您當前的位置:檢測資訊 > 科研開發
嘉峪檢測網 2024-06-03 10:35
血液透析用水處理設備是醫療機構以反滲透為主要原理的,對生活飲用水進行處理以輸送到血液透析設備中使用的裝置。
按第二類醫療器械管理,參考《醫療器械分類目錄》中分類編碼為10輸血、透析和體外循環器械-03血液凈化及腹膜透析設備-05血液透析輔助設備。
一、血液透析用水處理設備的工作原理和結構組成
1、工作原理
以反滲透膜為基礎,配備相應的動力源,在適宜的反滲透壓力下經多層次過濾、去除離子和微生物,使其產水水質達到血透用水的標準。具體如下:
原水經適宜的預處理去除粗雜質、余氯和有機物等,經反滲透系統去除溶解鹽離子和低分子量有機物,生產出血液透析用水。生產出的血液透析用水可直接供使用;或是存儲在儲液罐供使用,在此情況下,或在反滲透系統后宜選擇設置后處理,通過物理消毒殺滅因純水貯存可能產生的微生物,或通過濾方式濾除細菌內毒素,使終端水符合血液透析用水標準。選擇物理消毒(紫外線殺菌或熱消毒)、化學消毒、臭氧消毒等一種或多種組合方式,去除設備使用中可能產生的微生物等。控制系統保障設備按設計要求運行。
2、結構組成
整套設備由預處理系統、反滲透系統、后處理系統(可選擇)、消毒系統(可選擇消毒方式,但至少采用一種消毒方式)、控制系統、各配置部件間的連接管路以及管路組成。下圖1虛線框表示該部分可選擇設置(單床設備不含該部分)。各部分組成結構分別為:
預處理系統:整套設備的必配部分,根據原水水質情況確定。以生活飲用水為原水時,多床制水設備預處理系統一般包括多介質過濾器(罐式過濾器)、軟水器、活性炭過濾器(炭吸附罐)、保安過濾器(濾芯式過濾器),當軟水器和活性炭過濾器同時具備時,其相互位置可以調換。單床制水設備預處理系統一般包括顆粒過濾器、活性炭過濾器、軟水器,一般采用一次性濾芯式產品。
反滲透系統:制水設備的核心部分為反滲透/除鹽裝置。根據制水工藝需要,可在一級反滲透膜后選擇增設二級反滲透膜裝置,也可選擇設置去離子裝置;根據反滲透膜清洗消毒的需要,可以選擇設置消毒液注入裝置。
后處理系統:可根據供水工藝要求選擇設置(采用直接供水模式時可不設后處理系統)。后處理系統由純水箱、輸送泵、紫外線殺菌裝置、內毒素過濾器和純水輸送管路組成。
消毒系統:可選擇配置部分,可根據對設備的消毒工藝要求選擇化學消毒、臭氧消毒、物理消毒(紫外線殺菌或熱消毒),不同的消毒方式可以組合使用。直接供水模式至少包含化學消毒、熱消毒中的一種消毒方式;間接供水模式增加紫外線殺菌或臭氧消毒。
運行控制系統:整套設備的必配部分。根據設備控制要求配置電子元器件。
連接管路和輸送管路:整套設備的必配部分。包括水管、管件和閥門。
系統結構示例如圖1所示。
圖1 設備組成結構及工作原理示意圖
二、血液透析用水處理設備的主要風險
產品常見的風險要素及示例見表1
表1 產品常見的風險要素及示例
危險(源)分類 |
可能的原因 |
造成的后果 |
|
---|---|---|---|
能量 危險 |
電磁能 |
設備受到電磁干擾。 |
設備運行異常或不能工作。 |
漏電流 |
操作人員接觸到帶電部分。 |
操作者受到電擊傷害。 |
|
產品外殼絕緣/隔離不夠,可能引起過量漏電流。 |
操作者受到電擊傷害。 |
||
電介質強度 |
可觸及金屬部分、外殼等與帶電部分絕緣/隔離不夠,電介質強度不夠,或沒有保護接地或保護接地失效,或絕緣介質年久老化導致絕緣性能下降。 |
操作者受到電擊傷害。 |
|
停電 |
突發性的停電會導致設備停止工作而終止向使用點提供純水,或不正常的電源供給會使控制電路發生故障。 |
用水點不能正常用水。 |
|
熱能 |
接觸高溫器件表面。 |
人員燙傷。 |
|
機械能 |
設備外殼粗糙、有毛刺。 |
人員劃傷。 |
|
因設備老化,外接管閥和容器最薄弱處可能會滲漏而影響設備正常供應純水。 |
使血透不能正常進行。 |
||
噪聲 |
設備消音系統或運動部件損壞。 |
人員不適。 |
|
生物學和化學危險 |
化學成分毒性 |
與處理水接觸的部件材料不符合要求而引起產水質量下降。 |
對血透患者的危害。 |
錯誤使用與管路材質不兼容的消毒劑引發終端產水質量下降。 |
對血透患者的危害。 |
||
突發性原水水質改變或設備故障引起實際產水質下降。 |
可能會導致臨床患者出現頭暈、惡心、發熱等血透綜合癥,對患者造成危害。 |
||
退化、降解 |
RO膜、動力泵以及其他配件或耗材可能產生退化、降解。 |
交叉污染,甚至無法使用。 |
|
環境危害 |
電磁 干擾 |
對環境的電磁干擾超標。 |
干擾其他設備正常工作。 |
抗電磁干擾能力差。 |
特定環境工作不正常。 |
||
不適當的能量供應 |
供電電壓不穩定。 |
導致產品不能正常工作或損壞。 |
|
供電電壓相序不正確。 |
導致產品不能正常工作或損壞。 |
||
供水溫度過低 |
反滲透膜的處理水量與溫度關系密切,即使最安全的設計,當原水溫度低于過低時,因反滲透膜的通性也會使處理水量嚴重不足。 |
導致血透患者不能進行正常透析。 |
|
環境危害 |
供水溫度過高 |
當原水溫度過高,會引起反滲透膜元件及相關塑料材料部件損壞。 |
導致產品不能正常工作或損壞。 |
氣溫 過高 |
設備長期在氣溫40℃以上的環境中工作,使電子元器件加速損壞。 |
導致設備工作失常或停運。 |
|
環境 潮濕 |
設備長期在相對濕度80%以上的環境中工作,使電子元器件因損壞。 |
導致設備工作失常或停運。 |
|
信息 危險 |
標記 |
設備外部和內部標記不全面、標記不正確或不能夠清楚易認,以及標記不能夠永久貼牢。 |
產品相關信息不明。 |
操作說明書 |
對泵的啟停和閥門的啟閉操作規定不明晰易懂。 |
導致錯誤操作。 |
|
設備使用環境條件規定不明確,或未按規定條件使用。 |
導致設備損壞或不能正常工作。 |
||
未明確應更換的耗材及更換周期和更換方法,導致不能正常更換耗材。 |
使產水質水量水壓不符合臨床要求。 |
||
日常使用維護、校準規定不明確、不適當。 |
導致設備偏離正常使用狀態。 |
||
信息 危險 |
不適當的使用前檢查規范 |
規定的使用前檢查規范不適當,若在故障狀態,設備接受錯誤指令時,很有可能會啟動而損害設備的某些核心部件。 |
最終導致不能生產合格的血透用水。 |
不正確的測量 |
不正確的測量會直接導致操作者對產水質量的錯判,最終輸出不合格的產水。 |
使血透患者受到危害。 |
|
操作危險 |
復雜的控制系統 |
設備提供的人、機交流的界面過于復雜。 |
容易引起誤操作而造成危害。 |
操作點布置不符合人體特征與常規習慣。 |
容易導致使用者疲勞或誤操作造成危害。 |
||
功能老化、失效 |
缺乏適當的終止壽命的規定 |
反滲透膜等易耗品需定期更換,對這些易耗品不作明確的使用壽命規定,使用者因缺少易耗品壽命終止的依據而導致不能及時更換易耗品。 |
極易引起產水質下降。 |
不適當的維護 |
設備必須有適當的維護,如果不作適當的維護,造成老化和功能失效。 |
導致產水質下降,設備的壽命也會降低。 |
|
偏離 校準 |
設備日常維護方法、校準周期和校準方法規定不明確。 |
導致產品偏離正常工作狀態。 |
|
儲存 不當 |
儲存環境條件規定不明確,或未按規定條件儲存。 |
可能導致設備損壞或不能正常工作。 |
三、血液透析用水處理設備性能研究實驗要求
1、化學和物理性能研究
開展產品性能研究以及產品技術要求的研究,明確包括功能性、安全性指標(如電氣安全與電磁兼容)以及與質量控制相關的其他指標的確定依據,所采用的標準或方法、采用的原因及理論基礎。開展與透析用水接觸的材料的相容性研究。
2、電氣系統安全性研究
開展電氣安全性、機械和環境保護以及電磁兼容性的研究。
3、軟件及網絡安全研究
依據《醫療器械軟件注冊審查指導原則(2022年修訂版)》開展軟件研究(含現成軟件研究、互操作性研究、GB/T 25000.51自測等),軟件安全性級別通常為中等級別。
若適用,申請人可以參照《醫療器械網絡安全注冊審查指導原則》開展網絡安全研究。
4、清洗消毒工藝研究
產品使用過程中需要進行清潔消毒;使用者需要按照說明書的要求對設備定期進行清潔消毒。開發人明確推薦的消毒工藝(方法和參數)、消毒頻次以及所推薦消毒方法及頻次確定的依據。
血液透析用水處理設備產品消毒工藝,目前多床水處理設備一般采用化學消毒和熱消毒兩種形式,單床水處理設備一般采用化學消毒方式。消毒效果以處理水水質指標為判定依據,要求:
細菌數≤100 CFU/mL;采樣部位為水處理階段的最末端或每個水分配環路的最末端。
內毒素≤0.25 EU/mL;采樣部位為水處理階段的最末端或每個水分配環路的最末端。
采用化學消毒時,消毒劑選用已備案或批準的消毒劑,如過氧乙酸消毒劑,建議其消毒液配制濃度為1500~2500mg/L或0.3~0.5%。設備消毒后,取水使用前必須對水箱和管路內殘留液進行檢測,要求消毒殘留液:過氧乙酸<1 mg/L。
采用熱消毒時明確消毒的溫度及維持時間,如,可提供被消毒區域末端或最冷點水溫高于80℃并維持20min以上。
6、穩定性研究
6.1使用有效期和穩定性
可參考《有源醫療器械使用期限技術審查指導原則》要求,開展產品使用期限的研究。
血液透析用水處理設備由眾多不同性質的部件或材料組成,影響處理水水質的部件或材料一般均為耗材,耗材使用壽命一般與原水水質、設備的運行及維護保養情況相關。開發人建議使用者監測周期、監測項目、監測方法及耗材更換方式等。
根據血液透析用水處理設備運行情況,決定其產品有效期主要從高壓泵、管材、容器等使用壽命或材料的老化周期進行判斷。不同材質的管材、容器的老化周期也不一致。
6.2運輸穩定性
開展運輸穩定性和包裝研究。開發人結合聲稱的工作條件開展包裝和運輸試驗研究。證明在測試后,產品能夠保持其完整性和功能性。
企業可參照GB/T 14710、YY/T 0793.1開展產品環境試驗的研究。開發人結合聲稱的工作條件開展環境試驗研究,并明確研究設置的合理性。證明在測試后,產品的性能、功能滿足使用要求。
血液透析水處理設備符合GB/T 14710中的氣候環境試驗Ⅱ組、機械環境試驗Ⅱ組的要求。
6.2.1對于氣候環境試驗,當進行整機試驗不可行時,可通過風險管理文件識別受氣候條件影響的關鍵部分,僅對關鍵部分或部件進行試驗;如可選擇對控制柜進行貯存環境試驗,若開發人認為有必要,也可增加水泵的貯存環境試驗。設備在不包裝條件下投入環境試驗箱,不用工具即可拆開的部件,需要拆開,并同主件一起試驗;當試驗箱的空間不足時,允許將設備分成幾個部分分別進行試驗。
6.2.1水溫不在標稱溫度下時,可測試實際水溫及實際處理水量,通過反滲透膜溫度校正因子換算成標稱溫度下的處理水量。
6.2.3環境試驗后水處理系統至少包括以下項目:
6.2.3.1水處理系統各裝置處于正常運行條件下,標稱溫度下的終端實際處理水量不低于標稱處理水量;
6.2.3.2回收率符合制造商的規定;
6.2.3.3脫鹽率大于95%。
7、其他研究
根據YY/T 0793.1的要求,開發人開展透析用水中有機碳、殺蟲劑和其他化學藥劑研究。
根據產品的具體特性,開展的其他研究。
血液透析用水設備屬于列入《免于臨床評價醫療器械目錄》中的產品,開發人按照《列入免于臨床評價醫療器械目錄產品對比說明技術指導原則》,從基本原理、結構組成、性能要求、預期用途等方面,證明產品的安全有效性。若經對比,存在其他差異的,還應開展差異部分對安全有效性影響的分析研究。
產品適用范圍在不擴大YY/T 0793.1標準定義中所確定的適用范圍的前提下,基本與對比同類產品適用范圍或免于臨床評價結論一致。
來源:嘉峪檢測網