无源医疗器械质量检测技术要点(三)
无源医疗器械是指不依靠电源、也不依靠重力产生的能源来发挥其功能的医疗器械,涉及各种不同类型、
不同类型和不同用途的医疗器械,主要有输注器械、植入器械、介入器械、牙科器械、体外循环和血液
透析器械、外科手术器械、外用敷料等医疗器械。因此,无源医疗器械的检测和评价也是十分复杂的。
但是,无论无源医疗器械怎样复杂,都主要包括物理、化学和生物三大方面,其检测和评价技术的路线
和要点主要有以下几个方面,按顺序介绍如下。
(二)化学性能
毒性物质 医疗器械材料中可能的毒性物质有:残留单体、残留溶剂、降解产物、辐射产物、灭菌残留物
、配方添加剂、无意污染物和细菌内毒素。
(1) 残留单体 聚合反应可产生不同分子量的聚合物,尽管单体是有毒性的,聚合物的毒性通常随着聚合
度的增加而降低。残留单体通常是因为聚合不完全的结果,可以通过调节聚合条件控制残留单体的浓度。
例如聚氯乙烯中的残留氯乙烯单体可以按照GB/T4615聚氯乙烯树脂中残留氧乙烯单体含量测定方法测
定,残留量应不超过1μg/g。
(2)残留溶剂 溶剂通常是医疗器械生产过程中的一部分。 体外循环类产品是一次性使用的无菌医疗器械,
是由几种、甚至十几种塑料部件经黏合剂粘结组装而成,要求各粘结处要有一定的强度和良好的密封性
能。体外循环类产品常用的化学溶剂主要有:二氯乙烷、二甲苯、四氢呋喃、环已酮甚至三氯甲烷等。化
学黏合剂主要是高分子材料的溶剂,例如二氯乙烷是聚碳酸酯(PC)塑料的溶剂;二甲苯是聚苯乙烯塑料
(PS)的溶剂:环已酮、四氢呋喃是聚氯乙烯(PVC) 塑料的溶剂,因此这些溶剂对相应高分子材料具有较高
的亲和性,通过对被粘结部位的溶解性起到粘结作用,采用这些化学黏合剂连接,部分黏合剂挥发,还
有一 些黏合剂结合到这些产品的内外表面,残留在产品中。在使用时这些物质从管道表面脱落进人体内,
在很少量的情况下,经体内代谢排除体外,如果进人体内的量达到一程度或蓄积, 可导致器官损伤,引
起不良反应,特别是对体质虚弱、妊娠妇女或婴幼儿的危害会更大。
(3)降解产物 材料在生产过程、灭菌、储存、使用过程和植入体内可能会发生降解。在生产过程中,加热
可引起材料的热降解,聚氯乙烯对热特别敏感并释放盐酸,导致自催化解链反应。在灭菌过程中,聚四
氟乙烯对辐照敏感,导致释放氢氟酸。储存的材料暴露在光线和氧气中可导致紫外降解或氧化。植入的
材料特别是金属材料可发生腐蚀或生物降解。
(4)辐照产物 ??辐照是医疗器械常用的灭菌方法,常用剂量是2 ~3Mrad,也用于某些配方的交联,例如聚
乙烯醇凝胶可采用辐照达到交联的目的,因此辐照可导致材料的降解。常用于生产缝合线的聚乙醇酸极
易被辐照破坏。大部分医用高分子由于链断裂导致分子量的下降,聚丙烯和其他聚合物可发生链断裂、
交联和氧化,因此应采用辐照后的材料进行生物相容性试验。
(5)灭菌残留物 环氧乙烷化学灭菌已经有很长的使用历史。环氧乙烷灭菌的优点是在低温条件进行,并且
灭菌设备不需要处理辐射源。环氧乙烷本身有毒,其降解产物2-氯乙醇和乙二醇也有毒性。有时经过长
时间的解吸,有些材料也不能将吸附的有毒环氧乙烷完全释放出去。因此采用环氧乙烷灭菌的医疗器械
必须进行残留量检测,试验可按照GB/T16886. 7医疗器械生物学评价第7部分:环氧乙烷灭菌残留量的要
求进行检测和评价。
(6)配方添加剂 配方添加剂包括增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、充填剂、催化剂、脱模剂色素、抗静电剂、
防腐剂、阻燃剂。对于合成和天然纤维含有各种表面修饰剂。增塑剂可以使塑料中高分子链之间相互滑
动,使材料具有柔顺性;稳定剂可以保护塑对热、氧和光线的损坏;抗氧化剂保护材料避免氧化;充填
剂可以增加塑料的体积,并且有时可以改变机械特性;催化剂是促进聚合反应的小分子物质;脱模剂使
用的制品容易从模具中分离出来;色素是为了使产品美观;抗静电剂是为了消除静电;防腐剂是避免做
生物的降解;阻燃剂是为了在极高温度和燃烧时减缓有毒烟雾的释放;涂层可以改善纤维的各种性能,
例如可以抵抗霉变或吸附性。
任何这些添加剂都有可能导致不良的生物相容性。事实上医疗器械产业使用的塑料材料占工业塑料的很
少一部分, 也只有很少的企业生产医用级的塑料材料,因此,医疗器械生产企业应对采用的塑料进行评
价,以获得机械和化学性能符合要求的材料。和其他皮肤接触的产品一样, 含纤维的器械必须进行生物
相容性评价。纤维表面涂层有的具有致癌性,有的可能引起过敏反应或皮肤刺激,有些是水溶性的容易
去除,有的是脂溶性的不宜去除。
(7)无意污染物 材料在生产过程中可能无意引入污染物或颗粒。金属采用设备加工中摩擦碎宵以及塑料
加工过程中的碎片都会影响器械的产品质量和性能。
(8)细菌内毒素 材料可能会受到细菌的污染,通常在生产过程中通过水引入污染。细菌内毒素可以通过
使用无细菌内毒素水清洗去处。对于用于生产医疗器械的材料应控制细菌内毒素的污染,采用热原试验
或细菌内毒素检测评价器械满足无热原的要求。