高海拔對(duì)避孕套爆破體積和爆破壓力性能的影響研究

巴桑次仁 郭慧成 普珍 西藏自治區(qū)食品藥品檢驗(yàn)研究院（西藏自治區(qū)醫(yī)療器械檢測(cè)中心） （西藏 拉薩 850000）

內(nèi)容提要： 為了驗(yàn)證高海拔環(huán)境對(duì)天然橡膠膠乳避孕套爆破體積和壓力性能指標(biāo)的影響，由中國化工株洲橡塑研究設(shè)計(jì)院有限公司提供了均勻性、穩(wěn)定性良好的同一批次天然橡膠膠乳男用避孕套（普通型）樣品，依照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫濕度測(cè)試條件，分別在成都、昆明和拉薩三家實(shí)驗(yàn)室開展了避孕套爆破體積和壓力性能指標(biāo)比對(duì)試驗(yàn)。比對(duì)結(jié)果表明，在拉薩高海拔環(huán)境下，避孕套爆破體積和壓力測(cè)試值低于成都、昆明等低海拔地區(qū)測(cè)試結(jié)果?？梢姼吆０螌?duì)避孕套爆破體積和壓力性能測(cè)試結(jié)果的影響較為明顯。

高原大氣壓一直影響著有源、無源醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)中物理試驗(yàn)部分項(xiàng)目的檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，牽涉到大氣壓的檢測(cè)項(xiàng)目，就滿足不了一般的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)要求。本研究旨在探索高原大氣壓對(duì)天然橡膠膠乳男用避孕爆破體積和壓力項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果數(shù)值是否有影響，并進(jìn)行結(jié)果比對(duì)。該研究的實(shí)施既能排除大氣壓影響因素，又能為結(jié)果的準(zhǔn)確性數(shù)值參考提供有力技術(shù)支撐依據(jù)。

1.避孕套產(chǎn)品概述及監(jiān)管與標(biāo)準(zhǔn)

1.1 避孕套產(chǎn)品概述

避孕套通常是由天然膠乳、合成膠乳、聚酯薄膜或聚氨酯制成，開口端為完整卷邊的鞘套物。又稱避孕套、保險(xiǎn)套，膠膜完好無損的避孕套具有隔離精子及性傳播疾病的傳染介質(zhì)的作用，達(dá)到避孕和防止淋病、艾滋病等性傳播疾病的目的。作為與老百姓健康密切相關(guān)的產(chǎn)品，避孕套產(chǎn)品的質(zhì)量狀況受到醫(yī)療器械監(jiān)管部門、行業(yè)部門及社會(huì)各界越來越多的重視[1]。

現(xiàn)代意義上的避孕套是在17世紀(jì)晚期由一位英國醫(yī)師約瑟夫·康德姆發(fā)明的。他發(fā)明的避孕套采用小羊的盲腸制成，將羊腸剪成適當(dāng)?shù)拈L度，曬干，緊跟著用油脂和麥麩使它柔軟，直至變成薄薄的橡皮狀。避孕套原料從羊的盲腸到如今普遍使用的天然橡膠和聚氨酯，至今有400多年的歷史，在我國生產(chǎn)也已有近70年的歷史。根據(jù)原材料的不同，目前市場上流通的避孕套有天然膠乳橡膠避孕套、聚氨酯避孕套、聚異戊二烯合成避孕套，市場占有率最高為天然膠乳橡膠避孕套（以下簡稱避孕套），目前市面上絕大多數(shù)避孕套的主要原料一般是天然膠乳，天然膠乳是一種內(nèi)含有橡膠的細(xì)小顆粒，從橡膠樹上采集的白色樹液。這種原料生產(chǎn)的避孕套具有觸感性強(qiáng)、薄、致密度高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛使用。

1.2 使用情況

避孕套作為大眾化商品，購買方便，使用廣泛。消費(fèi)者可以在藥店、商場、超市、食雜店、成人用品店等各類經(jīng)營場所購買，也可在各電商平臺(tái)購買。在醫(yī)院婦幼保健院、人口和計(jì)生服務(wù)中心等部門均有使用。隨著計(jì)生政策的調(diào)整，人們的避孕方式有所改變，采用避孕套作為避孕方式的人群逐漸增加，避孕市場銷量呈逐年上升趨勢(shì)。據(jù)分析，現(xiàn)階段我國避孕套銷售、生產(chǎn)全球第一。全世界避孕套年銷售、生產(chǎn)數(shù)量約為130億只，我國在世界避孕套銷售、生產(chǎn)榜上居第4位，每年避孕套的產(chǎn)量在60億只以上，其中，每年國家人口計(jì)生委執(zhí)行政府采購約17億只，市場上流通銷售的避孕套約30億只，還有出口約20億只。避孕套價(jià)格從每只零點(diǎn)幾元到十幾元不等，個(gè)性化使用的習(xí)慣和需求差異較大，同時(shí)，存在著避孕套市場秩序混亂，假冒產(chǎn)品不斷侵蝕市場，質(zhì)量較低等問題，因此，如何保證產(chǎn)品質(zhì)量和有效監(jiān)管，已經(jīng)成為擺在器械監(jiān)管部門面前的一個(gè)課題。

1.3 監(jiān)管類別

天然膠乳橡膠避孕套屬于二類醫(yī)療器械，為國家重點(diǎn)監(jiān)管醫(yī)療器械（見表1）。省級(jí)藥品監(jiān)督管理部門負(fù)責(zé)國產(chǎn)避孕套的審批，國家藥品監(jiān)督管理局負(fù)責(zé)進(jìn)口避孕套的審批。所有避孕套必須按照GB/T7544-2019《天然橡膠膠乳男用避孕套技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》進(jìn)行生產(chǎn)并符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，藥品監(jiān)督管理部門負(fù)責(zé)避孕套生產(chǎn)企業(yè)的日常監(jiān)管、上市后產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督。

表1 .避孕套監(jiān)管類別表

1.4 標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

天然膠乳避孕套主要為男用避孕套，其現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)為ISO 4074:2015《天然膠乳橡膠避孕套技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》，目前，各國制定的避孕套標(biāo)準(zhǔn)，在不同程度上采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4074。我國為與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，國家市場監(jiān)督管理局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2019年10月18日發(fā)布了現(xiàn)行國標(biāo)GB/T 7544-2019《天然橡膠膠乳男用避孕套技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》，其前身為GB/T 7544-2009，新增了“生物相容性”“微生物污染”“產(chǎn)品聲明”等三個(gè)章節(jié)內(nèi)容和相應(yīng)的檢測(cè)方法，修改了產(chǎn)品寬度測(cè)量點(diǎn)、針孔試驗(yàn)充水體積的規(guī)定等。2020年9月1日實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)歸口單位為全國橡膠與橡膠制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 35）。

1.5 監(jiān)管情況

近年來國家發(fā)布了多個(gè)有關(guān)避孕套監(jiān)管的法規(guī)文件：食品藥品監(jiān)督管理總局關(guān)于加強(qiáng)避孕套質(zhì)量安全管理的通知（食藥監(jiān)械監(jiān)[2015]30 號(hào)）、食品藥品監(jiān)督管理總局辦公廳關(guān)于實(shí)施避孕套出口備案管理的通知（食藥監(jiān)辦械監(jiān)[2013]72號(hào)）、關(guān)于查處假冒進(jìn)口避孕套的函（食藥監(jiān)稽函[2010]61號(hào)）、關(guān)于加強(qiáng)天然膠乳橡膠避孕套生產(chǎn)監(jiān)管的通知（國食藥監(jiān)械[2010]91號(hào)），充分體現(xiàn)了國家對(duì)避孕套產(chǎn)品監(jiān)管的重視程度[2]。

歷年國家監(jiān)督抽檢中避孕套爆破體積和爆破壓力不合格情況摘要：2006年國家醫(yī)療器械質(zhì)量公告（2006）第8期公示，抽檢86批樣品，不合格樣品12批；2010年發(fā)布11批監(jiān)督抽檢進(jìn)口避孕套查處的函[2020]60號(hào)涉及避孕套爆破體積和爆破壓力不合格樣品10批；2010年國家食藥局關(guān)于查處假冒避孕套函[2020]61號(hào)中，5批不合格避孕套中2批產(chǎn)品涉及爆破體積和爆破壓力不合格；2014年醫(yī)療器械專項(xiàng)監(jiān)督抽驗(yàn)66批避孕套，其中3批樣品不合格；2015年國家監(jiān)督抽檢結(jié)果中有7批不合格；2016年國家醫(yī)療器械質(zhì)量公告第1期、第7期、第9期中共有7批不合格；2017年國家醫(yī)療器械質(zhì)量公告第1期中有1批不合格；2018年國家醫(yī)療器械質(zhì)量分析報(bào)告中有8批不合格；2019年國家醫(yī)療器械監(jiān)督抽檢結(jié)果通告（第2號(hào)）、（第5號(hào)）、（第6號(hào)）中共有8批不合格；2020年國家醫(yī)療器械抽檢品種質(zhì)量分析報(bào)告中有4批不合格；2021年國家醫(yī)療器械監(jiān)督抽檢結(jié)果的通告（第1號(hào)）、（第4號(hào)）共中有4批不合格。

從上述監(jiān)督抽檢結(jié)果可見，國家經(jīng)10年的醫(yī)療器械監(jiān)督、跟蹤抽檢，不合格項(xiàng)目都集中在避孕套針孔、爆破體積和爆破壓力等直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量的項(xiàng)目。

鑒于避孕套質(zhì)量監(jiān)管的重要性，本研究旨在針對(duì)高海拔對(duì)避孕套爆破體積和爆破壓力性能的影響開展研究。拉薩地處青藏高原，平均海拔3680m，年均大氣絕對(duì)壓力約為66kPa，相對(duì)海平面壓力101kPa，偏差約35%，尤其與東部低海拔地區(qū)也有較大偏差。高海拔的特殊地理環(huán)境對(duì)氣體壓力、密度等參數(shù)有顯著影響，因此對(duì)避孕套爆破體積和壓力性能指標(biāo)的檢測(cè)產(chǎn)生較大影響。目前針對(duì)高海拔環(huán)境的避孕套爆破體積和壓力性能測(cè)試的研究報(bào)道較少，因此研究高海拔環(huán)境對(duì)避孕套爆破體積和壓力性能測(cè)試結(jié)果的影響因素，探索避孕套在高原地區(qū)技術(shù)指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法，為企業(yè)提供技術(shù)參考，為監(jiān)管部門提供科學(xué)、合理的技術(shù)支撐。

2.材料與方法

2.1 一般材料

研究對(duì)象：中國化工株洲橡膠研究設(shè)計(jì)院有限公司依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7544-2019《天然橡膠膠乳男用避孕套技術(shù)要求與試驗(yàn)方法》，經(jīng)對(duì)避孕套尺寸、可見缺陷、包裝完整性、針孔試驗(yàn)、爆破體積和壓力作了樣品均勻性和穩(wěn)定性試驗(yàn)，提供了標(biāo)示寬度為52mm，厚度為0.05～0.07mm的天然橡膠膠乳男用避孕套（普通型）共1200只，符合本次探索性研究的試驗(yàn)要求。

儀器設(shè)備：成都、昆明、拉薩三家實(shí)驗(yàn)室使用的試驗(yàn)儀器均為同一廠家、同一型號(hào)的爆破容量檢測(cè)儀（兩工位）。生產(chǎn)商：瑞典瓦蘭德公司，型號(hào)：M301；性能參數(shù)：流量精度±1.0%內(nèi)；體積精度±1.0%內(nèi)；溫度影響在0～40°C范圍內(nèi)小于±1.0%；壓力精度±1.0%內(nèi)；壓力載荷160kPa。

2.2 方法

測(cè)試海拔（地區(qū)）：分別在三個(gè)不同海拔地區(qū)進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，即成都海拔500m、昆明海拔1900m、拉薩海拔3680m。

測(cè)試條件：三家實(shí)驗(yàn)室根據(jù)GB/T7544-2019標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)穩(wěn)定24h后，在環(huán)境溫度為（25±5）°C下進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)原理：避孕套進(jìn)行充氣，記錄避孕套充氣至破裂時(shí)的體積壓力。

測(cè)試步驟：①將避孕套擠離單個(gè)包裝撕口處，并撕開單個(gè)包裝取出避孕套。在任何情況下都不能使用鋒利的器具或剪刀打開包裝。②在處理避孕套時(shí)建議戴上適合的指套或手套。出現(xiàn)爭端時(shí)，應(yīng)當(dāng)戴上手套。（注：也可以把避孕套直接在試驗(yàn)儀器的支撐桿上展開。）③避孕套展開時(shí)應(yīng)當(dāng)保證其在任何方向上不受過度擴(kuò)展。④避孕套懸掛于支撐桿上，并固定在底座上，小心放置夾緊環(huán)到底座上，以避免避孕套伸張或損傷。測(cè)試儀器以0.4～0.5dm3/s（24～30dm3/min）的速率充入空氣。檢查并保證避孕套產(chǎn)品在脹大且不存在明顯的泄露現(xiàn)象。避孕套如果發(fā)生明顯的泄漏現(xiàn)象，或者在充氣過程中出現(xiàn)漏氣即應(yīng)當(dāng)終止檢測(cè)，認(rèn)定為該避孕套產(chǎn)品不合格，因此爆破體積和壓力都記為零，應(yīng)更換該避孕套并繼續(xù)試驗(yàn)。⑤如果避孕套不漏氣，測(cè)量并記錄爆破體積和壓力。

技術(shù)指標(biāo)：按標(biāo)準(zhǔn)GB/T7544-2019的附錄H進(jìn)行試驗(yàn)，爆破壓力應(yīng)≥1.0kPa，爆破體積應(yīng)符合下列條件：①避孕套中部寬度大于或等于45.0mm，且＜50.0mm 時(shí)，爆破體積≥16.0dm3；②避孕套中部寬度大于或等于50.0mm，且＜56.0mm時(shí)，爆破體積≥18.0dm3；③避孕套中部寬度大于或等于56.0mm，且＜65.0mm時(shí)，爆破體積≥22.0dm3；④避孕套中部寬度大于或等于65.0mm，且＜75.0mm時(shí)，爆破體積≥28.0dm3。⑤達(dá)不到上述規(guī)定限值的避孕套，應(yīng)判為不符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。

連續(xù)爆破試驗(yàn)：在上述試驗(yàn)條件下，分別在成都、昆明、拉薩三個(gè)不同海拔地區(qū)進(jìn)行批量試驗(yàn)，得出的爆破體積和壓力通過統(tǒng)計(jì)分析篩選有效數(shù)據(jù)，并對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)[3]。

3.結(jié)果與原因分析

3.1 數(shù)據(jù)處理

三個(gè)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)通過拉以打法則處理后，三個(gè)實(shí)驗(yàn)室有效數(shù)據(jù)如下：成都、昆明、拉薩分別進(jìn)行爆破體積和壓力比對(duì)試驗(yàn)，原始數(shù)據(jù)數(shù)量分別為401只、440只、385只，其中數(shù)據(jù)處理后有效數(shù)據(jù)數(shù)量分別為390只、433只、376只。

3.2 測(cè)試結(jié)果

從表2的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)地區(qū)檢測(cè)的避孕套在距閉口端（75±5）mm處所測(cè)量的避孕套的平均寬度均在標(biāo)稱寬度（52±2）mm范圍內(nèi)，而地處低海拔成都與昆明地區(qū)檢測(cè)的避孕爆破體積和爆破壓力與地處高海拔拉薩檢測(cè)的避孕爆破體積和爆破壓力平均值偏差較大[4]。

表2 .三個(gè)地區(qū)的平均體積、壓力，標(biāo)準(zhǔn)偏差(標(biāo)稱寬度：52mm)

由此數(shù)據(jù)表明，避孕套爆破體積、爆破壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)均受大氣壓影響，成都、昆明所測(cè)爆破體積與爆破壓力相對(duì)于地處高海拔的拉薩地區(qū)爆破體積偏差有10%，爆破壓力偏差有7%～10%。

3.3 原因分析

3.3.1 從避孕套標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析

從檢測(cè)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)爆破體積和爆破壓力的值重現(xiàn)性極小，變化非常大。地處高海拔的拉薩檢測(cè)的避孕套爆破體積能達(dá)到36.0dm3、爆破壓力最高能達(dá)到2.56kPa；地處低海拔昆明檢測(cè)的避孕套爆破體積能達(dá)到39.5dm3、爆破壓力最高能達(dá)到2.80kPa；地處成都檢測(cè)的避孕套爆破體積能達(dá)到40.5dm3、爆破壓力最高能達(dá)到2.85kPa。標(biāo)準(zhǔn)要求爆破壓力≥1.0kPa，爆破體積≥18.0dm3，可在避孕套檢驗(yàn)過程中大部分避孕套的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)值，由此可見，在避孕套生產(chǎn)過程中的某些工藝（如掛膠環(huán)節(jié)）沒有控制好，掛膠時(shí)間的長短會(huì)影響避孕套厚度，進(jìn)而影響其容量[5]。同時(shí)在稀釋過程中的溫度也要加以控制，保證其攪拌均勻，稀釋充分，使避孕套厚度均勻。

3.3.2 從高海拔環(huán)境對(duì)避孕套性能指標(biāo)影響進(jìn)行分析

從表2結(jié)果分析中看出，在高海拔的拉薩實(shí)驗(yàn)室避孕套爆破體積和壓力測(cè)試結(jié)果數(shù)值比低海拔的成都、昆明地區(qū)低，低海拔的成都、昆明測(cè)試結(jié)果比拉薩偏高約10%數(shù)值，造成這種現(xiàn)象的主要原因是受大氣壓影響，試驗(yàn)環(huán)境大氣壓越高，使相應(yīng)的爆破體積和壓力數(shù)值就越低。在拉薩實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的避孕套爆破壓力數(shù)值比低海拔的成都、昆明地區(qū)低，成都測(cè)試結(jié)果數(shù)值比拉薩偏高6.7%，昆明測(cè)試結(jié)果數(shù)值比拉薩偏高約10%。

3.4 修正系數(shù)

本文以低海拔成都檢測(cè)的避孕套爆破體積數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算爆破體積與海拔高度的修正系數(shù)。

從圖1中可以看到避孕套爆破體積修正系數(shù)與海拔高度呈線性關(guān)系，其線性相關(guān)系數(shù)R2為0.8227。因此在高海地區(qū)進(jìn)行避孕套爆破體積試驗(yàn)時(shí)檢測(cè)結(jié)果應(yīng)賦表3中相應(yīng)的修正系數(shù)。

圖1 .避孕套爆破體積與海拔的修正系數(shù)計(jì)算圖（注：修正系數(shù)=y，海拔=x，將海拔高度代入公式即得到當(dāng)前海拔下測(cè)量爆破體積的修正系數(shù)）

表3 .避孕套爆破體積修正系數(shù)

另外，筆者在避孕套爆破壓力修正系數(shù)計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)，避孕套爆破壓力與海拔高度并無線性相關(guān)性和線性單調(diào)性，認(rèn)為避孕套爆破壓力在三個(gè)不同海拔地區(qū)的測(cè)試結(jié)果受大氣壓影響不大，在日常檢驗(yàn)檢測(cè)過程中應(yīng)無需考慮大氣壓影響。

3.5 探討或建議

國家通過十幾年的避孕套監(jiān)督和跟蹤抽檢，避孕套爆破體積和爆破壓力項(xiàng)目仍存在不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定現(xiàn)象，且本研究旨探索高海拔對(duì)避孕套爆破體積和壓力的影響，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于平原地區(qū)避孕套爆破體積有顯著的影響。

建議涉及高海拔地區(qū)實(shí)驗(yàn)室開展避孕套性能檢測(cè)工作時(shí)，參照平原地區(qū)測(cè)試結(jié)果，需予以系數(shù)矯正，才能科學(xué)、合理評(píng)價(jià)避孕套質(zhì)量，因此本研究成果在高海拔實(shí)驗(yàn)室開展避孕套檢測(cè)和每年國家監(jiān)督抽檢提供技術(shù)支撐。

天然橡膠膠乳男用避孕套產(chǎn)品的規(guī)范和質(zhì)控任重而道遠(yuǎn)，本研究中提出了高海拔對(duì)避孕套性能的影響，旨在拋磚引玉作用，以期醫(yī)療器械業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行更有價(jià)值的研究，進(jìn)一步完善避孕套標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，保障人民群眾的用械安全。