天然乳胶避孕套在老化温度下爆破性能的研究

周 静 王 林

天然乳胶避孕套在老化温度下爆破性能的研究

周 静 王 林

目的:比较50℃和70℃两种老化温度下避孕套爆破性能的变化情况,探讨更为适宜的避孕套加速老化试验条件。方法:在试验周期内,定期从50℃和70℃老化试验箱中随机取10只避孕套进行爆破试验,以爆破压力与爆破体积为检测指标。结果:50℃和70℃下,避孕套爆破压力均随老化时间的延长而下降,但下降的趋势与幅度差别较大;50℃下老化239d后避孕套爆破体积未出现明显下降,70℃下则在7d后持续下降,35d时下降率达36.1%。结论:两种老化温度下避孕套失效机制存在差异,需要进一步探讨和选择更为合适的加速老化试验方法,以提高估测避孕套储存期的可信度。

乳胶避孕套 加速老化 爆破压力 爆破体积

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年我国将避孕套列入第一批强制性认证的医疗器械产品目录[1]。天然胶乳橡胶避孕套(以下简称避孕套)的储存期一般为3年或5年,采用常温放置验证其实际储存时间需要耗费数年,利用加速老化试验予以估测便成为必需。然而至今,我国尚未出台医疗器械有效期加速老化试验的指导原则[2],该技术在医疗器械领域的实际应用还十分有限。GB7544-2004是国内现行的避孕套质量检测标准,在指导和分析加速老化研究的指南中,没有提供详细的试验方法,仅提出了包括50℃和70℃的老化试验建议。因此,我们于2009年2～9月期间尝试性观察了在50℃和70℃老化下避孕套爆破性能的变化情况,以期探讨避孕套加速老化试验的适宜条件,为乳胶避孕套的生产、使用和检测提供实验依据。

材料与方法

一、实验材料与仪器

实验所用乳胶避孕套全部由河南省某橡胶制品有限公司提供,生产批号为20081224,宽度约为52mm,厚度约为0.05mm,自然色,以硅油为润滑剂,塑料长包包装。A IS-爆破容量检测仪(2头),澳大利亚ENERSOL公司生产;401A型老化试验箱,上海实验仪器厂有限公司生产。

二、实验方法

取10只新生产的避孕套,测定其爆破压力和爆破体积作为老化前(0d)对照数据。将足量单个包装的避孕套分别放置在温度调至50℃、70℃的老化试验箱中。70℃组的第一次取样时间为老化后第3天,从第7天开始每隔7d取样一次,共测定6次;50℃组在老化第1个月每隔7d测定1次,2～3个月间隔15d左右测定1次,随老化时间的延长,每次间隔约30d取样,共观察8个月。每次均随机取避孕套10只进行测定,在25±5℃条件下,将避孕套固定于圆杆上,以0.4～0.5dm3/s的速率充入干净无油、去湿的空气,测量并记录各自的爆破压力和爆破体积。

三、统计分析

应用统计学软件SPSS12.0对结果进行统计学分析。

结 果

一、两种温度下避孕套爆破压力的变化

50℃、70℃老化条件下,避孕套在不同时间点的爆破压力值见表1。由表可见,避孕套在50℃和70℃老化下,其爆破压力均随老化时间的延长而下降,但下降的趋势与幅度有较大差别。50℃老化14d后避孕套的爆破压力与对照相比下降(P<0.05);70℃则在老化3d后较对照即表现出差异(P<0.01),老化7d其爆破压力值已低于50℃老化91d的数值。同时也可发现避孕套在50℃老化4个月间爆破压力下降速率较快;在70℃则2周内呈快速下降趋势,老化14d避孕套爆破压力下降率高达56.9%。

表1 2种温度下避孕套爆破参数变化(¯x±s)

二、两种温度下避孕套爆破体积的变化

避孕套在50℃老化239d后爆破体积无明显改变,各时点的爆破体积与0d相比也无差异(P>0.05)。而图1则显示,70℃老化的避孕套爆破体积随老化时间的延长,先表现为小幅上升,7d后开始持续下降,老化35d后避孕套爆破体积的下降率达36.1%。

图1 70℃老化避孕套在不同时间点的爆破体积变化趋势

讨 论

自然老化是评定避孕套储存期的最准确方法,但因试验周期长,地理环境影响因素大,使其应用受到很大的限制。相比而言,加速老化试验可以快速便捷地预测和评估避孕套的储存期[3]。爆破体积和爆破压力是反映避孕套质量的重要参数,但两者的意义不同,前者是评估避孕套在存放过程中是否质地变硬的有效指标,可预测产品在使用中的破裂情况;爆破压力则预示其在储存期内氧化变质的趋势[4]。本实验在50℃和70℃下,避孕套爆破压力均随老化时间的延长而下降,可能因所用避孕套为塑料包装,较铝箔包装透氧性更高,在加速老化过程中,避孕套不仅受高温的影响,同时也发生了氧化作用。Michael等[4]曾将未包装的避孕套在30℃下存放40个月,结果爆破压力下降,爆破体积变化不大,这与本实验中在50℃下老化的情况是基本一致的。

有文献报道,用高温加速老化预测实际条件下橡胶材料寿命的有效性,取决于材料在高温下的老化机理与其在实际温度下是否一致[5]。70℃老化7d这一加速老化条件,是根据2mm厚的天然乳橡胶样本的动力学研究而设定的结果,而实际应用中避孕套的壁厚远<2mm,已有文献提出该老化条件对于避孕套的并不适用[4]。本实验数据亦揭示在50℃和70℃老化下,避孕套的爆破性能变化趋势差别较大,反映出两者的失效机制可能存在差异。

由于避孕套在实际存放的过程中性能变化率较小且不一致[6],现行的加速老化试验与真实环境下自然老化之间的关系,还有待与将进行的室温老化条件下避孕套爆破性能比较后确定,从而探讨出更为合适的加速老化试验方法,建立新的加速老化模型来提高估测避孕套储存期的可信度,在更大程度上保证避孕套使用的有效性和安全性。

1 李玫辉,汤胜修,张玉.从强制性认证检验结果看我国橡胶避孕套产品质量.中国石油和化工标准与质量,2006,30(9):15～20.

2 王春仁,许伟.医疗器械加速老化实验确定有效期的基本原理和方法.中国医疗器械信息,2008,14(5):67～70.

3 肖琰,魏伯荣,杜茂平.橡胶加速老化试验及贮存期推算方法.合成材料老化与应用,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 张凯,黄渝鸿,马艳,等.橡胶材料加速老化试验及其寿命预测方法.化学推进剂与高分子材料,2004,2(6):44～48.

6 GB7544-2004.天然胶乳橡胶避孕套技术要求和试验方法,2004:20.

[责任编辑:董 琳]

10.3969/j.issn.1004-8189.2010.11

项目资助:河南省重点科技攻关项目(092102310127)

2010-04-26

修回日期:2010-09-10

作者:周 静 河南省医疗器械检验所(郑州,450000)

王 林 河南省医疗器械检验所