防护服抗合成血液穿透试验的影响因素探究

何惠燕,李正海

(佛山中纺联检验技术服务有限公司,广东 佛山 528211)

由于工作需要,医护人员极易接触到传播疾病的液体,会给其生命健康带来潜在危害。工程控制不能消除所有可能性接触,而医用防护服作为防止血液、体液和其他潜在传染性物质传播的屏障,可减少接触概率,起到较好的防护作用,因此,检测机构准确、真实地反映防护材料的抗合成血液穿透性能,显得尤为重要。

1 试验方法

根据GB 19082—2009附录A[1]、YY/T 0700—2008的抗合成血液穿透性试验方法,选取不同生产厂家的医用防护服,编号1#～5#,每个样品均从不同的单层部位裁取三片试样,大小为75 mm×75 mm,将试样的外表面面向试验槽放入槽内,在试样的内表面分别加上垫圈、支撑网、垫圈、法兰盖、透明盖,试验槽的每个螺钉拧至扭矩13.6 N·m并注入50 mL～55 mL合成血液。合成血液接触试样的时间和压力见表1。注射合成血液后,观察5 min,记录试样的可视面是否出现合成血穿透。如果有合成血液穿透则终止试验,如果没有出现合成血液穿透或特征性的变色现象,则可判定该试样的抗合成血液穿透性能合格[2]。

表1 抗合成血液穿透性的分级

2 试验结果

2.1 合成血液的表面张力

防护服材料作为阻隔血液等传染物穿透的屏障,其血液的润湿和穿透性能受多种因素影响,如:血液的表面张力、黏度、pH值、材料结构、相对亲水性和疏水性等[3]。液体对固体材料的穿透能力主要是由液体在固体表面的展开情况决定,液体的表面张力是表征这个过程的一个重要参数,在多相系统中物质的界面张力差值越小,越容易发生渗透-扩散,因此,使用质量达标的合成血液是保证抗合血液穿透试验准确性的前提。人体血液的表面张力范围约为0.042 N/m～0.060 N/m,为模拟人体血液的润湿性和真实性,试验用合成血液的表面张力按GB/T 5549—1990测试[4]为0.042 N/m±0.002 N/m。

在不同的温度环境下测试合成血液的表面张力变化,见表2。从表2可知,合成血液的表面张力与温度呈负相关。当温度在20 ℃～25 ℃时,合成血液的表面张力符合人体血液的表面张力范围0.042 N/m～0.060 N/m,当温度低于20 ℃或高于25 ℃时,合成血液的表面张力会超出人体血液的承载范围。因此,测试环境的温度20 ℃～25 ℃,与各标准对样品的调试环境温度要求保持一致。

表2 不同温度对合成血液的表面张力的影响

根据GB 19082—2009对测试环境的要求,选择在(23±1)℃下,配制不同表面张力的合成血液,探究合成血液的表面张力对防护服抗合成血液穿透性能的影响,结合表1判断抗合成血液穿透性的等级,结果见表3。由表3可知,防护服抗合成血液穿透性的等级随着其表面张力的增大而增加;对于血液穿透性能较差的医用防护服,表面张力对其穿透性能的影响越大,如试样1#,而对于血液穿透性能较好的医用防护服,表面张力对其的影响相对较小,如试样5#。

表3 不同表面张力的合成血液对防护服的抗血液穿透性能的影响

2.2 压力施加的速率

抗合成血液穿透试验施加的压力梯度,见表1,从0 kPa开始,保持5 min,观察试样是否有血液穿透或湿润,如果没有肉眼可见的液体穿透,则施加下一个梯度的压力,以此重复直到试样表面出现血液穿透现象并终止试验。对于每次施加的压力,速率不能超过3.5 kPa/s,同时,注意在加入标准规定的合成血液量后再次通过上方入口进行观察,确认合成血液面高度完全没过样品,以确保压力完全通过合成血作用于测试样品上[5]。如果加压速率太快,试样在承受目标压力过程中缺乏缓冲适应阶段,会因突然骤升的压力而使其血液穿透性能下降,特别是血液穿透性能较差的医用防护服更为明显,造成测试结果的不准确或试验失败,如图1(a)所示匀速缓慢施压,v≤3.5 kPa/s,抗血液穿透性能4级,试验合格;图1(b)所示匀速快速施压,v>3.5 kPa/s,抗血液穿透性能3级,试验不准确;图1(c)所示快速且不均匀施压,v>3.5 kPa/s,试验失败,所以要严格控制施加压力的速率。

图1 不同施压速率对抗合成血液穿透性能的影响

2.3 样品的选择

防护服主要材料为非织造布,纤维之间排列错杂无序,面料的均匀性相对较差,在试验时需选取具有代表性、足够多数量的试样进行测试,才能反映出样品的真实情况:防护服的结构材料中使用了不同材料或不同部位的厚度不同,取样时需从各个部位取样,分别测试;防护服的结构材料中声明接缝处能提供与基材同样的防护效果,则应对含有接缝的样品进行单独取样测试;防护服的结构材料在两个纤维层中夹有密封层,测试前需用黏合剂、封口胶、固体石蜡或附有黏合剂的泡沫将试样的边缘密封好,防止出现“毛细作用”现象,即血液在高强压力下会沿着与试样接触面的边缘透过另一面,出现假阳性而引起结果判断错误。

2.4 金属支撑网的使用

金属支撑网的主要作用是支持可延展或有弹性的材料,避免样品在试验过程中发生变形而导致试验失败,影响结果的准确性。GB 19082—2009明确要求使用金属支撑网,而YY/T 0700—2008是根据样品情况进行选用,如果试样在实验过程中无变形,可选择不使用金属支撑网,如果试样在实验过程中发生明显变形,则需使用金属支撑网。

选取试样进行实验,探究金属支撑网的使用对防护服抗血液穿透性能的影响,结果见表4和图2,如图2(a)、(b)所示使用金属支撑网,抗血液穿透性能4级;无金属支撑网,抗血液穿透性能3级。金属支撑网的使用与否对防护服的抗血液穿透性能的影响显著,一般情况下,不使用金属支撑网时的抗血液穿透性能会比使用金属支撑网时的结果至少偏低1个等级,对于抗血液穿透性能达到4级及以上的试样,金属支撑网使用与否的测试结果差异更为明显。这是因为在无金属支撑网的支撑进行施压后,样品会随着压力大小而发生不同程度的变形,施加的力会随着压力的增大而往样品的中间集聚,这时样品的受力变得不均匀,压力集中部位更易出现渗透或胀破,造成结果不准确;若使用金属支撑网,样品的整体受力会相对均衡,测试结果的准确性和真实性更符合标准。因此,建议统一使用金属支撑网,排除因不使用金属支撑网引起样品发生变形导致的测试结果偏差。

图2 金属支撑网的使用情况

表4 金属支撑网的使用对防护服的抗血液穿透性能的影响

2.5 测试终点的判断

医用防护服抗合成血液穿透性能的终点判断,主要是通过人体肉眼观察样品是否出现血液穿透或湿润迹象。下面选取3块有代表性的样品,让3名测试员分别进行测试,结果见表5。

表5 终点判断对防护服的抗血液穿透性能的影响

为确保测试结果的准确性和不同人员间结果判断的一致性,需注意:一是在试验槽的可视镜观察时,确保环境光源满足清晰观察试样的表面情况,当环境光线不充足时,样品表面的金属支撑网会对视觉产生干扰,对于穿透情况呈点状的样品会出现漏判情况,导致测试结果不准确,可选择手电筒等外界光源辅助观察;二是试验前在样品的内表面上滴一小滴合成血液(约10 μL),利于准确区分和判断试验过程中是否出现血液穿透现象。对于穿透面积很小的血液,透过样品后会马上扩散,样品的外表面难以观察湿润情况,这时容易出现误判或漏判;在这种情况下,可与样品内表面的血液滴进行颜色比较,若颜色接近,可判断有穿透现象。

3 结语

抗合成血液穿透性能是防护类产品降低医护人员职业风险的重要指标,准确评价产品的性能,真实反映产品的质量,需要检测机构严格把控各个检测环节,如:每次测试前确保合成血液的表面张力在0.042 N/m±0.002 N/m范围内、测试环境的温度符合(20～25)℃、压力施加的速率均匀且缓慢、金属支撑网的合理使用及掌握测试结果的终点判断技巧等,可有效排除检测过程中不确定因素所带来的结果偏差,提高结果的准确性和一致性。