周 靜 王 林

天然乳膠避孕套在老化溫度下爆破性能的研究

周 靜 王 林

目的:比較50℃和70℃兩種老化溫度下避孕套爆破性能的變化情況,探討更為適宜的避孕套加速老化試驗條件。方法:在試驗周期內(nèi),定期從50℃和70℃老化試驗箱中隨機取10只避孕套進行爆破試驗,以爆破壓力與爆破體積為檢測指標。結(jié)果:50℃和70℃下,避孕套爆破壓力均隨老化時間的延長而下降,但下降的趨勢與幅度差別較大;50℃下老化239d后避孕套爆破體積未出現(xiàn)明顯下降,70℃下則在7d后持續(xù)下降,35d時下降率達36.1%。結(jié)論:兩種老化溫度下避孕套失效機制存在差異,需要進一步探討和選擇更為合適的加速老化試驗方法,以提高估測避孕套儲存期的可信度。

乳膠避孕套 加速老化 爆破壓力 爆破體積

Comparison of natural latex rubber condom s′burst properties at aging temperatureZhou Jing,Wang Lin.Henan Institute of Medical Device Testing,Zhengzhou450000

AbstractObjective:To compare burst properties of natural latex rubber condoms at aging temperature of 50℃and 70℃,and explore the proper conditions of accelerated-aging test for condoms.Methods:In test cycle,10 condoms were randomly taken from aging oven of 50℃and 70℃at fixed periods,and they were tested to monitor the burst pressure and volume.Results:At 50℃and 70℃,the burst pressure of condoms dropped with the aging-time extended,but the descend trend was different.The burst volume of condoms showed no significant change after aged for 239 days at 50℃;however,aged at 70℃,the burst volume declined continuously after 7 days,and the decline rate was 36.1%by 35 days.Conclusion:Failure mechanism of condoms aged at 50℃and 70℃is probably different.An optimum combination of accelerated-aging temperature and time to predict shelf life of condoms is expected.

Key words: Condom;Accelerated-aging;Burst pressure;Burst volume

2002年我國將避孕套列入第一批強制性認證的醫(yī)療器械產(chǎn)品目錄[1]。天然膠乳橡膠避孕套(以下簡稱避孕套)的儲存期一般為3年或5年,采用常溫放置驗證其實際儲存時間需要耗費數(shù)年,利用加速老化試驗予以估測便成為必需。然而至今,我國尚未出臺醫(yī)療器械有效期加速老化試驗的指導(dǎo)原則[2],該技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的實際應(yīng)用還十分有限。GB7544-2004是國內(nèi)現(xiàn)行的避孕套質(zhì)量檢測標準,在指導(dǎo)和分析加速老化研究的指南中,沒有提供詳細的試驗方法,僅提出了包括50℃和70℃的老化試驗建議。因此,我們于2009年2～9月期間嘗試性觀察了在50℃和70℃老化下避孕套爆破性能的變化情況,以期探討避孕套加速老化試驗的適宜條件,為乳膠避孕套的生產(chǎn)、使用和檢測提供實驗依據(jù)。

材料與方法

一、實驗材料與儀器

實驗所用乳膠避孕套全部由河南省某橡膠制品有限公司提供,生產(chǎn)批號為20081224,寬度約為52mm,厚度約為0.05mm,自然色,以硅油為潤滑劑,塑料長包包裝。A IS-爆破容量檢測儀(2頭),澳大利亞ENERSOL公司生產(chǎn);401A型老化試驗箱,上海實驗儀器廠有限公司生產(chǎn)。

二、實驗方法

取10只新生產(chǎn)的避孕套,測定其爆破壓力和爆破體積作為老化前(0d)對照數(shù)據(jù)。將足量單個包裝的避孕套分別放置在溫度調(diào)至50℃、70℃的老化試驗箱中。70℃組的第一次取樣時間為老化后第3天,從第7天開始每隔7d取樣一次,共測定6次;50℃組在老化第1個月每隔7d測定1次,2～3個月間隔15d左右測定1次,隨老化時間的延長,每次間隔約30d取樣,共觀察8個月。每次均隨機取避孕套10只進行測定,在25±5℃條件下,將避孕套固定于圓桿上,以0.4～0.5dm3/s的速率充入干凈無油、去濕的空氣,測量并記錄各自的爆破壓力和爆破體積。

三、統(tǒng)計分析

應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS12.0對結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析。

結(jié) 果

一、兩種溫度下避孕套爆破壓力的變化

50℃、70℃老化條件下,避孕套在不同時間點的爆破壓力值見表1。由表可見,避孕套在50℃和70℃老化下,其爆破壓力均隨老化時間的延長而下降,但下降的趨勢與幅度有較大差別。50℃老化14d后避孕套的爆破壓力與對照相比下降(P<0.05);70℃則在老化3d后較對照即表現(xiàn)出差異(P<0.01),老化7d其爆破壓力值已低于50℃老化91d的數(shù)值。同時也可發(fā)現(xiàn)避孕套在50℃老化4個月間爆破壓力下降速率較快;在70℃則2周內(nèi)呈快速下降趨勢,老化14d避孕套爆破壓力下降率高達56.9%。

表1 2種溫度下避孕套爆破參數(shù)變化(ˉx±s)

二、兩種溫度下避孕套爆破體積的變化

避孕套在50℃老化239d后爆破體積無明顯改變,各時點的爆破體積與0d相比也無差異(P>0.05)。而圖1則顯示,70℃老化的避孕套爆破體積隨老化時間的延長,先表現(xiàn)為小幅上升,7d后開始持續(xù)下降,老化35d后避孕套爆破體積的下降率達36.1%。

圖1 70℃老化避孕套在不同時間點的爆破體積變化趨勢

討 論

自然老化是評定避孕套儲存期的最準確方法,但因試驗周期長,地理環(huán)境影響因素大,使其應(yīng)用受到很大的限制。相比而言,加速老化試驗可以快速便捷地預(yù)測和評估避孕套的儲存期[3]。爆破體積和爆破壓力是反映避孕套質(zhì)量的重要參數(shù),但兩者的意義不同,前者是評估避孕套在存放過程中是否質(zhì)地變硬的有效指標,可預(yù)測產(chǎn)品在使用中的破裂情況;爆破壓力則預(yù)示其在儲存期內(nèi)氧化變質(zhì)的趨勢[4]。本實驗在50℃和70℃下,避孕套爆破壓力均隨老化時間的延長而下降,可能因所用避孕套為塑料包裝,較鋁箔包裝透氧性更高,在加速老化過程中,避孕套不僅受高溫的影響,同時也發(fā)生了氧化作用。Michael等[4]曾將未包裝的避孕套在30℃下存放40個月,結(jié)果爆破壓力下降,爆破體積變化不大,這與本實驗中在50℃下老化的情況是基本一致的。

有文獻報道,用高溫加速老化預(yù)測實際條件下橡膠材料壽命的有效性,取決于材料在高溫下的老化機理與其在實際溫度下是否一致[5]。70℃老化7d這一加速老化條件,是根據(jù)2mm厚的天然乳橡膠樣本的動力學(xué)研究而設(shè)定的結(jié)果,而實際應(yīng)用中避孕套的壁厚遠<2mm,已有文獻提出該老化條件對于避孕套的并不適用[4]。本實驗數(shù)據(jù)亦揭示在50℃和70℃老化下,避孕套的爆破性能變化趨勢差別較大,反映出兩者的失效機制可能存在差異。

由于避孕套在實際存放的過程中性能變化率較小且不一致[6],現(xiàn)行的加速老化試驗與真實環(huán)境下自然老化之間的關(guān)系,還有待與將進行的室溫老化條件下避孕套爆破性能比較后確定,從而探討出更為合適的加速老化試驗方法,建立新的加速老化模型來提高估測避孕套儲存期的可信度,在更大程度上保證避孕套使用的有效性和安全性。

1 李玫輝,湯勝修,張玉.從強制性認證檢驗結(jié)果看我國橡膠避孕套產(chǎn)品質(zhì)量.中國石油和化工標準與質(zhì)量,2006,30(9):15～20.

2 王春仁,許偉.醫(yī)療器械加速老化實驗確定有效期的基本原理和方法.中國醫(yī)療器械信息,2008,14(5):67～70.

3 肖琰,魏伯榮,杜茂平.橡膠加速老化試驗及貯存期推算方法.合成材料老化與應(yīng)用,2007,36(1):40～43.

4 Michael JF,Voraya S,Janet V,et al.Latex Rubber Condoms:Predicting and Extending Shelf Life.Contraception,1996,53:221～229.

5 張凱,黃渝鴻,馬艷,等.橡膠材料加速老化試驗及其壽命預(yù)測方法.化學(xué)推進劑與高分子材料,2004,2(6):44～48.

6 GB7544-2004.天然膠乳橡膠避孕套技術(shù)要求和試驗方法,2004:20.

[責任編輯:董 琳]

10.3969/j.issn.1004-8189.2010.11

項目資助:河南省重點科技攻關(guān)項目(092102310127)

2010-04-26

修回日期:2010-09-10

作者:周 靜 河南省醫(yī)療器械檢驗所(鄭州,450000)

王 林 河南省醫(yī)療器械檢驗所