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ISO 11138-2:2017 医疗保健产品灭菌 生物指示剂 第2部分：环氧乙烷灭菌用生物指示剂
确保环氧乙烷灭菌过程有效性的关键生物指示剂标准
在医疗保健产品的灭菌领域，环氧乙烷（EO）灭菌因其低温、广谱、对材料相容性好等特点而被广泛应用。为了验证EO灭菌过程的有效性，必须使用具有稳定抗力的生物指示剂（BI）。ISO 11138-2:2017（加拿大采用为CAN CSA ISO 11138-2-17）正是针对环氧乙烷灭菌用生物指示剂制定的专用国际标准，本文将以2026年的技术视角对该标准进行系统解析。
一、标准概况与适用范围
ISO 11138-2:2017是ISO 11138系列标准的第二部分，该系列由多个独立部分构成，分别规定不同灭菌工艺所用生物指示剂的专用要求。本标准由国际标准化组织医疗保健产品灭菌技术委员会（ISO/TC 198）制定，并于2017年发布第二版，替代了ISO 11138-2:2006。加拿大通过CSA集团采纳并发布为CAN CSA ISO 11138-2-17，在国际贸易与认证中具有重要地位。
标准明确适用于环氧乙烷灭菌过程中使用的生物指示剂，这些生物指示剂通常以枯草芽孢杆菌黑色亚种（Bacillus subtilis subsp. niger，常用菌株如ATCC 9372）的孢子为指示微生物，接种于适合的载体（如滤纸、不锈钢或高分子材料）上，封装在透气但不透微生物的包装内。标准规定了此类生物指示剂的性能要求、检测方法、包装、标记以及制造商需提供的信息等内容。
值得注意的是，本标准主要针对商业生产的成品生物指示剂，对终端用户自行制备的孢子悬液或自含式指示系统的部分要求可参照执行，但不在标准强制范围内。
技术提示： 虽然ISO 11138-2针对环氧乙烷灭菌，但生物指示剂的整体通用要求必须符合ISO 11138-1:2017。两部分应结合使用，才能全面满足合规要求。
二、主要技术内容与要求
2.1 指示微生物
标准指定环氧乙烷灭菌验证用的模式微生物为枯草芽孢杆菌黑色亚种（Bacillus subtilis subsp. niger）的孢子。制造商必须证明其使用的孢子具有稳定的抗性，且需提供批次的鉴定证明。常用菌株包括ATCC 9372、NCTC 10073等。
2.2 性能参数要求
生物指示剂的核心性能参数包括孢子总数、D值（抗性值）、存活时间（SL）和杀灭时间（KT）。下表汇总了ISO 11138-2:2017对这几个关键参数的技术要求：
| 参数 | 技术指标 | 备注 |
|---|---|---|
| 孢子总数 | ≥ 1.0 × 106 CFU/载体 | 需经活力测定确认 |
| D值（标准测试条件） | 2.5 min ～ 5.8 min | 条件：54 °C，相对湿度≥30%，EO浓度(600±30) mg/L |
| 存活时间（SL） | ≤ 该批BI平均D值的4倍 | 在该时间后应仍有孢子存活 |
| 杀灭时间（KT） | ≥ 该批BI平均D值的16倍 | 在该时间后应无孢子存活 |
| 群体均匀性 | 批次内D值变异系数 ≤ 30% | 确保生物指示剂的一致性 |
标准同时规定了D值的测定方法，要求使用终点法（如部分阴性法或概率法）。制造商必须在产品标签上提供D值及测试条件。
2.3 包装与标记
生物指示剂包装材料应允许EO气体渗透，同时有效阻挡外界微生物进入。包装完整性应在整个有效期内维持。每件成品BI应清晰标注：制造商、菌种、批号、孢子总数、D值、有效期、储存条件等。标准还要求提供使用说明和性能验证报告。
常见误区： 用户往往只关注D值的大小，却忽略D值的测试条件。不同温度、湿度、EO浓度下的D值不可直接比较。验证时应参考BI制造商提供的特定条件，并与灭菌工艺设定匹配。
强制性要求： 未经批准擅自改变生物指示剂的储存条件（如暴露于高温、高湿或阳光直射）将导致孢子活性下降或抗性改变，必须立即停止使用该批次BI，并向制造商报告。
三、实施与应用要点
3.1 生物指示剂的选型
用户在采购BI时应核查其是否符合ISO 11138-2以及加拿大CSA版要求。对于关键灭菌验证，应使用经ISO 11138-2认证的第三方检测报告。建议选择有长期质量信誉的品牌，并验证其性能与自身灭菌参数的关系。
3.2 放置位置与数量
生物指示剂应放置于灭菌器内被认为最难灭菌的位置（如负载中心、末端、气体不易触及的区域）。对于大负载，应依据ISO 11135或等效标准确定放置数量和布局。每个验证周期至少包含10个BI，具体可根据负载复杂度和风险调整。
3.3 培养与结果判读
暴露后的生物指示剂应在无菌条件下取出，转移至合适的培养基（如大豆酪蛋白消化物培养基），在(35±2) ℃下培养7天，逐日观察是否有微生物生长。阳性对照必须生长，阴性对照必须无菌生长。任何可疑结果应进行再确认试验。
3.4 质量控制与记录
使用单位应建立内部质控程序：包括接收检验（检查包装、有效期、D值等）、储存监控（温湿度记录）以及定期性能复核。所有检验记录应至少保存至灭菌批次有效期后一年。
实施收益： 严格遵循ISO 11138-2选用和使用生物指示剂，可以显著提高环氧乙烷灭菌验证的可靠性，减少假阴性或假阳性结果，帮助医疗机构和制造商通过FDA、NMPA等监管机构的体系审核。
四、与其他标准的关系
ISO 11138-2是整个生物指示剂标准体系的核心部分之一，它与以下标准联系密切：
- ISO 11138-1:2017：规定了生物指示剂的通用要求，ISO 11138-2是针对EO灭菌的专用补充，两个标准必须同时使用；
- ISO 11135:2014：确立环氧乙烷灭菌过程的设计、验证和常规控制要求，其中引用ISO 11138-2作为BI性能依据；
- ISO 14937:2017：制定灭菌过程验证的通用要求，为ISO 11135及其他特定灭菌过程标准提供框架；
- ISO 18472:2019：定义了灭菌用监测装置（包括BI）的测试与分析设备要求；
- FDA QSR / ISO 13485：医疗器械质量管理体系标准中明确要求采用公认的标准进行过程验证，ISO 11138-2常被引用；
理解这些标准之间的联系，有助于企业构建完整的灭菌验证体系，避免孤立的符合性错误。
五、常见问题与解答
问： 是否可以使用不同厂商的枯草芽孢杆菌黑色亚种孢子作为内部制备的BI？
答： 不建议。ISO 11138-2主要针对商品化的成品BI，其生产体系经过充分验证，包括批次一致性和抗性稳定性。自制的孢子悬液很难满足标准对孢子总数、D值范围及包装完整性的严格要求，且可能引入交叉污染风险。若非使用不可，必须根据ISO 11138-1进行全面的验证和确认。
答： 不建议。ISO 11138-2主要针对商品化的成品BI，其生产体系经过充分验证，包括批次一致性和抗性稳定性。自制的孢子悬液很难满足标准对孢子总数、D值范围及包装完整性的严格要求，且可能引入交叉污染风险。若非使用不可，必须根据ISO 11138-1进行全面的验证和确认。
问： BI上标称的D值为何不能直接用于计算灭菌暴露时间？
答： BI上标注的D值是在标准实验室条件下（54 °C，相对湿度≥30%，EO浓度600 mg/L）测定的。实际灭菌工艺的温度、湿度、气体浓度可能与标准条件不同，导致BI的实际抗性发生变化。因此验证时需通过半周期法或类似方法直接测定BI在实际负载下的杀灭效果。
答： BI上标注的D值是在标准实验室条件下（54 °C，相对湿度≥30%，EO浓度600 mg/L）测定的。实际灭菌工艺的温度、湿度、气体浓度可能与标准条件不同，导致BI的实际抗性发生变化。因此验证时需通过半周期法或类似方法直接测定BI在实际负载下的杀灭效果。
问： BI培养7天后如果培养基变浑浊但未确定是菌生长，应该如何处理？
答： 应首先观察浑浊程度并混合均匀，取少量转接至新鲜培养基再次培养。同时进行革兰染色或孢子染色观察菌体形态。如有必要，可使用生化鉴定或核酸鉴定确认是否为枯草芽孢杆菌黑色亚种。若确认为污染菌，应按阳性结果处理，并排查整个过程的无菌操作是否符合规范。
答： 应首先观察浑浊程度并混合均匀，取少量转接至新鲜培养基再次培养。同时进行革兰染色或孢子染色观察菌体形态。如有必要，可使用生化鉴定或核酸鉴定确认是否为枯草芽孢杆菌黑色亚种。若确认为污染菌，应按阳性结果处理，并排查整个过程的无菌操作是否符合规范。
本文基于ISO 11138-2:2017及CAN CSA ISO 11138-2-17编写，技术分析截止于2026年。使用时请以最新官方版本为准。
