醫(yī)療機構分子篩制氧設備的應用現(xiàn)狀、問題及對策*

姜茂剛 羅二平 申廣浩 漆家學 栗文彬

醫(yī)療機構分子篩制氧設備的應用現(xiàn)狀、問題及對策*

姜茂剛①羅二平①申廣浩①漆家學①栗文彬②*

針對目前醫(yī)療機構分子篩制氧(MSOG)設備的使用現(xiàn)狀及存在的問題，通過對比國內外對MSOG設備使用監(jiān)管情況，梳理、匯總國家相關法規(guī)文件，分析國內在MSOG設備監(jiān)管中的不足。MSOG設備作為醫(yī)療器械，目前尚無質量監(jiān)測方面的具體規(guī)定，且存在超范圍使用的情況，加強醫(yī)用分子篩制取富氧空氣在臨床使用的監(jiān)管刻不容緩。介紹膜分離制氧技術在醫(yī)用氧行業(yè)中的應用進展，該技術有望為醫(yī)院提供一種全新的醫(yī)用氧解決方案。

分子篩；醫(yī)用氧；富氧空氣；膜分離

氧氣在臨床醫(yī)療上應用十分廣泛，在醫(yī)療氣體中用量最大，可用于缺氧患者的治療及急救、缺氧環(huán)境的補氧和正常人群的保健和疲勞恢復。根據氧濃度不同，臨床用氧可分為醫(yī)用氧和富氧空氣兩種[1]。醫(yī)用氧是指臨床用于缺氧的預防和治療的氧氣，其質量的好壞直接關系到醫(yī)療質量和生命安全[2]。醫(yī)用氧包括氣態(tài)氧和液態(tài)氧，其中氣態(tài)氧自1953年起便被收入《中華人民共和國藥典》(簡稱中國藥典)，而液態(tài)氧則于2010年作為新藥被正式收入中國藥典，在臨床上將醫(yī)用氧劃為處方藥進行管理，按類別劃分為化學藥第六類。根據最新的中國藥典(2015年版)和國家標準GB 8982-2009“醫(yī)用及航空呼吸用氧”規(guī)定，醫(yī)用氧含氧≥99.5%，并按照《藥品管理法》等法律法規(guī)，對醫(yī)用氧的生產實行批準文號藥品和生產許可證，并實施安全標準藥品新版良好生產規(guī)范(good manufacturing practice，GMP)認證，以保證醫(yī)用氧的質量[2]。

富氧空氣(93%氧)是按“用于醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)的氧氣濃縮器供氣系統(tǒng)》”要求制備的富氧空氣，含氧應為90.0%～96.0%，剩余的組分主要是氬氣和氮氣。2012年國家食品藥品監(jiān)督管理局頒布藥品標準(WS1-XG-008-2012)，規(guī)定93%濃度氧氣為“富氧空氣”。中國藥典(2015年版)并未將富氧空氣(93%氧)收錄。

目前，醫(yī)療機構臨床用氧制取方式主要有深冷法、分子篩制氧(molecular sieve oxygen generation，MSOG)、膜分離法等[4-5]。其中MSOG由于具有工作能耗較低、操作相對簡單、安全性好、規(guī)模不限、可連續(xù)生產等優(yōu)點，使用越來越廣泛，約50%部隊醫(yī)院購置了MSOG機進行現(xiàn)場制氧，但隨之也產生許多問題[6]。

1 MSOG工作原理及存在問題

1.1 工作原理

MSOG設備采用變壓吸附(pressure swing adsorption，PSA)技術，其工作原理為吸附劑(一般為沸石)在不同壓力下對氮的吸附容量不同，加壓時對氮的吸附容量增加，反之減少。利用這種特性，通過壓力變化，在充填吸附劑的吸附塔內，形成加壓吸附、減壓解吸的快速循環(huán)過程，分離空氣中的氧氣和氮氣，然后再濾除氧氣中的有害物質，從而獲取濃度范圍在90%～96%的氧氣[7-8]。

1.2 存在問題

(1)氧濃度有限。由于變壓吸附法存在技術瓶頸(氧氣分子和氬氣分子物理尺寸相近，分子篩制取氧氣的同時也會將氬氣富集)，MSOG設備的產氧濃度極限只能達到96%。不符合中國藥典(2015年版)和國家標準GB8982-2009“醫(yī)用及航空呼吸用氧”的要求，不能作為“醫(yī)用氧”，應被稱為“富氧空氣”。在實際使用中，據中國醫(yī)用氣體及工程行業(yè)協(xié)會調查，全國使用MSOG設備的醫(yī)院90%以上均不達標，甚至產氧濃度水平僅有70%～80%[9]。

(2)臨床使用范圍有限。呼吸機、麻醉機等急救設備必須使用醫(yī)用氧，而MSOG的濃度水平在90%～96%之間，且不穩(wěn)定，醫(yī)用氣體質量難以保證。如果采用分子篩提供氧氣，醫(yī)護人員將無法正確設定急救設備的氧濃度參數(shù)，這不僅會影響臨床治療的效果、給患者的救治帶來風險，而且會損壞醫(yī)療設備，甚至會招致患者的維權和投訴，除非邊遠山區(qū)或無沒有條件的低等級醫(yī)院[9]。

(3)后期維護成本大。分子篩吸附劑壽命僅有3年，在使用過程中性能會逐漸下降，導致出現(xiàn)分子篩粉化、氧氣濃度上升速度慢、氧濃度不達標等問題，需定期更換吸附劑，其費用占設備費的60%～70%[11-13]。

(4)醫(yī)療收費標準不清。MSOG設備生產的“富氧空氣”不在國家公布的醫(yī)療收費目錄內，若按醫(yī)用氧標準收費有假藥之嫌[9]。

2 國外MSOG監(jiān)管應用情況

美國、歐盟等發(fā)達國家和地區(qū)對臨床用氧有嚴格的監(jiān)管機制和健全的規(guī)章制度，其醫(yī)療機構主要采用液氧供氧。分子篩被認為是保健器械，很少有醫(yī)院采用MSOG設備自制氧氣，即使采用MSOG，也均為獨立管道，供患者保健輔助治療，與醫(yī)用氧管道并不混用。美國將大型MSOG設備列為制藥機械管理，美國國家藥典自1990年開始即收錄利用分子篩變壓吸附法生產的氧濃度90%～96%的富氧空氣，并命名為“Oxygen 93 Percent”，即“93%氧”，其2006年版美國國家藥典(USP30)亦將其收錄，主要用于輔助治療，或在醫(yī)生的監(jiān)控下用于氧氣治療，不能用于生命支持且不具備患者的監(jiān)測功能，質量須符合現(xiàn)行藥品生產管理規(guī)范(current good manufacturing practice，CGMP)要求[14]。美國監(jiān)管部門認為醫(yī)用氧與富氧空氣的用途截然不同，所以規(guī)定醫(yī)院必須明示患者，所使用的是99.5%的醫(yī)用氧，還是93%的富氧空氣。歐盟將大型MSOG設備列為醫(yī)療機械管理，限定PSA法MSOG濃度水平必須在94%以上，供應分子篩變壓吸附設備的廠家須在其供貨合同中說明利用該設備制取的氧氣含量最低值，并做出臨界值的警示。加拿大只有部分偏遠醫(yī)院使用PSA制氧。

3 國內MSOG監(jiān)管應用情況

自20世紀90年代我國引進醫(yī)用MSOG系統(tǒng)以來，MSOG設備在醫(yī)療機構中的應用已有20余年，但對其安全性和經濟性，一直存在能否滿足臨床使用需求的爭議。我國將醫(yī)用MSOG設備列入二類醫(yī)療器械，屬于手術室急救設備范圍。MSOG設備必須取得“醫(yī)療器械注冊許可證”以及符合醫(yī)藥行業(yè)標準YY/T0298-l998“醫(yī)用分子篩制氧設備通用技術規(guī)范”，分子篩變壓吸附法制取的氧氣未按藥品管理，制氧設備的流通與使用采取的是備案制[15]。隨著醫(yī)用MSOG設備在醫(yī)療機構的廣泛使用，自2003年起，監(jiān)管部門開始加強對分子篩變壓吸附制取富氧氣體的監(jiān)管，相繼出臺了一系列國家標準。

2003年，國家食品藥品監(jiān)管局印發(fā)了“關于醫(yī)用氧管理問題的通知”(國食藥監(jiān)辦[2003]144號)，對醫(yī)用氧的臨床醫(yī)療使用及管理等事宜做出了明確規(guī)定，指出“醫(yī)用分子篩變壓吸附法制取的氧氣，其質量標準正在由國家藥典委員會組織制定中，在該標準頒布執(zhí)行前，暫不對該方法制取的氧氣實行藥品批準文號管理，也暫不發(fā)放‘醫(yī)療機構制劑許可證’”。

2010年5月，國家質檢總局和標準化管理委員會頒布了GB 8982-2009“醫(yī)用及航空呼吸用氧”新標準，該標準拓寬了氧濃度的界定范圍，取消了只針對“低溫制氧方法” 氧濃度水平≥99.5%的規(guī)定，將常溫空分方法也包含進來。至此，無論采用何種制氧方法，醫(yī)用氧的氧氣濃度水平必須達到99.5%，這與中國藥典(2015年版)的要求相符。中國藥典是藥品的監(jiān)管法典，非藥品的名稱詞典，因此將未列在中國藥典中的“富氧空氣”直接用于臨床治療中將會承擔法律風險。

2010年12月，國家食品藥品監(jiān)管局下發(fā)關于“醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)用氧氣濃縮器供氣系統(tǒng)”(食藥監(jiān)辦械函[2010]564號)的文件中明確指出，在ICU、手術中不得使用富氧空氣，并要求全國各級醫(yī)療機構立即開展自查，不得超范圍使用MSOG機；建議各級醫(yī)療機構對MSOG系統(tǒng)進行整改，務必達到醫(yī)用氧國家標準要求。該文件中首次將“分子篩氧氣”定為“富氧空氣”，不再屬于“醫(yī)用氧”范疇。

2014年2月，國家衛(wèi)生計生委制定衛(wèi)生行業(yè)標準WS435-2013“醫(yī)院醫(yī)院氣體系統(tǒng)運行管理”，指出醫(yī)院應根據自身特點，設置符合醫(yī)療要求的醫(yī)用氧供應模式，更加明確醫(yī)療手術部不得使用富氧空氣。

2016年1月頒布的醫(yī)藥合行標準YY1468-2016“用于醫(yī)用氣體管道系統(tǒng)的氧氣濃縮器供氣系統(tǒng)”，將取代YY/T0298-1998“醫(yī)用分子篩制氧設備通用技術規(guī)范”，于2018年實施，成為新的強制性行業(yè)標準，標志著國家對以保健為目的的醫(yī)用MSOG設備的監(jiān)管將更加嚴厲，若達不到富氧空氣90%的最低濃度要求，醫(yī)療機構將被限定整改，廠家將接受經濟處罰并被吊銷醫(yī)療器械生產許可證。

4 MSOG監(jiān)管措施

目前，醫(yī)用MSOG設備的管理日趨嚴格規(guī)范，已經使用MSOG的醫(yī)療機構應該客觀看待國家現(xiàn)階段的過渡監(jiān)管政策。對于監(jiān)管機構而言，要盡快完善醫(yī)用氧監(jiān)管法律法規(guī)，從而保障醫(yī)療行業(yè)的用氧安全。國內已有專家提出將富氧空氣納入醫(yī)療機構制劑實施管理的建議，對其產出氣體應采取動態(tài)監(jiān)控和管理，此舉有利于對富氧空氣質量的控制。但國家要求醫(yī)院制劑需取得批準文號，軟件和硬件要求非常嚴格，也給醫(yī)療機構帶來一定困難。

2017年8月31日，國家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布了新的《醫(yī)療器械分類目錄》，首次將醫(yī)用膜分離制氧機列入。膜分離制氧機不同于MSOG設備，基于膜材料自身特性，可直接將空氣中的氧、氮及氬進行分離，制取純度高達99.5%以上的合格醫(yī)用氧，并于2012年取得了醫(yī)療器械注冊證[16]。該設備滿足醫(yī)用氧品質，全壽命使用成本低，有望成為現(xiàn)代化醫(yī)院中心供氧的首選氧源。

5 結語

臨床用氧的質量直接關系患者的安全和健康，亟待制訂對富氧空氣的監(jiān)督管理要求。使用MSOG設備作為供氧源的醫(yī)療機構日益增多，為了保證醫(yī)療機構使用氧氣的安全、經濟和合法性，加強醫(yī)用分子篩制取富氧空氣在臨床使用的監(jiān)管刻不容緩[17]。

[1]洪厚云.淺述臨床用氧新進展[J].中外醫(yī)學研究，2015，13(33)：159-162.

[2]李富普.淺談醫(yī)用氧儲存及使用安全[J].化工管理，2016(23)：22-23.

[3]李國平，栗文彬，趙奇?zhèn)b.醫(yī)用氣體系統(tǒng)理論與設備操作指南[M].北京：中國質檢出版社，2016.

[4]陳宗蓬，王晨，謝東紅，等.空氣分離技術回顧與展望[J].醫(yī)用氣體工程，2016(1)：14-18.

[5]羅二平，翟明明，單帥，等.空分制氧技術的研究現(xiàn)狀及進展[J].醫(yī)用氣體工程，2016(1)：1-13.

[6]馬琪偉.醫(yī)院生命支持系統(tǒng)概述[J].中國醫(yī)院建筑與裝備，2011(9)：75-81.

[7]雷北平，李干香，胡正超.醫(yī)用分子篩制氧設備的臨床應用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，33(3)：107-108.

[8]王勤修.分子篩制氧設備在醫(yī)院的應用[J].中國醫(yī)院建筑與裝備，2010(1)：62-64.

[9]趙奇?zhèn)b.醫(yī)療機構分子篩制取富氧空氣的臨床監(jiān)管[J].醫(yī)用氣體工程，2017，2(1)：1-3.

[10]曹德森，肖勝春，昂清.第三方標準化規(guī)范管理醫(yī)用氣體工程的必要性[J].醫(yī)用氣體工程，2017，2(1)：4-6.

[11]白克昌，葛戰(zhàn)術.大型醫(yī)用分子篩制氧設備的特點及應用[J].中國醫(yī)院建筑與裝備，2016(10)：90-92.

[12]徐軍峰，楊曉玲，趙小磊，等.醫(yī)用分子篩制氧設備使用中的幾個問題[J].中國醫(yī)療器械雜志，2014，38(4)：299-300.

[13]黃祖勇.醫(yī)用分子篩制氧設備的質量控制和安全管理探討[J].中國醫(yī)療設備，2011，26(2)：78-79.

[14]藍翁馳，許偉.醫(yī)用分子篩制氧設備的標準及應用現(xiàn)狀[J].中國醫(yī)療器械信息，2012，18(5)：30-32.

[15]肖燕萍，邢立鏞，謝勝芬，等.醫(yī)用分子篩制氧設備在臨床應用中的問題解析及風險探討[J].中國醫(yī)療器械信息，2016，17(11)：70-73.

[16]畢西錄.醫(yī)用制供氧設備使用及監(jiān)管[J].醫(yī)用氣體工程，2016(1)：36-39.

[17]李寶林，李博誠.我國醫(yī)用氧氣及分子篩制氧設備監(jiān)管要求和對策[J].中國醫(yī)藥導報，2014(26)：118-121.

Application status, problems and countermeasures of molecular sieve oxygen generating equipment in medical institutions

/JIANG Mao-gang, LUO Er-ping, SHEN Guang-hao, et al

Aim at the present status and problems of molecular sieve oxygen generation(MSOG)equipment in medical institutions, this paper analyzed the loopholes in the supervision of domestic molecular sieve oxygen generation(MSOG) equipment through comparing the domestic and international supervision for these equipment, and carding and gathering relevant domestic laws and regulations. As medical apparatus and instruments, there was no specific provisions of quality monitoring for MSOG, and the usage of MSOG sometime exceeded out use range in practice. It is urgent to strengthen the supervision for using medical molecular sieve in clinical practice. On the other hand, this paper introduced the application development of membrane separation oxygen generation technique in medical oxygen industry, and it was pointed out that this technique is hopeful to provide a new solution for medical oxygen treatment.

Molecular sieve; Medical oxygen; Oxygenized air; Membrane separation

School of Biomedical Engineering, The Fourth Military Medical University, Xi’an 710032,China.

姜茂剛,男,(1987- ),碩士，講師。第四軍醫(yī)大學生物醫(yī)學工程學院，從事軍隊衛(wèi)生裝備方面的研究工作。

1672-8270(2017)12-0146-03

R197.39

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.040

軍事醫(yī)學創(chuàng)新專項(13CXZ010)“野戰(zhàn)醫(yī)用高純氧制備新技術及新裝備的應用研究”

①第四軍醫(yī)大學生物醫(yī)學工程學院 陜西 西安 710032

②第四軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院 陜西 西安 710032

*通訊作者：ghlulu@fmmu.edu.cn

//China Medical Equipment,2017,14(12):146-148.

2017-09-06