ISO 11138《医疗保健产品灭菌——生物指示剂》系列标准是全球灭菌验证领域最具权威性的技术规范，由ISO/TC 198（医疗保健产品灭菌技术委员会）制定。该系列标准自2006年发布第二版以来，经历了2017年的重大技术修订，目前各分册均已确认有效（2022-2024年系统评审通过）。本文系统梳理ISO 11138系列全部5个分册的核心要求。
ISO 11138-1：通用要求（General Requirements）
ISO 11138-1:2017是整个系列的基础性文件，规定了所有类型生物指示剂的通用要求，包括生产制造、标签标识、测试方法和性能特征。
适用范围
适用于接种载体（inoculated carriers）和芽孢悬液（spore suspensions），以及自含式生物指示剂（self-contained BIs）的组件。不适用于依赖物理去除微生物的灭菌过程（如过滤除菌）。
核心要求
菌株标识与纯度：制造商必须对生产用菌株进行明确的分类学鉴定，至少鉴定到"种"（species）级别。ATCC编号、来源历史、传代次数均需记录保存。每批生物指示剂需进行微生物纯度检测，应无杂菌污染。
芽孢计数（Population）：制造商需按批次对每批生物指示剂的活芽孢数进行验证。ISO 11138-1规定了两种计数方法：直接计数法（倾注平板法）和最大可能数法（MPN法）。每批至少检测4个样品，每份样品按10倍系列稀释后进行双份平板计数，取30-300 CFU范围的平板进行统计。制造商应确保实际芽孢数的对数平均值不低于标签标示值的50%且不超过300%。
D值测定：D值（Decimal Reduction Time）指在特定灭菌条件下使微生物数量减少90%所需的时间或剂量。ISO 11138-1允许使用三种方法测定D值：
1. Stumbo-Murphy-Cochran（SMC）法：基于部分阴性法的D值计算
2. 存活曲线法（Survival Curve Method）：直接计数法绘制对数存活曲线
3. 分数阴性法（Fraction Negative Method / LSK法）：Limited Spearman-Karber方法
每种方法要求至少使用5个暴露条件，每个条件至少20个重复样品，总计100个测试单位。制造商标签D值的测定结果应附95%置信区间。
存活-杀灭反应特性：存活时间（Survival Time）和杀灭时间（Kill Time）是D值的间接验证指标。存活时间应按D值×(log N₀-2)计算，杀灭时间按D值×(log N₀+4)计算，其中N₀为每载体初始芽孢数。制造商应明确标注这两个参数，用户可通过存活-杀灭窗口快速验证生物指示剂的适用性。
标签要求：每批生物指示剂至少应标注：适用灭菌方式、菌株名称和编号、每载体芽孢数（或范围）、D值及测定温度、储存条件、有效期、批号、制造商信息。
ISO 11138-2：环氧乙烷灭菌用生物指示剂
ISO 11138-2:2017（2024年确认）针对采用纯EO气体或EO混合气体（温度范围29-65℃）的灭菌过程。
标准指示菌株：萎缩芽孢杆菌（Bacillus atrophaeus），ATCC 9372。
抗力要求：在54℃、600±30mg/L EO、60±10%相对湿度条件下，D值应≥2.5分钟。制造商应根据自身产品特性在标签中给出具体暴露条件下的D值。
关键测试条件：EO浓度、温度、相对湿度三个参数需同时精确控制。测试设备（BIER/resistometer vessel）需符合ISO 18472标准要求。
ISO 11138-3：湿热灭菌用生物指示剂
ISO 11138-3:2017（2022年确认）适用于采用饱和蒸汽或过热水作为灭菌介质的湿热灭菌过程。
标准指示菌株：嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus），ATCC 7953。
抗力要求：在121℃饱和蒸汽条件下，D值应≥1.5分钟。这是全球通用的最低抗力门槛——如果BI在121℃的D值<1.5分钟，就不能用于过度杀灭法验证（需要D≥1.5分钟才能提供足够的灭菌挑战）。
Z值范围：嗜热脂肪地芽孢杆菌在110-130℃范围内Z值通常为6-8℃。Z值用于计算不同温度下的等效灭菌时间。
ISO 11138-4：干热灭菌用生物指示剂
ISO 11138-4:2017适用于采用干热空气作为灭菌介质的过程，通常用于玻璃器皿、金属器械和耐热粉末的灭菌。
标准指示菌株：萎缩芽孢杆菌（Bacillus atrophaeus），ATCC 9372。
抗力要求：在160℃干热条件下，D值应≥2.0分钟。需要注意的是，干热灭菌的D值远高于湿热灭菌，这是因为干热穿透性和杀菌效率比湿热蒸汽低得多。
内毒素指示剂：干热灭菌中，内毒素指示剂（Endotoxin Indicator）是与生物指示剂并用的重要质控工具。ISO 11138-4不直接规定内毒素要求，但实际应用中通常要求内毒素下降≥3 log。相关标准可参考USP <85>细菌内毒素检查法。
ISO 11138-5：低温蒸汽甲醛灭菌用生物指示剂
ISO 11138-5:2017适用于采用低温蒸汽和甲醛（LTSF）混合物的灭菌过程，作用温度通常为50-80℃。
标准指示菌株：嗜热脂肪地芽孢杆菌（Geobacillus stearothermophilus），ATCC 7953。
抗力要求：在标签指定的LTSF条件下，D值应满足制造商声明的适用范围。该标准的测试方法相对特殊，需在特定温湿度环境下精确控制甲醛浓度。
与各国药典的关系
ISO 11138系列是各国药典参照的核心技术文件：
• 中国药典9207指导原则：直接引用ISO 11138的菌株选择和D值判定方法
• USP <55>/<1035>：自2016年8月起大幅修订，不再重复定义D值范围，而是直接引用ISO 11138
• 日本药典（JP 18）参考信息：参照ISO 11138制定灭菌指示剂要求
• 欧洲药典（EP 5.1.2）：与ISO 11138保持高度协调
适用标准与法规
• ISO 11138-1:2017 Sterilization of health care products — Biological indicators — Part 1: General requirements
• ISO 11138-2:2017(R2024) Part 2: Biological indicators for ethylene oxide sterilization processes
• ISO 11138-3:2017(R2022) Part 3: Biological indicators for moist heat sterilization processes
• ISO 11138-4:2017 Part 4: Biological indicators for dry heat sterilization processes
• ISO 11138-5:2017 Part 5: Biological indicators for low-temperature steam and formaldehyde sterilization
• ISO 18472 Sterilization of health care products — Biological and chemical indicators — Test equipment
推荐产品
• 3M 1262-S 蒸汽灭菌生物指示剂（嗜热脂肪芽孢杆菌，含菌量≥10⁶）
免责声明
本文内容整理自ISO公开文件和各国药典参考信息，仅供技术交流参考。ISO标准全文需要向ISO或各国标准机构购买。具体灭菌工艺验证中的生物指示剂选择和使用请参照最新版本的适用标准和法规要求，并在有资质的专业人员指导下进行。
客服1