洁净室:擦拭研究应对颗粒物脱落

      在最近一项针对洁净室与非洁净室环境下使用擦拭的对比研究中发现，在洁净室环境和无菌环境下使用特殊材质的擦拭布，被证明是完全适用于洁净度高的环境（尤其是ISO 5级的洁净标准）；然而在洁净度要求不高的环境下频繁使用擦拭，往往容易引起颗粒物的大量脱落。

       一间洁净室厂房只有当进出入的材料和设备都达到洁净室要求时，才能证明生产工艺是符合标准的。洁净材料能影响整个洁净室厂房的洁净度，对此Tim Sandle博士在近期的有关于洁净室与非洁净室的擦拭使用的实验中叙述道。

       洁净室擦拭往往被用于清洁洁净室里的各种器材表面，使用擦拭最根本的用途在于确保设备器材表面无污染，确保工艺设备彻底的清洁。当擦拭配合上消毒剂时，绝大多数的细菌和真菌也将被消灭干净。

       现如今，洁净室所使用的擦拭布就有很多不同规格，一些是干擦拭布而另一些则是通过配合消毒剂饱来清理泄漏或吸收液体以达到表面的消毒[1]。对于浸占了消毒剂的擦拭布而言，有两点需要值得注意，即消毒剂自身的功效和擦拭布本身所会产生颗粒物的问题，根据目前已出版的研究期刊，都没有这方面的分析描述。

       对于消毒剂的杀菌效率来说，已经有诸多研究理论分析了擦拭布浸占消毒剂之后的功效，而很少有人会去研究消毒剂是怎样与擦拭布的表面构成一体并产生作用的，目前也只有食品行业才会对此进行分析检查。

       该文章主要是针对上面所说的第二点，擦拭布在洁净室里所产生颗粒物问题[2]。尽管一些规格的擦拭布是适用于洁净室的（这其中包括酒精水注射以及去离子水环境下），擦拭布都进行了双层包装以及辐射消毒处理，但这些仍不能消除困扰。当采用周期性辐照时，那些通过大气进入洁净室内的颗粒物能被有效地去除。

       基于当前的制造工艺，所有类型的擦拭布在使用中都无法避免颗粒物的产生[3]，本文着重对以下三种类型的擦拭布进行分析讨论，两款擦拭布适用于ISO 5级及EU GMP A级洁净室，另一款适用于医院及牙科诊所。

       洁净室里所使用到的擦拭布并没有归类到医疗器械里，因此厂商本身并没有产生一个明细标准，通常情况下，购买者往往会首选材质好并且信誉度高的擦拭布厂商，对于最高要求的洁净室，擦拭纸的生产往往还要经过伽玛射线或环氧乙烷的消毒过程[4]。

       在洁净室的日常生产环节中，对进入到洁净室内部的颗粒应当严格控制，洁净室也是根据单位体积下颗粒物总数的多少来划分不同的等级，一旦洁净室被确定级数之后，工作人员也将定期监测该洁净室里的颗粒物浓度，这也是洁净室环境监测项目的一个重要组成部分[5]。对于制药行业的洁净室厂房，其颗粒物的直径大小往往在0.5μm左右或者更大（额外要求下测量的颗粒物也可达5.0μm甚至在EU和WHO级别的洁净室里测出更大的颗粒物）[6]。

       洁净室里的颗粒物往往来自于人体、器材设备和纺织纤维，洁净室擦拭布也是颗粒物污染的潜在来源。对洁净室擦拭布的评估，通常采用的是当地普通标准对受控环境下的粒子生成进行分析评估，诸如IEST[7]和ASTM[8]。测试方法包括Helmke drum法，这是对洁净室服装测试最为常用的方法[9]，这种方法是通过在干燥环境下进行机械运动，从而计算颗粒物脱落的数量来衡量一款纺织纤维本身的颗粒脱落系数。

       在测试中，通过控制旋转滚筒，对各种材质进行颗粒物掉落测试，并且离散粒子计数器被应用其中以便计算[10]。

       对于转鼓实验的替代方法[11]有，采用在显微镜下计算标准0.8μm滤膜上的吸尘颗粒物总数；使用颗粒物污染散布实验室（受控的区域），但这种方法成本大且只适用于洁净室服装测试；通过液体提取，使用溶剂和过滤方法掌握颗粒物的脱落情况；对于电子制造业，还要进行导电电荷和静态衰减测量[12-14]。

       然而上面所提及的这些方法仍然没能就擦拭布如何在接触表面时，释放其自身颗粒物并且也没有在制药洁净室里进行过实验分析。ASTM 51号标准就实际洁净室应用工艺采用转鼓实验，文件表明洁净室内部洁净度与转鼓实验并没有直接关联。

       因为处于对转鼓实验重复性和相关性的忧虑，研究采用了在一间独立洁净室的颗粒物环境下对擦拭布进行评估测试。

       测试方法

       实验分别对洁净室擦拭纸A、B及C型进行分析对照，名为Perform的A型擦拭纸由schülke公司所生产，而B型擦拭纸是由schülke公司的一家竞争对手所生产，两款型号的擦拭纸均可适用于 ISO 5级/EU GMP A级洁净室环境下使用，并且能对其使用60%~70%浓度的异丙烷（propan-2-ol）。C型擦拭纸被用于医疗器械的表面清洁（即并不是洁净室擦拭纸），但能在其上使用浓度为35%的丙烷和浓度为25%的乙醇。（在相同分子量的情况下，酒精类型号的擦拭纸对研究并不重要，研究的根本在于擦拭等级），上述的三种擦拭纸的取材均来自聚酯、纤维素混合制作而成，小袋包装以确保单独存放和使用便捷。

       该研究实验在ISO 5级洁净室环境下进行，因此实验环境里的颗粒物数量为最低值（≥0.5µm的颗粒物数量不超过10个），实验中使用的是在ISO 5级环境下的隔离器，该隔离器装配了一条304级不锈钢条，在经过过氧化氢蒸气周期消毒之后进行擦拭实验，并且利用光学颗粒计数器记录数据。

       不同的环境下进行实验分析，以便掌握洁净室里不同擦拭情况

       a)打开擦拭纸包装袋

       b)从包装袋里取出擦拭纸

       c)缓慢地进行擦拭

       d)快速地进行擦拭

       通过对擦拭速度的不同对比研究压力和摩擦产生时，擦拭纸上的材质是如何变化的，实验中采用了对于2个步骤分别采取5个来回的动作进行分析（丰富的洁净室操作人员往往得出的定性评估是快速擦拭才是最有效的方法）。

       为了真实地反映，三种型号的擦拭纸分别打开了20袋，每张擦拭纸都被移除包装袋并且记录了空气颗粒，然后，采用快速和缓慢两种速率来对比计算颗粒物的总数，在下图中可以看到EU GMP A级的15颗粒物水平是最为严格的。

       实验表明，随着使用擦拭纸的步骤越来越多，从上掉下的颗粒物数量将递增，而一开始打开包装袋时颗粒物的掉落值偏低；缓慢的擦拭速度也只会加大颗粒物掉落的概率，直到颗粒物在高速的擦拭状态下掉落最为明显，对于三种型号的擦拭纸而言都是如此，尽管C型号的擦拭纸颗粒物掉落最为突出。

       当以EU GMP A级所定的标准时，通过研究发现A型与B型擦拭纸没有超出标准，而C型擦拭纸的颗粒物掉落情况显然超出了规定的范围，达到了一个很高的值，这款擦拭纸显然并不符合洁净室的要求。图表1与图表2中的数据也说明了这一点，图表1里的数据来源于对0.5μm以上颗粒物的统计，图表2则是对5μm以上的统计。

       除了图表分析之外，其结果还被Student公司的t测试进行最后的确认，结果表明如schülke公司生产的Perform洁净室级擦拭纸，相比较低级别的擦拭纸，其颗粒物的脱落风险处于一个安全水平。

       评估结论

       目前还没有一项研究是针对所有不同类型的洁净室，这也是因为许多不确定因素的存在，包括洁净室面积、工作人员的数量，又或者是其它类型的污染源，同时还包括空气的流向和流速——颗粒物在表面上的比例，并且释放到何种程度[16]，其材质自身的性质