導(dǎo)語(yǔ)：醫(yī)療設(shè)備消毒劑耐受性研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：本文研究了3種類(lèi)型的熱塑性聚氨酯（TPU）對(duì)常見(jiàn)消毒劑的耐受性。將TPU試樣浸泡在戊二醛、消毒水或醫(yī)用酒精等消毒劑中保持一定時(shí)間后，測(cè)試樣品的重量、硬度和拉伸強(qiáng)度等性能變化情況。結(jié)果表明：聚己內(nèi)酯型TPU穩(wěn)定性?xún)?yōu)于聚醚型TPU和聚酯型TPU，適合用于醫(yī)療設(shè)備。

關(guān)鍵詞：熱塑性聚氨酯(TPU)；消毒劑；醫(yī)用；硬度；強(qiáng)度

得益于熱塑性聚氨酯(TPU)擁有的高強(qiáng)度、柔韌性和便于擠出、注塑成型加工的優(yōu)異綜合性能，特別是其制品表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性和生物相容性，近年來(lái)TPU成為醫(yī)療設(shè)備的常用材料[1-8]。醫(yī)療設(shè)備在使用過(guò)程中不可避免與生物體接觸，當(dāng)醫(yī)療設(shè)備表面殘留或者攜帶病菌，就會(huì)給生物體帶來(lái)極大的威脅，甚至可能引起巨大的感染傷害。因此醫(yī)療設(shè)備在使用時(shí)必須保證是無(wú)菌無(wú)毒的，那么消毒劑的使用是不可或缺的[9-12]。本文通過(guò)測(cè)試不同類(lèi)型的TPU片狀試樣在3種常見(jiàn)消毒劑中浸泡指定時(shí)間后重量、硬度和拉伸強(qiáng)度等性能的變化，評(píng)價(jià)TPU對(duì)消毒劑的耐受性，為醫(yī)療器械軟質(zhì)部件的材料選擇和新材料開(kāi)發(fā)提供一些借鑒或指導(dǎo)。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原材料與設(shè)備。三種TPU原料：TPU82A：聚醚型TPU，路博潤(rùn)公司Gemothane8963系列，硬度80A，拉伸強(qiáng)度24Mpa；TPU77AU：聚己內(nèi)酯型TPU，路博潤(rùn)公司Gemothane8955系列，硬度78A，拉伸強(qiáng)度25MPa；TPUH75A，聚酯型TPU，自制，硬度75A，拉伸強(qiáng)度20Mpa。三種消毒劑：使用去離子水配制，A、戊二醛溶液，戊二醛含量2%；B、消毒水，次氯酸鈉含量10%；C、醫(yī)用酒精，乙醇含量75%。制樣和測(cè)試設(shè)備：精密型自動(dòng)壓片機(jī)由東莞市正工機(jī)電設(shè)備科技有限公司生產(chǎn)，型號(hào)ZG-50。萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)由深圳三思縱橫科技股份有限公司生產(chǎn)，型號(hào)CMT4104。1.2TPU樣片的制備。首先用真空干燥箱在80-85℃將TPU原料干燥4小時(shí)；然后通過(guò)自動(dòng)壓片機(jī)熱壓成型，熱壓溫度180℃，壓力10MPa，時(shí)間5min；然后冷壓定型后，脫模獲得厚度2mm的片材。重量和硬度的測(cè)試使用長(zhǎng)×寬×厚=30mm×30mm×2mm的方形樣片。拉伸測(cè)試使用啞鈴型樣條，記錄樣條平行部分厚度。將樣片和樣條，放置到指定的消毒液中浸泡，記錄不同的浸泡周期：0天，1天，7天，14天，21天和35天。1.3性能測(cè)試在不同的浸泡周期，同一方形樣片用于重量和硬度的測(cè)試，硬度測(cè)試方法遵循ASTMD2240標(biāo)準(zhǔn)。使用ASTMD412標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試不同浸泡時(shí)間的啞鈴型樣條拉伸強(qiáng)度。

2結(jié)果與討論

2.1樣品重量隨浸泡時(shí)間變化。圖1TPU浸泡35天重量變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TPU材料對(duì)不同消毒劑的吸附和吸收有明顯差異，總體來(lái)說(shuō)醫(yī)用酒精最容易被滲透進(jìn)入TPU樣片中，TPU-82A增重最大為25%，最小的TPU-77AU也有9%的增重。相對(duì)而言，TPU對(duì)消毒水的耐受性最佳，增重約1%，而戊二醛消毒劑稍高，但也小于2%。酒精容易被吸收的主要原因是，乙醇分子運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)，可以和TPU的分子鏈上的氨基、羥基、醚鍵等作用形成氫鍵，部分破壞TPU的結(jié)晶，水分子和乙醇分子進(jìn)入TPU基體中[13-15]。而圖2-圖4，TPU重量隨時(shí)間變化趨勢(shì)也說(shuō)明消毒劑進(jìn)入TPU基體中是溶脹過(guò)程，基本上在7天時(shí)溶脹平衡為重量最高點(diǎn)，延長(zhǎng)浸泡時(shí)間，重量保持不變或減小，減小原因是少量TPU水解。對(duì)于三種TPU類(lèi)型來(lái)說(shuō)，聚己內(nèi)酯型的TPU-77AU對(duì)三種消毒液的耐受性都有良好表現(xiàn)，增重最小。而聚醚型TPU-82A增重最大，聚酯型TPU-H75A表現(xiàn)接近TPU-77AU。聚醚型TPU由于醚鍵含量較多，更容易和水結(jié)合，所以吸水增重較多。2.2樣品硬度隨浸泡時(shí)間變化圖。5TPU浸泡35天硬度變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，消毒劑能夠比較明顯的改變TPU材料的硬度，在實(shí)際使用中可能帶給用戶(hù)觸感上的差異。消毒劑通常導(dǎo)致TPU硬度降低，樣品變得更柔軟，其內(nèi)在原因是消毒液部分溶脹了TPU，水分子等小分子進(jìn)入TPU分子鏈間隙，使分子鏈的相互作用力降低，類(lèi)似增塑作用，整體容易變形，硬度降低。特別是醫(yī)用酒精，能導(dǎo)致硬度下降16A，而戊二醛和消毒水相對(duì)硬度變化較小，小于3A。而圖6-圖8，TPU硬度隨時(shí)間變化趨勢(shì)也說(shuō)明消毒劑進(jìn)入TPU基體中是溶脹過(guò)程，基本上在7天時(shí)溶脹平衡為硬度最低點(diǎn)，延長(zhǎng)浸泡時(shí)間，硬度保持不變或輕微升高。對(duì)于三種TPU類(lèi)型來(lái)說(shuō)，聚己內(nèi)酯型的TPU-77AU對(duì)三種消毒液的耐受性?xún)?yōu)異，硬度變化約-3A~3A，由于人體對(duì)硬度的分辨力通常為5A，小于3A的硬度變化是可以接受的[13-15]。聚醚型TPU-82A硬度下降過(guò)大，超過(guò)10A；聚酯型TPU-H75A表現(xiàn)比TPU-77AU差，但好于TPU82A。2.3樣品拉伸性能隨浸泡時(shí)間變化圖9TPU浸泡35天拉伸強(qiáng)度保持率實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同消毒劑對(duì)TPU的強(qiáng)度影響有明顯不同。總體來(lái)說(shuō)消毒水對(duì)強(qiáng)度的影響最小，能夠保持70%以上，而戊二醛和醫(yī)用酒精影響較大，只能保留50%-95%。TPU拉伸強(qiáng)度的變化，來(lái)源于TPU聚集態(tài)的變化，3種消毒劑都是水溶液，水分子和消毒劑小分子有可能擴(kuò)散滲透進(jìn)入TPU分子鏈間隙，形成氫鍵，導(dǎo)致分子之間作用力變化，引起拉伸強(qiáng)度的變化。乙醇分子容易進(jìn)入TPU內(nèi)部，所以TPU對(duì)醫(yī)用酒精的耐受相對(duì)最差，而戊二醛不容易擴(kuò)散，次氯酸鈉極性差異也不容易進(jìn)入TPU分子鏈間，所以其拉伸強(qiáng)度保持率較高[13-16]。圖11TPU在消毒水中拉伸強(qiáng)度隨浸泡時(shí)間變化圖圖12TPU在醫(yī)用酒精中拉伸強(qiáng)度隨浸泡時(shí)間變化圖而圖10-圖12，TPU強(qiáng)度隨時(shí)間變化趨勢(shì)也說(shuō)明消毒劑進(jìn)入TPU的作用途徑是小分子擴(kuò)散到基體中，如果不能發(fā)生擴(kuò)散溶脹，其強(qiáng)度基本不隨時(shí)間變化。對(duì)于三種TPU類(lèi)型來(lái)說(shuō)，聚己內(nèi)酯的TPU-77AU對(duì)三種消毒液都保持了優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度，全周期都大于15Mpa。而聚醚型TPU-82A和聚酯型TPU-H75A分別在21天，35天出現(xiàn)強(qiáng)度小于10Mpa的樣條，已經(jīng)不能正常使用了。

3結(jié)論

本文采用浸泡35天的方式，測(cè)試戊二醛、消毒水和醫(yī)用酒精三種常用消毒劑對(duì)TPU材料性能的影響，結(jié)果表明醫(yī)用酒精對(duì)TPU重量、硬度和拉伸強(qiáng)度有較大影響，戊二醛和消毒水相對(duì)影響較小。同時(shí)聚己內(nèi)酯型的TPU77AU綜合性能優(yōu)異，能夠滿(mǎn)足醫(yī)療設(shè)備消毒對(duì)材料的要求。而聚醚型TPU82A由于親水性較好，不適合用于長(zhǎng)期和消毒劑接觸制品。自制的聚酯型TPU-H75A的消毒液耐受性較差，在分子量分布和結(jié)晶相態(tài)控制等方面還有很多需要改進(jìn)的地方。

作者:雷宇 閆戈 郝同輝 單位:1.路博潤(rùn)管理（上海）有限公司 2.湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院