一次性医用橡胶检查手套现状及性能分析

梁金奎 ，刘万宗，余克龙，王 凯，郭士玉

（山东省医疗器械和药品包装检验研究院，山东济南 250101）

医用一次性手套是一种被广泛应用于医疗及群众日常生活中的医疗器械。20世纪80年代以来,随着人类免疫缺陷性病毒（HIV)的出现和对血液疾病传播途径的了解,医护人员穿戴手套的人数大大增加,医用手套按原材料材质的不同可以分为橡胶手套与非橡胶手套两大类,在国内天然橡胶手套、非天然橡胶手套有少量使用。目前天然橡胶手套已不仅运用于医护人员,且在生产生活各方面都得到广泛应用。传统的医用手套多以PVC、天然橡胶及丁腈橡胶制备而成[1]。PVC橡胶手套尽管具有价格低廉、产量高等优势,但是材料本身特性决定了橡胶手套难以获得良好的防护性能。天然橡胶的生产成本高,且随着环保形式的加剧,利用天然橡胶加工一次性手套也逐渐不再符合我国的环保政策和产业需求。丁腈橡胶制备医用一次性手套具有良好的耐油耐候性且能够有效防止病菌渗透,但是材料本身对手的束缚性过强,不利于长时间穿戴。因此,当前我国医用器材加工领域多使用聚氨酯等高分子复合材料制备医用一次性手套,利用材料本身良好的力学性能、耐油耐候性及防菌渗透性等优点,制备价格低廉但综合性能优异的医用一次性橡胶手套。本文分析了传统PVC橡胶手套的性能缺陷,总结了丁腈橡胶复合聚氨酯材质橡胶手套的性能优势,旨在为一次性医用橡胶手套产品开发提供借鉴。

1 一次性医用橡胶手套抽检现状分析

医用橡胶检查手套（无菌）在我国作为二类医疗器械监管,产品的注册标准一般采用GB 10213-2006《一次性使用医用橡胶检查手套》,也有部分企业的注册产品采用企业标准进行注册,企业标准中一般除了需要满足GB 10213-2006中第6章强制性要求外,有些增加了国家推荐性标准中有关手套表面残余粉末、水溶性蛋白残留量、环氧乙烷残留量等的要求和试验方法[1-2]。除此之外,GB 10213-2006中对产品的抽检批量、抽样检查水平和接受质量限(AQL)有明确的规定,按照标准的要求,对产品的尺寸、老化前后扯断力和扯断伸长率进行检验,作为接受的用途来说,手套应按照要求进行检查及抽样,检查水平和接受质量限（AQL）值应符合规定,当不能确定批量大小时,应假定批量为35001～15000。

2 一次性医用手套表面残余粉末问题分析

一次性医用手套的规格尺寸、拉伸性能、不透水性等技术性要求,对比医用手套的中国标准、欧盟标准、美国标准及ISO 标准,已得出技术性能要求基本相同的结论。但近年来,由于戴医用手套所引起的不良反应在科学文献中有描述,具体原因在于天然橡胶胶乳手套引起的速发型过敏反应、灭菌残留物(环氧乙烷)、致热物产生的不良反应,长期的临床试验研究表明,带粉的人造橡胶手套表面残余的粉末与皮肤接触在湿润的环境下会反复刺激手部皮肤,从而会引起一些炎性刺激反应。通常医院大部分医护人员会在有粉末手套使用前用无菌水进行表面冲洗,但是研究表明反复冲洗并不能完全带走手套上的淀粉残留,有很多标注为无粉手套的产品残余粉末虽然符合标准要求,但残余粉末也有很多。有粉手套不进行其他的表面处理,加粉就是表面处理方式,有粉手套的粉是手套生产成型后有意添加变性玉米淀粉等物质,方便穿戴[2]。无粉手套生产过程中使用一些聚合物涂层进行表面处理,同样可以达到便于穿戴的目的,所以不再去有意添加粉末,标准中对无粉残留量有限制,这跟残留量是表面处理的残留物和油手套的粉是完全不同的。因此,为了保障医护人员的健康,有必要对粉末量抽提蛋白质限量、环氧乙烷灭菌残留量、内毒素留量技术指标进行国内外情况比对。

3 传统医用手套用材及缺陷

医用手套是以优质的天然橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、丁苯橡胶或热塑性弹性体溶液制成。为了便于手套的穿戴,可使用符合ISO 10993要求的润湿剂、粉末或聚合物涂覆物进行表面处理。使用的任何颜料应是无毒的,用于表面处理的可移动的物质必须是可生物吸收的。有些人会对某种橡胶配合剂出现过敏现象,因此,应根据不同人员选用合适原材料制成的医用检查手套[3-5]。

3.1 传统医用手套用材

从用材上进行划分,一次性医用手套主要可以分为天然橡胶手套和非天然橡胶手套两大类。其用材分类如图1所示。

图1 医用一次性橡胶手套用材分类Fig.1 Classification of materials for medical disposable rubber gloves

3.1.1 天然橡胶

目前全球天然胶乳的消耗量为每年1000kt以上,其中超过60%用来生产手套。这种天然胶乳一般含有质量分数33%的1,4-聚异戊二烯,2%的树脂,65%的水和1.8%的蛋白[6-7]。天然橡胶制备的医用手套具有操作灵巧性高、优良的触知性等优点,尤其是在临床需要阻隔高风险病毒及操作中可能需要承受一些压力时(如可能接触到一些尖锐器具),其优势可能更明显一些。

3.1.2 非天然橡胶

非天然橡胶材料一般主要为合成橡胶类材料,如丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等,还有一些其它高分子材料如热塑性弹性体材料等。同时由于普遍认为非天然胶材料在耐用性和对微生物的阻隔保护性方面仍劣于天然胶材料,因而非天然胶材料制成的检查手套一般推荐用于对天然胶过敏的敏感人群。

3.2 传统医用手套缺陷

目前市场上大部分医用检查手套是以天然橡胶作为原材料。首先,天然橡胶中的蛋白主要是橡胶蛋白,是一种水溶的热稳定性蛋白,易引发人类致敏反应。天然胶乳中含有致敏蛋白,其产品在使用过程中会导致人体产生过敏反应[7-8]。20世纪80年代以来,天然胶乳医疗卫生用品导致人体过敏事件频发,国内外均有大量的研究报道其乳胶蛋白的致敏性。据分析调查国外显示了11.5%、54%的过敏率,而国内对8个省和香港地区的调查表明,其过敏率也在2.5%～30.9%之间。为降低天然橡胶手套中残留蛋白对敏感人群带来的潜在风险,国内外监管部门均采取了各种措施加以防范,从标准方面,国际标准化组织推出了ISO 12243:2003 ,我国已等同转化为GB/T 21870《天然乳胶医用手套水抽提蛋白质的测定 改进Lowry 法》,为天然橡胶手套中残留蛋白的测定提供技术手段。

由于天然橡胶需要以大量的自然资源为基础,长期使用也不符合当前我国越来越严格的环保政策要求。一般的PVC、丁腈橡胶、氯丁橡胶等制备而成的一次性医用手套普遍具有灵活性差、感知性差等缺点,在使用过程中还会因为材料本身在低伸长率时过高的模量而给使用者带来较大的穿着束缚感。由于非天然橡胶普遍透气性较差,长期使用容易对手部皮肤产生损害。另外,非天然橡胶手套在材料耐用性及对微生物、病菌的阻隔防护方面仍无法达到天然橡胶手套的水平。

4 医用手套用聚氨酯复合材料性能优势

4.1 聚氨酯橡胶特性

聚氨酯橡胶是一种由聚酯、二异氰酸酯类化合物经过聚合反应加工所得的高分子材料。聚氨酯橡胶含有大量的氨基甲酸酯集团、酯基、芳香基等,其分子结构较一般的高分子聚合物更为复杂。按照主链的柔性与刚性进行划分,聚氨酯橡胶分子主链的柔性链段含有大量的低聚物多元醇；刚性链含有二异氰酸酯及小分子扩链剂等。由于聚氨酯分子链中柔性链的占比较刚性链更大,因此,聚氨酯橡胶具有硬度高、强度适中、弹性高等优势,综合性能较一般天然橡胶或PVC橡胶更高[9-10]。

4.2 聚氨酯橡胶手套性能优势

聚氨酯橡胶手套是继天然橡胶手套、PVC橡胶手套等之后的新一代橡胶手套。其性能优势与比较见表2。

表2 聚氨酯橡胶手套性能优势与比较Table 2 The performance advantage and comparison of polyurethane rubber gloves

从力学性能来看,聚氨酯橡胶手套在拉伸强度或断裂伸长率等方面均表现出明显超过天然橡胶和丁腈橡胶手套的优势,仅在低伸长率模量方面略差于丁腈橡胶；从透水透气性和灭菌性能角度来看,聚氨酯手套均表现出较好的性能优势。然而,就目前一次性医用橡胶手套市场调研结果分析,市场上使用聚氨酯复合材料制备一次性医用手套的厂家尚且不多[11-13],主要是因为聚氨酯材料本身的造价较高。因而,需要采用一种新的橡胶手套加工思路,在充分利用聚氨酯橡胶优异性能的同时,降低一次性医用橡胶手套的生产成本。

5 结语

使用天然橡胶或传统非天然橡胶材料制备而成的医用手套具有各种性能劣势,例如,国内外报道临床天然橡胶手套易引发敏感人群的不同程度的过敏；传统的PVC、丁腈橡胶等材料制成的医用手套在操作的灵巧性、感知性方面较差等。本文针对传统一次性医用橡胶性能缺陷,分析比较了聚氨酯橡胶手套的性能优势,认为聚氨酯橡胶手套具有良好的力学性能指标,如拉伸强度、断裂伸长率等,在低伸长率状态下的模量表现也较为适中,能够为用户提供良好的佩戴舒适性。