国家标准解读:GB 18280.1—2025《医疗产品灭菌 辐射 第1部分:医疗器械灭菌过程的开发、确认和常规控制要求》

发布时间:2026-10-10

一、标准修订的背景和意义

GB 18280.1—2025 的发布,标志着自GB 18280.1—2015以来,规范辐射灭菌过程开发、确认与常规控制的核心标准完成全面技术修订。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,修改采用国际标准ISO 11137-1:2025,将辐射加工要求国际应用框架进行了系统化的协调和统一。本标准规定了医疗器械使用γ射线、电子束和X射线辐照进行灭菌的相关过程的开发要求、灭菌过程的确认和再确认要求、灭菌过程的常规控制和放行要求,以及保持灭菌过程持续有效的要求。

GB 18280.1—2015发布以来,辐射灭菌的技术格局发生了深刻变化:钴-60(60Co)放射源供应持续紧张,放射源防护安全管控形势日趋严格;另一方面,大功率工业电子加速器和高能 X 射线(轫致辐射)转靶技术快速成熟。此外,辐射生物学与剂量学的实证研究进展表明,2015版标准中若干规定性条款(如固定的剂量审核周期、以及对加速器能量的阈值上限等)均可以顺应新的行业形势,在不降低无菌保证水平(10-6 SAL)的前提下对相关要求进行更新。

本标准通过嵌入风险管理理念、细化过程控制要求、增加规范性引用文件等,为医疗器械生产企业和辐照加工企业引入行业最佳实践。与2015版标准相比,主要变化如下。

二、标准修订的主要内容

(一)加速器评估感生放射性能量阈值的提升

GB 18280.1—2025在第 5 章(灭菌因子的特征描述)和第 6 章(过程和设备的特殊描述)正式提高了用于医疗产品灭菌的加速器装置的能量上限:

电子束装置的最高允许标称能量由 10 MeV 提升至 11 MeV。

用于X 射线转靶(轫致辐射)的电子束装置最高允许标称能量由 5 MeV 提升至 7.5 MeV。

2025版标准规定了评估感生放射性的对应阈值:在上述修订限值内、使用标准医疗器械构成材料进行加工时,无需评估感生放射性。

旧版标准中设定的能量限值(电子束 10 MeV、X 射线 5 MeV),源于 20 世纪80年代对感生放射性研究的保守评估。此后数十年间,国际原子能机构(IAEA)、各国国家计量院及行业工作组开展了大量合作研究,对所有常见医疗用聚合物、金属(含钛、不锈钢、钴铬合金)的阈值能量、活化截面和同位素产额进行了系统评估,据此更新了感生放射性能量阈值。

(二)规范性整合ISO 13004:2022

GB 18280.1—2025第 8 章(过程定义)中整合了ISO 13004:2022(《医疗产品灭菌 辐射 选定灭菌剂量的证实:VDmaxSD 方法》)的相关要求。

2015版标准中 8.2 和 GB 18280.2—2015中仅认可两种证实灭菌剂量的选项:VDmax25(对应 25 kGy 灭菌剂量)和 VDmax15(对应 15 kGy 灭菌剂量)。ISO/TS 13004:2013 以技术规范形式发布,提供了以 2.5 kGy为增量的证实剂量(如 17.5、20.0、22.5、27.5、30.0、32.5 和 35.0 kGy),但因其不具备正式国际标准地位,未得到监管方的广泛认可。2025修订版标准将ISO 13004:2022中VDmax方法的证实剂量直接纳入标准的过程规范体系。

VDmax 方法的基础在于:确认医疗产品上的自然生物负载的辐射抗性等于或低于标准抗性分布(SDR)。对于给定的生物负载平均值(x̄),该方法通过对微生物种群施加验证剂量(VDmax),来证实能否达到 10-1 的目标无菌保证水平。

以往当生产企业证明产品生物负载较低时(如平均生物负载为 10 CFU)可选的标准化方案仅有两种:

采用 VDmax25 方法,即便保证 10-6 无菌保证水平的剂量明显低于 25 kGy,仍须将产品常规加工最低剂量设定为 25 kGy。

采用 GB 18280.2 中规定的方法 1 或方法 2,此方法需使用大量样品(如每批 100 件以上、跨多个批次)、实施多次无菌试验以及复杂的增量剂量实验。

利用 ISO/TS 13004 论证 VDmax17.5 或 VDmax20,但因其未获广泛接受,面临监管阻力。

推动此次修订的技术关键点在于:将对辐射敏感的聚合物、生物偶联物、电子传感器模块及药械组合产品强行纳入较保守的 25 kGy 剂量范畴,会导致潜在的聚合物降解、自由基生成、黄变、分层及功能性丧失。将 ISO 13004:2022 纳入到GB 18280.1框架中,为证实与产品真实微生物污染风险相适应的剂量提供了统计学和微生物学支撑。

(三)灭菌剂量与验证剂量的跨模态、跨装置转移

本标准 8.4 引入了清晰、标准化的规则来规范已建立的剂量在不同辐照装置和不同辐射方式间的转移:

8.4.1规定了最高可接受剂量(Dmax,acc)的转移要求。

8.4.2.1允许将验证剂量或已建立的灭菌剂量转移至与原辐射源不同的辐射源(如在钴-60 γ射线、电子束和 X 射线之间转移,或在不同商用辐照装置间转移),前提是产品不含液态水。

8.4.2.2 规定:对于含液态水的产品,除非有具体数据表明两种辐射源运行条件的差异(如剂量率、温度等)对杀灭效果无不利影响,否则禁止转移。

 8.4 条解决了工业灭菌和微生物行业长期存在的一个争议——辐射诱导微生物死亡是否具有辐照方式依赖性。

对于干性医疗产品(固态塑料、金属、陶瓷、干诊断试纸、非水合织物)而言,微生物杀灭机制由电离辐射对微生物 DNA 和细胞结构的直接作用主导。无论初级电离粒子是钴-60 (γ射线)光子诱导的次级康普顿电子、轫致辐射 (X 射线)诱导的次级光电子/康普顿电子,还是加速器束流产生的初级相对论性电子,单位质量能量沉积(1 Gy = 1 J/kg)产生等效的直接电离。数十年工业验证积累的大量数据证实:对于干性产品的生物负载,平均致死剂量(D10 值)在 γ射线、电子束和 X 射线间保持不变。

对于含液态水产品(预充式注射器、水凝胶、液体培养基、水合眼科混悬液),微生物杀灭机制在很大程度上通过液态水辐解的间接效应介导,产生活性氧(ROS),包括羟基自由基(OH·)、水合电子[e⁻(aq)]、氢自由基(H·)和过氧化氢(H₂O₂)。这些辐解产物的生成、扩散动力学和复合速率对以下因素高度敏感:

剂量率:电子束系统的瞬时剂量率(10⁶–10⁸ Gy/s)比 γ 辐照设施(1–10 kGy/min)高出数个数量级。高自由基密度有利于自由基-自由基复合(如OH+OH→H₂O₂),而非存在扩散限制的 DNA 攻击。

溶解氧消耗:高剂量率迅速消耗液体微环境中的溶解氧,造成瞬时局部缺氧,改变微生物辐射敏感性。

因此,本标准设立了明确界限:干性产品可在已确认的辐射源之间自由转移剂量,而含液态水产品则需开展严格的杀菌机制的等效性研究。

(四)剂量审核频次变化

在第 12 章(过程有效性的保持)中,灭菌剂量持续验证的要求进行了更新:

2015版标准的12.1.3要求灭菌剂量审核严格每3个月执行一次,除非有详尽的生物负载历史和文件化理由才可对周期进行延长。

2025版标准将审核基准调整为:灭菌剂量审核间隔可长达4个月,前提是每12个月日历周期内至少完成4次审核。

此外,2025版标准12章还澄清了生物负载测定的预期要求,将日常生物负载监测频次直接与生产批量、生产批次频次和统计稳定性挂钩。

此次修订解决了2015版3个月规则灵活性低的问题。在供应链生产运营中,原材料采购周期、批次加工计划、运往辐照车间的运输时间,以及微生物实验室培养周期(无菌检查需14天),常有可能导致审核执行日期超出90天期限。

在此情况下,尽管生产企业的基础生物负载计数和微生物特性完全处于统计受控状态、产品洁净室环境监测数据无超标,或数天的延期对已放行产品的无菌保证未产生任何可测量的负面影响,此类延误仍可能造成监管检查的过程中的不符合项。

通过将要求表述为最长4个月间隔、同时维持每年4次审核,本标准在合规与生产现实之间取得了平衡,同时保留了检测生物负载或微生物辐射抗性变化所需的监督力度。