由器械科或医工处负责，并非医疗器械的最终使用人员，若采购方与使用方的沟通不当，将无法保证安全柜选型的合理性。针对在用市场的深度调查发现，一些医疗机构在选择安全柜时，并没有根据实验操作类型、实验室防护级别进行区分，安全柜的选型问题未得到医疗机构的足够重视，然而错误的选型将对实验操作带来很大的安全隐患。

一般情况下，对于A2型和B2型安全柜的选择主要取决于操作对象是否是有毒化学品或放射性物质，而非生物因素。因此在选择安全柜时要综合考虑实际工作需要并确保实验安全。通常在操作有毒化学品时，不应选择将空气内部循环排入房间的Ⅱ级A型安全柜，应当选择Ⅱ级B型安全柜；当操作少量挥发性有毒化学品或放射性物质时，可选择Ⅱ级B1型安全柜，当操作少量挥发性有毒化学品或放射性物质时，可选择Ⅱ级B2型安全柜方能保证实验人员的安全。在生物安全柜实验室中，必须考虑安全柜对操作人员的保护，通常在三级实验室中选择Ⅱ级A2型或B2型安全柜，在四级实验室中必须选择Ⅱ级B2型或Ⅲ级安全柜。

2.3 安全柜的安装问题

安全柜的安装问题主要包括两大方面，一方面是空间摆放不得当，另一方面是柜体安装不合理。大多数在用安全柜被用于临床检验科、病理科和肿瘤科，检验科、病理科及肿瘤科是多学科综合性的实验诊断及药物配制科室，配备大量临床检验分析、药物配制设备及实验耗材。仪器设备摆放的合理性很关键，大多数医疗机构将安全柜置于门窗、走廊等通风区域或正对中央空调送风口，紧靠墙面摆放，干扰了安全柜流入气流气幕对人员和产品的保护，使得实验样品与操作人员直接接触，对人体造成危害。同时使得外界污染物进入实验区域，污染实验样品，造成实验误差。安全柜支架下方摆放离心机、小型培养箱等设备、实验耗材或大量废弃物，影响人员的实验操作，更不利于对安全柜底部的清洁维护。

安全柜柜体安装不合理主要体现在Ⅱ级A2型安装外排管道，且管道过长或柜体顶端紧贴屋顶，干扰气流模式，使得安全柜气流外排受阻，进而导致流入气流下降，无法保证实验操作人员的安全。Ⅱ级B2型外排风机功率不够，与Ⅱ级B2型安全柜运行所需风量不匹配，或者直接将外排管道与实验室风机系统相连接，未配置独立的外排风机，干扰气流模式，使得安全柜流入气流下降，同时无法保证实验操作人员的安全。

安全柜应远离能破坏由工作区空气屏障产生的隔离层房间气流，远离通道处摆放。实验室若有窗户，应时刻处于关闭状态，不应放在流通空气入口，以免空气吹过前窗操作口或吹向排气过滤器。如果空间许可，在安全柜背后和周边应留30cm的空间用于清洁，如果不许可，最少每边应有8cm及背部留3.8cm的清洁空间。

Ⅱ级A2型安全柜应使顶端排气口和天花板之间的间距至少为8cm。建议拆除外排管道或用设计合理的排气罩代替。Ⅱ级B2型安全柜应配备独立的排风系统，其中应包括防漏管道、管道内靠近安全柜的节气阀及作为最终系统组件的外排气风扇，并且排气扇应根据安全柜的风量设计和厂商说明书，满足排气量的要求。同时，顶部排气系统应有一竖直向上的排气管直接延伸到屋顶面3m以上，避免再进入实验室内，当影响周围建筑物时，应增加排气管高度。当气流以正常速度排气时，应无沉降物进入排气管。风机机壳的最低点钻一个2.5cm的孔，便于排水，避免雨水倒流进入管道损坏HEPA过滤器。

3.安全柜在维护检测中存在的问题

3.1 安全柜的定期维护检测

第一，多数医疗机构针对安全柜性能的维护检测缺乏足够的了解。第二，医疗机构不具备自行维护检测的能力。第三，应针对确保安全柜性能的项目进行定期维护保养，经市场调研发现，安全柜性能异常，第三方维护机构盲目更换HEPA过滤器，未深究安全柜出现异常的关键。第四，社会第三方检测机构的检验能力及检验依据需进一步优化，并通过行政手段进行监督、评定、规范。

安全柜属于三类医疗器械，《医疗器械使用质量监督管理办法》[1]中规定医疗机构应当建立相应的维护维修管理制度。需要进行定期的检查、检验、校准、保养、维护，并及时进行分析、评估，确保安全柜处于良好状态。医疗机构可以按照合同约定要求安全柜生产经营企业提供维护维修服务，也可以委托有能力和条件的维修服务机构进行维护维修。若在维护中发现安全柜存在安全隐患，应立刻停止使用，通知检修；经检修仍不能达到使用安全标准的，不得继续使用，并按照有关规定处置。《生物安全柜在用医疗器械质量控制技术要求通告》中规定安全柜的检测周期分为的每年至少进行一次的日常检验、安装完成或位置发生移动后的安装检验和维修后再确认检验。YY 0569-2011 行业标准中也对安装检验和维护检验做出了相关规定。

维护维修与定期检测相辅相成，只有科学、准确地检测才能发现安全柜性能上的问题，才能更有针对性地维护维修。例如：气流流速低不只是高效过滤器堵塞造成的，也可能是风机老化或不合理的柜体安装使进气格栅堵塞导致的。气流模式不正常主要原因是气流流速不合格，外界气流的干扰，柜体结构设计不合理导致的。所以，定期检测一方面是为了验证安全柜是否处于正常状态，另一方面更是为了发现问题，通过分析判定进一步排查，最终锁定问题所在。

3.2 安全柜的维护检测项目

《生物安全柜在用医疗器械质量控制技术要求通告》[3]中明确规定了安全柜核查的性能指标。

3.2.1 外观和铭牌

安全柜表面若存在有划伤、锈斑，或焊接若不牢固、不光滑，或说明功能的文字图形错误模糊等问题，不仅会影响操作人员的正常使用，长此以往还会加剧安全柜表面结构老化腐蚀，使安全柜柜体泄露，造成不安全因素。柜体应贴有中文铭牌（产品型号、规格、名称、级别类型、设备编号、生产日期和气流流速标称值）。A2型安全柜若安装排风管道，应可拆卸和重新安装，B2型安全柜在排风管道上预留约10mm的圆孔，此两项目的在于排风过滤器的完整性检测。

3.2.2 下降气流流速和流入气流流速

下降气流是为了保护试验样品免受外界环境的污染，流入气流是为了保护操作人员免受病原微生物的感染，是安全柜最为核心的技术指标。安全柜的柜体结构和风机选配的合理性最终决定了气流流速的波动范围，波动范围决定了安全柜气流流速的标称值。每台取得医疗器械注册证的安全柜都设定了气流流速标称值。安全柜只有在气流流速标称值的范围内波动才能保证运行正常和性能安全。

3.2.3 气流模式

气流模式是甄别安全柜气流流向是否均匀，柜体结构设计是否合理的重要检测项目，分别针对下降气流、观察窗气流、前窗操作口边缘气流和移动窗密闭性进行检测。

3.2.4 高效过滤器完整性

安全柜拥有送风和排风两层过滤器，送风过滤器主要为了保护试验样品免受污染，排风过滤器则保护外界环境和实验操作人员。高效过滤器是一种由玻璃纤维纸制成的高精度、高密度的高值耗材，极易损坏，所以在安全柜的移动搬运过程中要严加管控。

3.2.5 报警和联锁系统和风速显示

当安全柜处于前窗开启高度、气流波动、排气损失、风机停止运行等非正常状态时，声光报警器报警，提示操作人员立刻停止实验，通知维修人员进行检修。安全柜操作面板必须实时显示工作区的下降气流和流入气流流速，使操作人员能够直观判断气流是否处于正常状态。此两项检测是安全柜防护的最后一道屏障。

3.2.6 照度、噪声和紫外灯

照度和噪声是为实验操作人员营造一个更加和谐舒适的实验环境，使操作人员能够静心实验，避免外界干扰，影响实验结果。紫外灯是通过紫外线辐射的方式对操作台表面进行消毒灭菌，然而紫外灯的穿透能力较差，遇到阻隔便难以进行有效的灭菌。所以，建议使用与菌种相对应的消毒液或酒精进行彻底的擦拭消毒。

3.2.7 人员、产品和交叉污染保护

通过碘化钾法和微生物法进一步验证安全柜物理检测的准确性。以碘化钾微粒作为化学指示剂，进行人员保护实验。以枯草芽孢杆菌芽孢作为生物指示剂，进行产品和交叉污染保护实验。

3.3 安全柜主要检测误区

3.3.1 安全柜的气流检测

取得医疗器械注册证的安全柜，下降气流和流入气流有标称值限制。安全柜的实测气流只有在标称值的±0.025m/s范围内变化，才能满足设计生产的要求。检测过程中，如果只检测风速实测值，忽视实测值与标称值间的比较，会影响对安全柜性能安全及正常运行的判断。

3.3.2 安全柜高效过滤器完整性检测

在用安全柜高效过滤器完整性检测方法分为尘埃粒子法和气溶胶光度计法，尘埃粒子法是采用大气尘作为上游背景值，高效过滤器下游工作区内尘埃作为测试数，两者之间的比值即为漏过率。此方法的上游浓度受环境影响较大，且上游浓度背景值不确定。同台安全柜在普通环境与洁净环境下的漏过率会存在差异。第一，安全柜是防护生物危害的屏障，并非单纯意义上的洁净产品，当安全柜达到生物等级要求时，它洁净度一定合格，反之则不成立。第二，尘埃粒子检测仪能够精确检测到0.3μm 以上粒径的粒子，但对于粒径小于0.3μm 尘埃粒子则无法精确地检测。然而，多数实验室微生物气溶胶的粒径都小于0.3μm，过滤器一旦泄露，微生物气溶胶对人体的伤害远比尘埃粒子的伤害要大。第三，气溶胶光度计法明确规定了上游浓度，并具有高精准、高灵敏性的技术优势。

4.安全柜在使用中存在的问题

4.1 使用误区

第一，检验科医护人员由于长期从事病理分析、筛查、诊断工作，经常接触病原微生物，自身会对部分感染源产生抗体，有时会放松警惕，存在一定程度的职业麻痹。第二，实验前未按正确的程序洗手、消毒，未合理穿戴防护用具，未进行严格的个人防护。第三，使用未启动的安全柜进行实验，或者安全柜处于报警状态仍进行实验，安全意识差。第四，安全柜操作区杂物、废弃物过多，堵塞进气格栅，未定期对集液槽进行清洁，操作台面未进行合理化分区。第五，实验过程中，手臂移动快速不均匀，双臂遮挡前窗进气格栅。操作者背后人员走动频繁。第六，安全柜操作台面摆放酒精灯，检测记录纸随意放置在安全柜操作污染区。

4.2 安全柜正确的使用步骤[4]

第一，操作前应将本次操作所需的全部物品移入安全柜，避免双臂频繁穿过气幕破坏气流；并且在移入前用75%酒精或事先配置好的消毒液擦拭表面消毒，以去除污染。

第二，打开风机5～10min，待柜内空气净化并气流稳定后再进行实验操作。将双臂缓缓伸入安全柜内，至少静止1min，使柜内气流稳定后再进行操作。

第三，安全柜内不放与本次实验无关的物品。柜内物品摆放应做到清洁区、半污染区与污染区基本分开，操作过程中物品取用方便，且三区之间无交叉。物品应尽量靠后放置，但不得挡住气道口，以免干扰气流正常流动。

第四，操作时应按照从清洁区到污染区进行，以避免交叉污染。为防可能溅出的液滴，可在台面上铺一用消毒剂浸泡过的毛巾或纱布，但不能覆盖住进气格栅。柜内操作期间，严禁使用酒精灯等明火，以避免产生的热量产生气流，干扰柜内气流稳定；且明火可能损坏HEPA 滤器。

第五，工作时尽量减少背后人员走动以及快速开关房门，以防止安全柜内气流不稳定。

第六，在实验操作时，不可打开玻璃视窗，应保证操作者脸部在工作窗口之上。在柜内操作时动作应轻柔、舒缓，防止影响柜内气流。

第七，工作完成后，关闭玻璃窗，保持风机继续运转10～15min，同时打开紫外灯，照射30min。（在紫外灭菌时要关闭通风，紫外光对人体有损害，注意个人保护。）

第八，安全柜应定期进行清洁消毒，柜内台面污染物可在工作完成且紫外灯消毒后，柜体内外应用84消毒液擦拭。柜内使用的物品应在消毒后再取出，以防止将病原微生物带出而污染环境。

4.3 安全柜使用原则

缓慢移动原则：为了避免影响正常的风路状态，柜内操作时手应该尽量平缓移动。

物品平行摆放原则：为了避免物品和物品之间的交叉污染现象产生，在柜内摆放的物品应该尽量呈横向一字摆开，避免回风过程中造成交叉污染。同时避免堵塞背部回风隔栅影响正常风路。

避免震动原则：柜内尽量避免震动仪器（例如离心机、旋涡振荡器等）的使用，因为震动会使得积留在滤膜上的颗粒物质抖落，导致操作室内部洁净度降低，同时如果在前操作面平衡失败还会引起安全柜对操作者的污染。

不同样品柜内移动原则：柜内两种及以上物品需要移动时，一定遵循低污染性物品向高污染性物品移动原则，避免污染性高的物品在移动过程中产生对柜体内部的大面积污染。

明火使用原则：柜内尽量不要使用明火。因为在明火使用过程中产生的细小颗粒杂质将被带入滤膜区域，这些高温杂质会损伤滤膜。无法避免一定需要使用的时候，宜使用低火苗的本生灯。

5.监督管理与法律责任

《医疗器械使用质量监督管理办法》中明确规定在针对医疗器械使用单位进行监督检查时，可以对相关的医疗器械生产经营企业、维修服务机构进行延伸检查，医疗器械使用单位应当按照本方法建立使用质量管理制度，每年对医疗器械质量工作进行全面自查，并形成自查报告。加强对使用环节的抽查检验，严格保证医疗器械的产品质量。一方面加大监管力度的同时，另一方面也要追求使用无证产品、无定期检查检验校准产品、存在安全隐患产品等违法行为的法律责任。

6.总结

通过安全柜在用市场所出现的问题，可以引申到整个在用医疗器械行业。在医疗器械全程监管过程中，使用环节是检验医疗器械安全有效性的关键环节。经过系统技术评价认定为安全有效的医疗器械，只有在使用环节才能得到实践验证。医院使用医疗器械从事诊疗、护理活动，若不符合国家规定的医用产品质量标准，使用后会对患者造成健康损害。医院作为医疗器械的重点使用单位，更加应该增强在用医疗器械的质量安全意识，加强对使用人员的培训，加大在用医疗器械的使用维护力度，避免使用过程中出现的诸多问题。