世界衛生組織于2020年3月11日宣布新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019，COVID-19)疫情已呈全球大流行趨勢[1]。基于目前的流行病學調查，新型冠狀病毒肺炎的潛伏期為1~14 d，多為3~7 d，潛伏期具有傳染性，傳播途徑主要為經呼吸道飛沫和密切接觸傳播[2]。疫情形勢嚴峻，國家衛生健康委疾控局發布的《預防新型冠狀病毒感染的肺炎口罩使用指南》指出，口罩是預防呼吸道傳染病的重要防線，可以降低新型冠狀病毒感染風險[3]。因此，無論是戰斗在一線的醫護人員，還是普通的人民群眾，都對醫用外科口罩等醫療防護用品的需求量極大。
醫用外科口罩等醫療防護用品在出廠前通常需要滅菌，環氧乙烷(ethylene oxide，EO)是醫療器械的常用廣譜滅菌劑，一定劑量能夠保證醫療器械達到無菌狀態，但EO是易燃易爆的有毒氣體，與人體長期接觸可引起細胞畸變和癌變[4]。因此，醫療器械采用EO滅菌后，需要7~14 d的解析時間，使EO殘留量不超過10 μg/g才能投入臨床使用[5]。與EO滅菌比較，輻照滅菌具有速度快、無殘留、無污染等優勢，近年來被廣泛用于醫療器械的滅菌中[6]。電子束輻照作為輻照滅菌的一種，是利用高能電子加速器產生的高能大功率電子束，直接或間接破壞微生物的核酸核糖、酶等生物大分子結構，從而達到滅菌的目的[7]。但有研究表明，常規的聚丙烯材料經過輻照滅菌后老化降解嚴重，對原有的機械性能有較大的損傷，而聚丙烯是生產口罩熔噴層的常用原料[8-9]。本研究探討電子束輻照滅菌對醫用外科口罩細菌過濾效率的影響，現報道如下。
1 儀器與試劑
1.1 儀器
細菌過濾效率(bacterial filtration efficiency，BFE)檢測儀(青島眾瑞智能儀器有限公司，ZR-1000);恒溫恒濕 培養箱(Binder，KBF 240 E6);電熱鼓風干燥箱(Binder，BINDER Feb115 E3);全自動菌落分析系統(Interscience， Scan 4000);生物安全柜(Nuaire，NU-425-600S);高壓蒸汽滅菌器(PHCbi，MLS-378IL-PC);超凈工作臺(蘇潔醫療器械有限公司，CVJ1500-Y)。
1.2 試劑
胰酪大豆胨液體培養基(tryptic soy broth，TSB)(北京三藥科技開發有限公司);硫乙醇酸鹽流體培養基(fluid thioglycollate medium，FTM)(北京三藥科技開發有限公司);胰酪大豆胨瓊脂培養基預制平板(貝瑞特生物技術有限責任公司);營養瓊脂培養基(北京三藥科技開發公司);金黃色葡萄球菌ATCC6538(中國工業微生物菌種保藏管理中心)。
1.3 實驗樣品的分組和處理
1.3.1 無菌實驗
取廠家1、廠家2、廠家3的同批次口罩各50只，分為實驗組和對照組。實驗組各廠家樣品各30只，分為3、4、5 kGy3個輻照劑量，每個劑量各廠家10只樣品;對照組分為EO滅菌組和未滅菌樣品組，每組各廠家10只樣品。
1.3.2 BFE實驗
取廠家4的同批次口罩50只，分為實驗組和對照組，其中實驗組樣品40只，分為5、10、15、20 kGy4個輻照劑量，每個劑量10只樣品;對照組為10只未滅菌樣品。
2 實驗方法
2.1 無菌實驗
無菌實驗按照2015版《中華人民共和國藥典》四部1101規定的實驗方法進行[10]，取1.3.1中處理后的口罩樣品，以無菌操作拆包裝，于樣品的不同部位分別剪取約1 cm×3 cm的供試品分別加入FTM和TSB中，置于30~35 ℃和20~25 ℃下培養14 d，每天觀察并記錄培養管狀態。
2.2 BFE實驗
BFE實驗按照YY 0469-2011《醫用外科口罩》標準附錄 B中的方法進行[5]，將1.3.2中處理后的口罩樣品在溫度21 ℃、濕度80%的條件下預處理4 h，配制濃度為5×105 cfu/ml的金黃色葡萄球菌懸液，用BFE檢測儀檢測，采樣氣體流速設置為28.3 L/min，時間2 min，其中輸送菌懸液時間為1 min，用胰酪大豆胨瓊脂平板收集細菌氣溶膠;實驗結束后，取出平板在37 ℃下培養48 h，然后對細菌顆粒氣溶膠形成的菌落形成單位(陽性孔)進行計數，并使用陽性轉化表將其轉換為可能的撞擊顆粒數，結果按YY 0469-2011標準中公式計算，要求BFE不小于95% 。
3 結果
3.1 無菌實驗結果
與未滅菌組比較，EO滅菌組和3、4、5 kGy3個輻照劑量滅菌組均無菌生長，表明低劑量電子束輻照對口罩有滅菌效果，見表1。
3.2 BFE實驗結果
與未滅菌組比較，4個輻照劑量滅菌組的BFE顯著降低(P<0.01)，表明電子束輻照對口罩的BFE有顯著影響，見表2。
表1 無菌實驗結果
注：TSB為胰酪大豆胨液體培養基，FTM為硫乙醇酸鹽流體培養基 表2 BFE實驗結果
注：數據分析采用EXCEL中的配對t檢驗，與未滅菌組比較，aP<0.01;BFE為細菌過濾效率
4 討論
醫用外科口罩以非織造布材料為原材料，由面罩、定形件、束帶等組件加工而成。面罩部分由熔噴層和紡粘層構成，其中由聚丙烯組成的熔噴層是口罩的過濾層[8]。過濾層通過擴散沉積、截留沉積、慣性沉積、靜電吸引沉積等 物理作用實現對微小顆粒物和病原微生物的高效擋截[11-12]。醫用外科口罩在使用前常需要經過滅菌處理，以保證最終滅菌產品微生物存活概率不高于10-6。EO滅菌作為使用最廣泛的滅菌方式，具有穿透性強、對物品損壞小等優勢，但由于其具有毒性大、解析周期長等缺點，難以滿足疫情期間大量醫用防護用品的滅菌需求[13]。電子束輻照滅菌具有滅菌周期短、無有害殘留等優勢，能夠大幅縮短口罩的滅菌周期，緩解COVID-19疫情期間的治療、防疫一線醫用外科口罩的巨大缺口。
本研究結果表明，醫用外科口罩采用低劑量電子束輻照即可達到滅菌效果，但是口罩的BFE卻顯著降低(P<0.01)，明顯低于YY 0469-2011標準中規定的口罩BFE應不小于95%的要求[6]。BFE降低后的口罩無法有效阻隔細菌和病毒，面對COVID-19類的急性感染性傳染病，不能起到應有的保護作用，所以不建議口罩生產企業使用電子束輻照對口罩類產品進行滅菌。由于口罩的過濾性能與熔噴層的纖維結構有著密切的關聯[14]，在后期的研究中，我們將進一步探討電子束輻照對口罩熔噴層物理性能的影響。
