灭菌验证过程中设备故障对验证结果的影响及处理

灭菌验证是制药、医疗设备等行业确保产品无菌性的核心环节，其结果直接关联法规合规性与产品安全性。然而，验证过程中设备故障的突发常导致工艺参数偏离、数据可靠性受损，甚至验证失败，成为企业合规路上的常见障碍。本文结合实际场景，解析设备故障对验证结果的具体影响，并提供可操作的应急处理与预防方法，助力企业提升验证稳定性。

灭菌验证中常见的设备故障类型

灭菌设备的故障多集中在核心功能模块，主要分为四类：一是温度控制故障，如干热灭菌器加热管烧毁、湿热灭菌器温度控制器程序出错，表现为温度无法达标；二是压力系统故障，如蒸汽减压阀泄漏、灭菌器门密封胶条老化，导致压力下降或无法维持；三是循环系统故障，如干热风机轴承磨损、湿热蒸汽喷射口堵塞，造成腔内介质分布不均；四是传感器失效，如温度探头漂移、压力传感器线路松动，导致数据与实际不符。这些故障虽形式不同，但均直接影响验证关键参数。

例如某企业干热灭菌器的热风风机因未定期润滑，轴承磨损导致转速从1500rpm降至800rpm，腔内上下温差达12℃，最终生物指示剂在下层的存活率达20%，验证失败——循环系统故障对灭菌均匀性的影响尤为直接。

温度偏差对灭菌效果验证的直接影响

温度是灭菌的核心驱动因素，湿热灭菌的F0值（标准灭菌时间）需≥8分钟，而F0值计算直接关联温度与时间：若温度低于设定值1℃，F0值下降约10%；低5℃则仅为标准值的一半。

某制药企业验证头孢菌素粉针剂湿热灭菌时，腔体内侧某点温度始终维持118℃（设定121℃），持续30分钟，该点F0值仅6.2未达标。经排查，故障源于蒸汽喷射口被药物残渣堵塞，导致热量传递失效。此时若继续验证，该点产品仍存微生物残留风险，必须立即暂停。

处理此类故障需“定位偏差源+恢复温度均匀性”：关闭蒸汽清理喷射口，随后空载温度分布测试连续3次偏差≤±1℃，确认系统正常后重新验证，确保所有点F0值达标。

压力波动引发的灭菌工艺参数偏离风险

湿热灭菌中，压力与温度严格对应——15psi对应121℃，若压力降至10psi，温度同步降至115℃，不仅F0值不足，还可能因压力骤升导致西林瓶破裂。

某医疗耗材企业验证一次性注射器时，压力骤升至22psi，导致5支注射器破裂。经检查，蒸汽调节阀阀芯卡滞无法调节。若继续运行，会导致更多产品损坏，甚至液体泄漏影响无菌性。

应对压力波动需“快速切断风险源+确认稳定性”：关闭蒸汽更换调节阀，校准压力传感器（误差≤0.5psi），空载压力测试3次波动≤±0.5psi，确认稳定后重新装载产品验证。

循环系统故障导致的灭菌均匀性问题

循环系统（热风/蒸汽循环）保障腔内介质均匀分布，若故障会出现“热点”或“冷点”，导致部分产品灭菌过度、部分不足。

某中药饮片企业验证干热灭菌器时，腔顶温度达190℃（设定160℃），腔底仅150℃，生物指示剂在腔底存活率15%。故障源于风机叶轮积尘失衡，热风无法向下循环。即使延长时间，腔底温度仍无法达标，数据完全失效。

解决循环故障需“恢复介质循环”：拆解风机清理积尘并平衡，清理风道后测试风速（≥0.5m/s），最后满载温度分布验证（9点探头差异≤±2℃），确认均匀性达标后重新验证。

循环故障隐蔽性强，需通过风速仪或预运行温度测试提前识别——如某企业风机转速正常但风速仅0.2m/s（设计0.6m/s），清理风道残渣后风速恢复，温度差异降至±1.5℃。

传感器失效对验证数据可靠性的破坏

传感器是数据“眼睛”，若失效会导致数据虚假：温度传感器显示121℃，实际仅115℃，F0值计算虚高，掩盖灭菌风险。

某生物制品企业验证冻干机SIP时，传感器A显示比传感器B高8℃，校准发现A误差达-7℃（显示121℃实际114℃）。若未发现，会出具“假合格”报告，产品无菌性未保障。

应对传感器失效需“快速识别+更换校准”：验证前校准所有传感器（误差≤0.5℃）；过程中对比多传感器数据，差异超2℃立即暂停；更换后进行一致性测试（差异≤1℃），再继续验证。同时建立校准台账，避免超期使用。

设备故障发生后的即时应急处理流程

故障发生时，规范应急处理可减少损失，流程分五步：

第一步：停止运行。按急停切断电源/蒸汽，防止故障扩大（如加热管持续加热导致温度失控）。

第二步：保障安全。确认无人员受伤，泄漏产品用消毒湿巾覆盖，破损玻璃戴手套清理。

第三步：记录信息。拍摄故障现象（报警、曲线异常），记录时间、阶段、参数，为后续分析留证。

第四步：通知人员。联系设备工程师（检修）、验证负责人（评估）、质量经理（决策），确保信息传递及时。

第五步：隔离设备。张贴“故障待修”标识，锁闭设备门，避免误操作。

例如某企业干热灭菌器加热管短路，操作人员按急停记录故障时间（14:35）、阶段（灭菌10分钟），通知工程师更换加热管并测试绝缘电阻（≥10MΩ），设备恢复正常。

故障后验证数据的评估与补正方法

故障后需评估数据可用性，逻辑分三步：

第一步：确定影响时段。通过曲线找到故障起止时间，如验证开始后5分钟故障持续10分钟，该时段数据无效。

第二步：评估影响范围。若故障仅影响非关键传感器（如腔体外壁），其他传感器正常且差异≤1℃，可剔除无效数据；若影响关键区域（产品密集区），数据全无效需重新验证。

第三步：判断补正或重验。若故障在预运行阶段，重新预运行；若在灭菌初期且偏差≤2℃、持续≤2分钟，可保留数据；若严重偏离（如温度降至115℃持续5分钟），必须重新验证。

例如某企业湿热灭菌器因蒸汽波动，温度降至119℃持续1分钟后恢复，评估偏差≤2℃、时间≤2分钟，保留数据后F0值仍≥8，验证合格。

预防性维护对降低故障影响的核心作用

预防性维护可降低故障概率，需从三方面实施：

一是制定维护计划。按制造商建议做月度（检查疏水阀）、季度（润滑风机）、半年（换密封胶条）、年度（加热管绝缘测试）维护。

二是预防性验证。每季度空载温度分布、每半年满载生物指示剂、每年设备PQ，提前发现潜在故障——如某企业季度测试发现腔底温度低5℃，清理风道滤网后恢复正常，避免验证故障。

三是建立故障知识库。记录故障类型、原因、处理方法（如“2023年3月风机磨损因未润滑，每月润滑一次”），快速定位相似故障，提高效率。

某企业通过预防性维护，设备故障发生率从8次/年降至2次，验证失败率从15%降至3%，既降低合规风险，又节省重新验证的时间成本（每次约5万元）。