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ISO 11138-1:2017 医疗保健产品灭菌 生物指示剂 第1部分：通用要求 技术解析
全面解读生物指示剂在灭菌验证中的通用技术要求与实施指南
1. 标准概况与适用范围
ISO 11138-1:2017（加拿大采用编号 CAN/CSA-ISO 11138-1:17）是医疗保健产品灭菌领域生物指示剂（Biological Indicator, BI）的通用要求标准，属于 ISO 11138 系列标准的基础部分。该标准规定了用于灭菌过程验证和监测的生物指示剂的术语、分类、生产、性能测试、标记以及使用信息的通用要求。截至2026年，该版本仍为现行有效标准，被各国监管机构和行业广泛采纳。
本标准适用于所有类型的生物指示剂，无论其用于何种灭菌工艺（如湿热、环氧乙烷、干热、辐照等），但具体的性能要求（如 D 值、存活曲线）则由 ISO 11138 系列的第2至第5部分分别规定。本标准的主要用户包括生物指示剂制造商、灭菌验证工程师、医院消毒供应中心、第三方检测实验室以及相关监管审核人员。
💡 技术提示： ISO 11138-1 强调的是“通用要求”，实际选型时还需结合灭菌工艺对应的分标准（如ISO 11138-2 针对湿热灭菌用 BI）来确定具体指标。
2. 主要技术内容与要求
2.1 术语与定义
标准给出了生物指示剂相关的核心术语，如：
- 生物指示剂：含有特定微生物的测试系统，用于提供灭菌过程对目标微生物的杀灭效果证据。
- D 值：在设定条件下，使微生物存活数量减少一个数量级（即减少90%）所需的时间或剂量。
- 存活曲线：描述微生物存活数量与灭菌暴露时间或剂量关系的曲线。
- Z 值：使 D 值变化一个对数单位所需的温度变化。
2.2 分类与标记
生物指示剂根据用途和结构可分为内部指示剂（含孢子的载体）、外部指示剂（含孢子的测试包）及自含式指示剂（孢子载体与培养基在同一容器中）。标准要求制造商在标签或随附文件中至少提供以下信息：
| 信息项 | 要求内容示例 |
|---|---|
| 菌种名称及编号 | 嗜热脂肪地芽孢杆菌 ATCC 7953 |
| 初始芽孢数量 | ≥1.0×106 CFU/载体 |
| D 值及测试条件 | D121°C = 1.5 min（在指定灭菌器中测得） |
| 货架期及储存条件 | 2-25°C，避光，有效期24个月 |
| 适用的灭菌工艺 | 湿热灭菌（蒸汽） |
2.3 性能要求
ISO 11138-1 对生物指示剂提出了以下通用性能要求：
- 稳定性：在标示的货架期内，芽孢数量与 D 值应在允许偏差范围内。
- 均匀性：同一批次的 BI 芽孢数量变异系数应 ≤30%。
- 抗力响应：BI 对灭菌因子的抗力应符合分标准要求，且存活曲线应呈现近似一级反应动力学。
- 阴性控制：未暴露的 BI 在适宜培养基中培养后应显示生长阳性。
⚠️ 注意事项： 生物指示剂不能替代物理参数监测（如温度、压力、湿度）和化学指示剂，而是作为灭菌性能的微生物学证据，应始终作为灭菌验证的组成部分。
3. 实施与应用要点
3.1 生物指示剂的选用
用户应根据灭菌工艺选择相应分标准中指定的标准菌株及 D 值范围。例如：
- 湿热灭菌：嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus），D121°C ≥ 1.5 min。
- 环氧乙烷灭菌：枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），D54°C 在指定 EO 浓度下测定。
- 干热灭菌：生孢梭菌（Clostridium sporogenes）或枯草芽孢杆菌黑变种。
3.2 使用与培养
生物指示剂应放置于灭菌器中最难灭菌的位置（负载中心、蒸汽不易穿透处）。灭菌后按说明在适宜培养基中培养，一般培养温度需严格控制（如 56±2°C 或 37±2°C），培养时间通常为 7 天（但若在 48 小时内出现阳性则可提前判断）。阴性对照必须同步进行。
‼️ 强制性要求： 每次灭菌验证必须包含至少一个生物指示剂，且结果需为阴性（无生长）才能判定灭菌合格。出现阳性时必须立即停止服务，调查原因并重新进行验证。
3.3 质量控制与周期性监测
用户应建立 BI 接收检验程序，批次到货时核对芽孢数量与 D 值是否符合制造商声明。宜每年进行一次 BI 性能确认（可用标准菌株与已知 D 值的参考 BI 进行平行比较）。存储环境需监控，避免高温、潮湿或辐射影响。
✅ 实施益处： 严格遵守 ISO 11138-1 标准选用和使用生物指示剂，可显著降低灭菌失败风险，提高灭菌放行可靠性，满足国内外法规（如 CE 标记、FDA 510(k)）审核要求。
4. 与其他标准的关系
ISO 11138-1 是 ISO 11138 系列的基础部分，应与以下标准配套使用：
- ISO 11138-2：湿热灭菌用生物指示剂。
- ISO 11138-3：环氧乙烷灭菌用生物指示剂。
- ISO 11138-4：干热灭菌用生物指示剂。
- ISO 11138-5：辐照灭菌用生物指示剂。
此外，灭菌过程验证需参考 ISO 14937（灭菌过程特性与验证）和 ISO 17665（湿热灭菌验证）等标准。生物指示剂的生物负载测定方法可参照 ISO 11737-1，无菌试验可参照 ISO 11737-2。这些标准共同构成医疗保健产品灭菌合规的完整体系。
问： ISO 11138-1 中是否包含 D 值的具体数值要求？
答： 不包含。ISO 11138-1 只规定通用要求，具体的 D 值范围、菌种、培养条件等由各分标准（ISO 11138-2～5）规定。例如湿热灭菌用 BI 的 D121°C 应 ≥1.5 min 且 ＜3.0 min。
答： 不包含。ISO 11138-1 只规定通用要求，具体的 D 值范围、菌种、培养条件等由各分标准（ISO 11138-2～5）规定。例如湿热灭菌用 BI 的 D121°C 应 ≥1.5 min 且 ＜3.0 min。
问： 生物指示剂与化学指示剂有何不同？能否互相替代？
答： 生物指示剂直接提供微生物杀灭的证据，而化学指示剂通过颜色变化指示灭菌参数的达到情况，属于过程监测工具。两者不可互相替代，生物指示剂是灭菌放行的最终判定依据之一，化学指示剂用于包内或包外的快速检查。
答： 生物指示剂直接提供微生物杀灭的证据，而化学指示剂通过颜色变化指示灭菌参数的达到情况，属于过程监测工具。两者不可互相替代，生物指示剂是灭菌放行的最终判定依据之一，化学指示剂用于包内或包外的快速检查。
问： 如何验证生物指示剂的 D 值是否合格？
答： 按照 ISO 11138-1 附录（参考 ISO 11138-2～5 的测试方法），可采用存活曲线法或部分暴露法计算 D 值。用户可委托有资质的实验室进行测试，或使用经认可的第三方验证的参考 BI 进行对比。
答： 按照 ISO 11138-1 附录（参考 ISO 11138-2～5 的测试方法），可采用存活曲线法或部分暴露法计算 D 值。用户可委托有资质的实验室进行测试，或使用经认可的第三方验证的参考 BI 进行对比。
问： 自含式生物指示剂与普通载体 BI 在要求上有区别吗？
答： 自含式生物指示剂（SCBI）除满足本标准所有通用要求外，还需额外验证其内装培养基的无菌性、密封完整性和培养后培养基的显色性能。标准中特别给出了 SCBI 的专用标记要求。
答： 自含式生物指示剂（SCBI）除满足本标准所有通用要求外，还需额外验证其内装培养基的无菌性、密封完整性和培养后培养基的显色性能。标准中特别给出了 SCBI 的专用标记要求。
