一次性醫用橡膠檢查手套現狀及性能分析

梁金奎 ，劉萬宗，余克龍，王 凱，郭士玉

（山東省醫療器械和藥品包裝檢驗研究院，山東濟南 250101）

醫用一次性手套是一種被廣泛應用于醫療及群眾日常生活中的醫療器械。20世紀80年代以來,隨著人類免疫缺陷性病毒（HIV)的出現和對血液疾病傳播途徑的了解,醫護人員穿戴手套的人數大大增加,醫用手套按原材料材質的不同可以分為橡膠手套與非橡膠手套兩大類,在國內天然橡膠手套、非天然橡膠手套有少量使用。目前天然橡膠手套已不僅運用于醫護人員,且在生產生活各方面都得到廣泛應用。傳統的醫用手套多以PVC、天然橡膠及丁腈橡膠制備而成[1]。PVC橡膠手套盡管具有價格低廉、產量高等優勢,但是材料本身特性決定了橡膠手套難以獲得良好的防護性能。天然橡膠的生產成本高,且隨著環保形式的加劇,利用天然橡膠加工一次性手套也逐漸不再符合我國的環保政策和產業需求。丁腈橡膠制備醫用一次性手套具有良好的耐油耐候性且能夠有效防止病菌滲透,但是材料本身對手的束縛性過強,不利于長時間穿戴。因此,當前我國醫用器材加工領域多使用聚氨酯等高分子復合材料制備醫用一次性手套,利用材料本身良好的力學性能、耐油耐候性及防菌滲透性等優點,制備價格低廉但綜合性能優異的醫用一次性橡膠手套。本文分析了傳統PVC橡膠手套的性能缺陷,總結了丁腈橡膠復合聚氨酯材質橡膠手套的性能優勢,旨在為一次性醫用橡膠手套產品開發提供借鑒。

1 一次性醫用橡膠手套抽檢現狀分析

醫用橡膠檢查手套（無菌）在我國作為二類醫療器械監管,產品的注冊標準一般采用GB 10213-2006《一次性使用醫用橡膠檢查手套》,也有部分企業的注冊產品采用企業標準進行注冊,企業標準中一般除了需要滿足GB 10213-2006中第6章強制性要求外,有些增加了國家推薦性標準中有關手套表面殘余粉末、水溶性蛋白殘留量、環氧乙烷殘留量等的要求和試驗方法[1-2]。除此之外,GB 10213-2006中對產品的抽檢批量、抽樣檢查水平和接受質量限(AQL)有明確的規定,按照標準的要求,對產品的尺寸、老化前后扯斷力和扯斷伸長率進行檢驗,作為接受的用途來說,手套應按照要求進行檢查及抽樣,檢查水平和接受質量限（AQL）值應符合規定,當不能確定批量大小時,應假定批量為35001～15000。

2 一次性醫用手套表面殘余粉末問題分析

一次性醫用手套的規格尺寸、拉伸性能、不透水性等技術性要求,對比醫用手套的中國標準、歐盟標準、美國標準及ISO 標準,已得出技術性能要求基本相同的結論。但近年來,由于戴醫用手套所引起的不良反應在科學文獻中有描述,具體原因在于天然橡膠膠乳手套引起的速發型過敏反應、滅菌殘留物(環氧乙烷)、致熱物產生的不良反應,長期的臨床試驗研究表明,帶粉的人造橡膠手套表面殘余的粉末與皮膚接觸在濕潤的環境下會反復刺激手部皮膚,從而會引起一些炎性刺激反應。通常醫院大部分醫護人員會在有粉末手套使用前用無菌水進行表面沖洗,但是研究表明反復沖洗并不能完全帶走手套上的淀粉殘留,有很多標注為無粉手套的產品殘余粉末雖然符合標準要求,但殘余粉末也有很多。有粉手套不進行其他的表面處理,加粉就是表面處理方式,有粉手套的粉是手套生產成型后有意添加變性玉米淀粉等物質,方便穿戴[2]。無粉手套生產過程中使用一些聚合物涂層進行表面處理,同樣可以達到便于穿戴的目的,所以不再去有意添加粉末,標準中對無粉殘留量有限制,這跟殘留量是表面處理的殘留物和油手套的粉是完全不同的。因此,為了保障醫護人員的健康,有必要對粉末量抽提蛋白質限量、環氧乙烷滅菌殘留量、內毒素留量技術指標進行國內外情況比對。

3 傳統醫用手套用材及缺陷

醫用手套是以優質的天然橡膠膠乳、丁腈橡膠膠乳、丁苯橡膠或熱塑性彈性體溶液制成。為了便于手套的穿戴,可使用符合ISO 10993要求的潤濕劑、粉末或聚合物涂覆物進行表面處理。使用的任何顏料應是無毒的,用于表面處理的可移動的物質必須是可生物吸收的。有些人會對某種橡膠配合劑出現過敏現象,因此,應根據不同人員選用合適原材料制成的醫用檢查手套[3-5]。

3.1 傳統醫用手套用材

從用材上進行劃分,一次性醫用手套主要可以分為天然橡膠手套和非天然橡膠手套兩大類。其用材分類如圖1所示。

圖1 醫用一次性橡膠手套用材分類Fig.1 Classification of materials for medical disposable rubber gloves

3.1.1 天然橡膠

目前全球天然膠乳的消耗量為每年1000kt以上,其中超過60%用來生產手套。這種天然膠乳一般含有質量分數33%的1,4-聚異戊二烯,2%的樹脂,65%的水和1.8%的蛋白[6-7]。天然橡膠制備的醫用手套具有操作靈巧性高、優良的觸知性等優點,尤其是在臨床需要阻隔高風險病毒及操作中可能需要承受一些壓力時(如可能接觸到一些尖銳器具),其優勢可能更明顯一些。

3.1.2 非天然橡膠

非天然橡膠材料一般主要為合成橡膠類材料,如丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠等,還有一些其它高分子材料如熱塑性彈性體材料等。同時由于普遍認為非天然膠材料在耐用性和對微生物的阻隔保護性方面仍劣于天然膠材料,因而非天然膠材料制成的檢查手套一般推薦用于對天然膠過敏的敏感人群。

3.2 傳統醫用手套缺陷

目前市場上大部分醫用檢查手套是以天然橡膠作為原材料。首先,天然橡膠中的蛋白主要是橡膠蛋白,是一種水溶的熱穩定性蛋白,易引發人類致敏反應。天然膠乳中含有致敏蛋白,其產品在使用過程中會導致人體產生過敏反應[7-8]。20世紀80年代以來,天然膠乳醫療衛生用品導致人體過敏事件頻發,國內外均有大量的研究報道其乳膠蛋白的致敏性。據分析調查國外顯示了11.5%、54%的過敏率,而國內對8個省和香港地區的調查表明,其過敏率也在2.5%～30.9%之間。為降低天然橡膠手套中殘留蛋白對敏感人群帶來的潛在風險,國內外監管部門均采取了各種措施加以防范,從標準方面,國際標準化組織推出了ISO 12243:2003 ,我國已等同轉化為GB/T 21870《天然乳膠醫用手套水抽提蛋白質的測定 改進Lowry 法》,為天然橡膠手套中殘留蛋白的測定提供技術手段。

由于天然橡膠需要以大量的自然資源為基礎,長期使用也不符合當前我國越來越嚴格的環保政策要求。一般的PVC、丁腈橡膠、氯丁橡膠等制備而成的一次性醫用手套普遍具有靈活性差、感知性差等缺點,在使用過程中還會因為材料本身在低伸長率時過高的模量而給使用者帶來較大的穿著束縛感。由于非天然橡膠普遍透氣性較差,長期使用容易對手部皮膚產生損害。另外,非天然橡膠手套在材料耐用性及對微生物、病菌的阻隔防護方面仍無法達到天然橡膠手套的水平。

4 醫用手套用聚氨酯復合材料性能優勢

4.1 聚氨酯橡膠特性

聚氨酯橡膠是一種由聚酯、二異氰酸酯類化合物經過聚合反應加工所得的高分子材料。聚氨酯橡膠含有大量的氨基甲酸酯集團、酯基、芳香基等,其分子結構較一般的高分子聚合物更為復雜。按照主鏈的柔性與剛性進行劃分,聚氨酯橡膠分子主鏈的柔性鏈段含有大量的低聚物多元醇；剛性鏈含有二異氰酸酯及小分子擴鏈劑等。由于聚氨酯分子鏈中柔性鏈的占比較剛性鏈更大,因此,聚氨酯橡膠具有硬度高、強度適中、彈性高等優勢,綜合性能較一般天然橡膠或PVC橡膠更高[9-10]。

4.2 聚氨酯橡膠手套性能優勢

聚氨酯橡膠手套是繼天然橡膠手套、PVC橡膠手套等之后的新一代橡膠手套。其性能優勢與比較見表2。

表2 聚氨酯橡膠手套性能優勢與比較Table 2 The performance advantage and comparison of polyurethane rubber gloves

從力學性能來看,聚氨酯橡膠手套在拉伸強度或斷裂伸長率等方面均表現出明顯超過天然橡膠和丁腈橡膠手套的優勢,僅在低伸長率模量方面略差于丁腈橡膠；從透水透氣性和滅菌性能角度來看,聚氨酯手套均表現出較好的性能優勢。然而,就目前一次性醫用橡膠手套市場調研結果分析,市場上使用聚氨酯復合材料制備一次性醫用手套的廠家尚且不多[11-13],主要是因為聚氨酯材料本身的造價較高。因而,需要采用一種新的橡膠手套加工思路,在充分利用聚氨酯橡膠優異性能的同時,降低一次性醫用橡膠手套的生產成本。

5 結語

使用天然橡膠或傳統非天然橡膠材料制備而成的醫用手套具有各種性能劣勢,例如,國內外報道臨床天然橡膠手套易引發敏感人群的不同程度的過敏；傳統的PVC、丁腈橡膠等材料制成的醫用手套在操作的靈巧性、感知性方面較差等。本文針對傳統一次性醫用橡膠性能缺陷,分析比較了聚氨酯橡膠手套的性能優勢,認為聚氨酯橡膠手套具有良好的力學性能指標,如拉伸強度、斷裂伸長率等,在低伸長率狀態下的模量表現也較為適中,能夠為用戶提供良好的佩戴舒適性。