防護服抗合成血液穿透試驗的影響因素探究

何惠燕,李正海

(佛山中紡聯檢驗技術服務有限公司,廣東 佛山 528211)

由于工作需要,醫護人員極易接觸到傳播疾病的液體,會給其生命健康帶來潛在危害。工程控制不能消除所有可能性接觸,而醫用防護服作為防止血液、體液和其他潛在傳染性物質傳播的屏障,可減少接觸概率,起到較好的防護作用,因此,檢測機構準確、真實地反映防護材料的抗合成血液穿透性能,顯得尤為重要。

1 試驗方法

根據GB 19082—2009附錄A[1]、YY/T 0700—2008的抗合成血液穿透性試驗方法,選取不同生產廠家的醫用防護服,編號1#～5#,每個樣品均從不同的單層部位裁取三片試樣,大小為75 mm×75 mm,將試樣的外表面面向試驗槽放入槽內,在試樣的內表面分別加上墊圈、支撐網、墊圈、法蘭蓋、透明蓋,試驗槽的每個螺釘擰至扭矩13.6 N·m并注入50 mL～55 mL合成血液。合成血液接觸試樣的時間和壓力見表1。注射合成血液后,觀察5 min,記錄試樣的可視面是否出現合成血穿透。如果有合成血液穿透則終止試驗,如果沒有出現合成血液穿透或特征性的變色現象,則可判定該試樣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級

2 試驗結果

2.1 合成血液的表面張力

防護服材料作為阻隔血液等傳染物穿透的屏障,其血液的潤濕和穿透性能受多種因素影響,如:血液的表面張力、黏度、pH值、材料結構、相對親水性和疏水性等[3]。液體對固體材料的穿透能力主要是由液體在固體表面的展開情況決定,液體的表面張力是表征這個過程的一個重要參數,在多相系統中物質的界面張力差值越小,越容易發生滲透-擴散,因此,使用質量達標的合成血液是保證抗合血液穿透試驗準確性的前提。人體血液的表面張力范圍約為0.042 N/m～0.060 N/m,為模擬人體血液的潤濕性和真實性,試驗用合成血液的表面張力按GB/T 5549—1990測試[4]為0.042 N/m±0.002 N/m。

在不同的溫度環境下測試合成血液的表面張力變化,見表2。從表2可知,合成血液的表面張力與溫度呈負相關。當溫度在20 ℃～25 ℃時,合成血液的表面張力符合人體血液的表面張力范圍0.042 N/m～0.060 N/m,當溫度低于20 ℃或高于25 ℃時,合成血液的表面張力會超出人體血液的承載范圍。因此,測試環境的溫度20 ℃～25 ℃,與各標準對樣品的調試環境溫度要求保持一致。

表2 不同溫度對合成血液的表面張力的影響

根據GB 19082—2009對測試環境的要求,選擇在(23±1)℃下,配制不同表面張力的合成血液,探究合成血液的表面張力對防護服抗合成血液穿透性能的影響,結合表1判斷抗合成血液穿透性的等級,結果見表3。由表3可知,防護服抗合成血液穿透性的等級隨著其表面張力的增大而增加;對于血液穿透性能較差的醫用防護服,表面張力對其穿透性能的影響越大,如試樣1#,而對于血液穿透性能較好的醫用防護服,表面張力對其的影響相對較小,如試樣5#。

表3 不同表面張力的合成血液對防護服的抗血液穿透性能的影響

2.2 壓力施加的速率

抗合成血液穿透試驗施加的壓力梯度,見表1,從0 kPa開始,保持5 min,觀察試樣是否有血液穿透或濕潤,如果沒有肉眼可見的液體穿透,則施加下一個梯度的壓力,以此重復直到試樣表面出現血液穿透現象并終止試驗。對于每次施加的壓力,速率不能超過3.5 kPa/s,同時,注意在加入標準規定的合成血液量后再次通過上方入口進行觀察,確認合成血液面高度完全沒過樣品,以確保壓力完全通過合成血作用于測試樣品上[5]。如果加壓速率太快,試樣在承受目標壓力過程中缺乏緩沖適應階段,會因突然驟升的壓力而使其血液穿透性能下降,特別是血液穿透性能較差的醫用防護服更為明顯,造成測試結果的不準確或試驗失敗,如圖1(a)所示勻速緩慢施壓,v≤3.5 kPa/s,抗血液穿透性能4級,試驗合格;圖1(b)所示勻速快速施壓,v>3.5 kPa/s,抗血液穿透性能3級,試驗不準確;圖1(c)所示快速且不均勻施壓,v>3.5 kPa/s,試驗失敗,所以要嚴格控制施加壓力的速率。

圖1 不同施壓速率對抗合成血液穿透性能的影響

2.3 樣品的選擇

防護服主要材料為非織造布,纖維之間排列錯雜無序,面料的均勻性相對較差,在試驗時需選取具有代表性、足夠多數量的試樣進行測試,才能反映出樣品的真實情況:防護服的結構材料中使用了不同材料或不同部位的厚度不同,取樣時需從各個部位取樣,分別測試;防護服的結構材料中聲明接縫處能提供與基材同樣的防護效果,則應對含有接縫的樣品進行單獨取樣測試;防護服的結構材料在兩個纖維層中夾有密封層,測試前需用黏合劑、封口膠、固體石蠟或附有黏合劑的泡沫將試樣的邊緣密封好,防止出現“毛細作用”現象,即血液在高強壓力下會沿著與試樣接觸面的邊緣透過另一面,出現假陽性而引起結果判斷錯誤。

2.4 金屬支撐網的使用

金屬支撐網的主要作用是支持可延展或有彈性的材料,避免樣品在試驗過程中發生變形而導致試驗失敗,影響結果的準確性。GB 19082—2009明確要求使用金屬支撐網,而YY/T 0700—2008是根據樣品情況進行選用,如果試樣在實驗過程中無變形,可選擇不使用金屬支撐網,如果試樣在實驗過程中發生明顯變形,則需使用金屬支撐網。

選取試樣進行實驗,探究金屬支撐網的使用對防護服抗血液穿透性能的影響,結果見表4和圖2,如圖2(a)、(b)所示使用金屬支撐網,抗血液穿透性能4級;無金屬支撐網,抗血液穿透性能3級。金屬支撐網的使用與否對防護服的抗血液穿透性能的影響顯著,一般情況下,不使用金屬支撐網時的抗血液穿透性能會比使用金屬支撐網時的結果至少偏低1個等級,對于抗血液穿透性能達到4級及以上的試樣,金屬支撐網使用與否的測試結果差異更為明顯。這是因為在無金屬支撐網的支撐進行施壓后,樣品會隨著壓力大小而發生不同程度的變形,施加的力會隨著壓力的增大而往樣品的中間集聚,這時樣品的受力變得不均勻,壓力集中部位更易出現滲透或脹破,造成結果不準確;若使用金屬支撐網,樣品的整體受力會相對均衡,測試結果的準確性和真實性更符合標準。因此,建議統一使用金屬支撐網,排除因不使用金屬支撐網引起樣品發生變形導致的測試結果偏差。

圖2 金屬支撐網的使用情況

表4 金屬支撐網的使用對防護服的抗血液穿透性能的影響

2.5 測試終點的判斷

醫用防護服抗合成血液穿透性能的終點判斷,主要是通過人體肉眼觀察樣品是否出現血液穿透或濕潤跡象。下面選取3塊有代表性的樣品,讓3名測試員分別進行測試,結果見表5。

表5 終點判斷對防護服的抗血液穿透性能的影響

為確保測試結果的準確性和不同人員間結果判斷的一致性,需注意:一是在試驗槽的可視鏡觀察時,確保環境光源滿足清晰觀察試樣的表面情況,當環境光線不充足時,樣品表面的金屬支撐網會對視覺產生干擾,對于穿透情況呈點狀的樣品會出現漏判情況,導致測試結果不準確,可選擇手電筒等外界光源輔助觀察;二是試驗前在樣品的內表面上滴一小滴合成血液(約10 μL),利于準確區分和判斷試驗過程中是否出現血液穿透現象。對于穿透面積很小的血液,透過樣品后會馬上擴散,樣品的外表面難以觀察濕潤情況,這時容易出現誤判或漏判;在這種情況下,可與樣品內表面的血液滴進行顏色比較,若顏色接近,可判斷有穿透現象。

3 結語

抗合成血液穿透性能是防護類產品降低醫護人員職業風險的重要指標,準確評價產品的性能,真實反映產品的質量,需要檢測機構嚴格把控各個檢測環節,如:每次測試前確保合成血液的表面張力在0.042 N/m±0.002 N/m范圍內、測試環境的溫度符合(20～25)℃、壓力施加的速率均勻且緩慢、金屬支撐網的合理使用及掌握測試結果的終點判斷技巧等,可有效排除檢測過程中不確定因素所帶來的結果偏差,提高結果的準確性和一致性。