一种检测辐照剂量分布的方法和一种耐辐照组合物与流程

文档序号:29323478发布日期:2022-03-19 23:02阅读:542来源:国知局
一种检测辐照剂量分布的方法和一种耐辐照组合物与流程

1.本发明涉及生物医药技术领域,尤其是涉及一种检测辐照剂量分布的方法及一种耐辐照组合物。


背景技术:

2.据统计,国内目前90%以上的医疗器械采用环氧乙烷灭菌法。环氧乙烷具有高度的化学活性,其灭菌原理产生于它能够快速地与蛋白质、rna和dna上的游离羧基、氨基、硫基和羟基发生烷基化反应,使它们失去了在基本代谢中的生理活性,从而导致微生物死亡。环氧乙烷灭菌法的优点是低温低湿、穿透力强、成本低、对医用材料的物理化学性能影响小等,特别适用于一次性无菌医疗器械生产企业产品的最终集中灭菌,因此在国内得以广泛应用。但是,这种高度的生物毒性也意味着环氧乙烷具有高的人体毒性,过量吸入环氧乙烷可引起神经毒性反应,人体长期接触环氧乙烷或可引起体细胞突变,且在生殖细胞中可引起遗传损伤,包括染色体畸变和基因突变,产生遗传毒性和癌变。另外,环氧乙烷灭菌过程中有可能衍生出2-氯乙醇。目前,国内医疗器械产品注册检验过程中,尽管除部分产品有明确的行业标准要求外,2-氯乙醇还是非强制性检测项目,但是事实上已有越来越多的资料表明2-氯乙醇的毒性不亚于环氧乙烷。现今,世界各国已经设定法规严格控制环氧乙烷在医疗器械中的残留量。比较棘手的难题是许多医疗器械材料对环氧乙烷表现出很强的吸附性和渗透性,医疗器械灭菌后,环氧乙烷容易长期存在于高分子材料和包装箱的表面和内部,特别是一些相对密闭的医疗器械,环氧乙烷解析周期比较长且解析困难,残留的环氧乙烷在存储和使用过程中逐步释放出来,危害医护人员和患者的健康。
3.现有条件下,已经较为成熟的灭菌方式还有辐照灭菌和高温蒸汽灭菌,其中辐照灭菌具有效率高、灭菌彻底、无残留、灭菌后可立即使用等优点,迅速成为医疗器械灭菌方法的首选。近期新型冠状病毒疫情,国家紧急出台《医用一次性防护服辐照灭菌应急规范(临时)》,用以保障疫情防控期间紧急医用一次性防护服的供给。在欧美发达国家,辐照灭菌已经成为主流灭菌方式,约有50%的一次性使用医疗用具采用辐照灭菌,其比例仍呈上升趋势,其中普遍采用辐照灭菌方式的是血液透析器、一次性输液器和注射器等与人体血液有关的医疗器具,心脏支架、骨支架等植入人体内的医疗产品,还有缝合线、手术包、一次性医用敷料和高分子敷料等也广泛采用辐照灭菌。另外,辐照改性还被应用于制备高性能医用高分子材料,比如辐照交联超高分子量聚乙烯人工关节材料,相比未交联的超高分子量聚乙烯,其磨损速率降低90%以上。
4.然而,辐照灭菌或者辐照改性对医用高分子材料的制造技术要求较高,这是因为制作医疗器械的高分子材料在辐照受到高能射线的轰击,其分子链上产生大量的活性自由基,这些活性自由基会发生复杂的自由基化学反应,而且它们还与氧气发生缓慢的、并持久的链锁式氧化降解反应(即快速老化现象),导致高分子材料的物理机械性能下降、化学和生物学性能发生变化,并伴随有外观颜色变黄甚至变红的现象,严重影响产品的外观与使用性能。
5.有鉴于此,提高医用高分子原材料的耐辐照能力具有重要应用价值。在此领域,人们公开了诸多解决技术。如公开号为us7053139的美国专利指出采用苯酞及其衍生物可以降低聚氯乙烯辐照后黄度指数,公开号为cn102827437a的中国专利申请提出采用受阻酚和亚磷酸酯复配增加聚氯乙烯的耐辐照性能。公开号为wo 08238,1997的世界专利中提到含99-50wt%均聚pp或共聚pp和1-50wt%单点催化的聚乙烯共混,可以提高pp的耐辐照老化性,这种材料可以用于医用材料。维生素e和受阻胺等抗氧化剂被用来增加辐照交联超高分子量聚乙烯人工关节材料的耐老化性能。
6.除了提高医用高分子材料的耐辐照性能之外,行业内还迫切需求一种比较方便地监控辐照剂量分布的方法,这是因为实际医疗器械产品在的灭菌过程中存在局部接受剂量不均匀的问题。实践证实,接受剂量不均匀程度与医疗器械产品摆放方式、医疗器械本身的堆积密度和原材料密度等等因素密切相关,通常情况下剂量分布不均匀度在1.2~2.0倍之间。已知的,本技术领域人员采用在不同位置粘贴剂量指示片的方式监控剂量不均匀度,但是这种方式比较繁琐。此外剂量片本身为铝塑膜包装,密度较大,剂量片粘贴数量较多时,不可避免地阻碍高能射线地穿透能力,导致测定剂量值与实际剂量值有所偏差;剂量片粘贴数量较少时,难以获得足够的数据来评估剂量分布。
7.综上所述,现有技术手段均不能同时解决医用高分子材料的耐辐照和监控剂量分布的问题。


技术实现要素:

8.有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种检测辐照剂量分布的方法,本发明提供的方法可以检测试剂辐照剂量和剂量分布。生物安全性高,检测准确。
9.本发明提供了一种检测实际辐照剂量的方法,包括:
10.a)医用级高分子原材料和3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物混合,制成标准板材;所述医用级高分子原材料包括医用超高分子量聚乙烯、医用聚氯乙烯或医用聚丙烯和医用苯乙烯类热塑性体;
11.b)将标准板材上设置剂量片,进行辐照,通过剂量片测定得到标准板实际接收辐照剂量;
12.将标准板材在相同条件下进行辐照,通过荧光光谱测定得到荧光强度;
13.c)以实际接收辐照剂量为横坐标,以荧光强度为纵坐标制成标准曲线;
14.d)将待测板材采用荧光光谱测定得到荧光强度,通过标准曲线计算得到实际辐照剂量。
15.优选的,所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物包括3,5-二甲酸二氢吡啶二烷基酯和2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二烷基酯。
16.优选的,所述3,5-二甲酸二氢吡啶二烷基酯中碳原子数为6~22个。
17.优选的,所述辐照的剂量为10~80kgy。
18.优选的,所述医用级高分子原材料和3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物的质量比为100:0.01~0.5。
19.优选的,所述标准板原料还包括0.02~0.50重量份的抗氧化剂;所述抗氧化剂包括酚类、羟胺类、苯并呋喃酮类抗氧化剂、亚磷酸酯类、硫醚类、维生素c中的一种或几种;
20.所述待测板原料还包括0.02~0.50重量份的抗氧化剂;所述抗氧化剂包括酚类、羟胺类、苯并呋喃酮类抗氧化剂、亚磷酸酯类、硫醚类、维生素c中的一种或几种。
21.优选的,所述荧光光谱激发波长为350nm~450nm。
22.本发明提供了一种耐辐照组合物,包括:
23.医用级高分子原材料
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100重量份;
24.3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物
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0.01~0.5重量份;
25.所述医用级高分子原材料包括医用超高分子量聚乙烯、医用聚氯乙烯或医用聚丙烯和医用苯乙烯类热塑性体。
26.优选的,还包括0.02~0.50重量份的抗氧化剂;所述抗氧化剂包括酚类、羟胺类、苯并呋喃酮类抗氧化剂、亚磷酸酯类、硫醚类或维生素c中的一种或几种。
27.优选的,所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物包括3,5-二甲酸二氢吡啶二烷基酯和2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二烷基酯;所述3,5-二甲酸二氢吡啶二烷基酯中碳原子数为6~22个。
28.与现有技术相比,本发明提供了一种检测实际辐照剂量的方法,包括:a)医用级高分子原材料和3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物混合,制成标准板材;所述医用级高分子原材料包括医用超高分子量聚乙烯、医用聚氯乙烯或医用聚丙烯和医用苯乙烯类热塑性体;b)将标准板材上设置剂量片,进行辐照,通过剂量片测定得到标准板实际接收辐照剂量;将标准板材在相同条件下进行辐照,通过荧光光谱测定得到荧光强度;c)以实际接收辐照剂量为横坐标,以荧光强度为纵坐标制成标准曲线;d)将待测板材采用荧光光谱测定得到荧光强度,通过标准曲线计算得到实际辐照剂量。本发明提供方法是将一种具有荧光响应的耐辐照添加剂加入到医用高分子原材料中,高能射线如电子束辐照过程中,该耐辐照添加剂自身被氧化失去荧光响应,通过标准曲线计算得到实际辐照剂量。本发明提供了一种同时具有增加医用高分子材料抗辐射性和监控辐照剂量分布能力的方法,具有生物安全性高,检测准确和使用便捷的优点。
附图说明
29.图1为荧光强度与实际接收剂量之间的线性关系拟合图。
具体实施方式
30.本发明提供了一种检测辐照剂量分布的方法及一种耐辐照组合物,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
31.本发明提供了一种检测实际辐照剂量的方法,包括:
32.a)医用级高分子原材料和3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物混合,制成标准板材;所述医用级高分子原材料包括医用超高分子量聚乙烯、医用聚氯乙烯或医用聚丙烯和医用苯乙烯类热塑性体;
33.b)将标准板材上设置剂量片,进行辐照,通过剂量片测定得到标准板实际接收辐
照剂量;
34.将标准板材在相同条件下进行辐照,通过荧光光谱测定得到荧光强度;
35.c)以实际接收辐照剂量为横坐标,以荧光强度为纵坐标制成标准曲线;
36.d)将待测板材采用荧光光谱测定得到荧光强度,通过标准曲线计算得到实际辐照剂量。
37.本发明提供了一种检测实际辐照剂量的方法,首先医用级高分子原材料和3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物混合,制成标准板材。
38.所述的医用高分子材料包括但并不局限于医用超高分子量聚乙烯、医用聚氯乙烯,医用聚丙烯和医用苯乙烯类热塑性体等医疗器械行业内采用的高分子材料。
39.所述的3,5-二甲酸二氢吡啶二酯包括3,5-二甲酸二氢吡啶二烷基酯和2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二烷基酯。已知地所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物具有抗氧化活性,并应用于生物抗氧化剂,因此其有利于减弱电子束或者伽马射线辐照引发的氧化程度。另外尽管已知地,所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物的还原态对365~400nm的紫外线具有强烈的吸收,并发射强烈的荧光,其氧化态则失去这种光谱特性,但是并没有相关报道揭示或者披露,所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物在辐照灭菌或者辐照交联的通用剂量范围内(10~100kgy)辐照时,其能够失去荧光响应性。本发明发现高分子材料中混入的3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物在电子束或者gamma射线辐照灭菌后或这辐照交联后失去部分荧光光谱响应,且损失程度与辐照剂量密切相关,因此本发明所述的3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物不但可以作为耐辐照的抗氧化剂使用,同时还具有监控电子束或者伽马射线接收剂量的指示剂。
40.所述的3,5-二甲酸二氢吡啶二酯其特征还在于所述的烷基包含有为6~22个碳原子数,优选10~14个碳原子数。碳原子数较低时,耐水浸出性能较差,难以满足医用高分子材料的原材料法规,碳原子数较高时,在一些极性高分子材料中(如聚氯乙烯)的相容性变低,材料表面容易发生喷霜现象。
41.本发明所述医用级高分子原材料和3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物的质量比优选为100:0.01~0.5;更优选为100:0.05~0.4;最优选为100:0.1~0.2。
42.本发明所述标准板原料还包括0.02~0.50重量份的抗氧化剂;所述抗氧化剂包括酚类、羟胺类、苯并呋喃酮类抗氧化剂、亚磷酸酯类、硫醚类、维生素c中的一种或几种。
43.即为原料还可以包含有抗氧化剂,本发明发现抗氧化剂有助于降低所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物对电子束或者gamma射线的敏感程度,即在抗氧剂的存在下,所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物可承受更高的辐照剂量。检测范围更宽。
44.所述的抗氧化剂包括包含酚类、羟胺类、苯并呋喃酮类抗氧化剂、亚磷酸酯类、硫醚类、维生素c类以及它们的混合物,添加量在0.02~0.50%之间。需要注意地是,抗氧化剂通常为易于溶出的小分子化合物,其在医用高分子材料中的添加量必须保证该医用高分子材料的物理、化学和生物学性能符合法规的要求,如医用聚氯乙烯符合《gb/t 15593-输血(液)器具用软聚氯乙烯塑料》、医用聚丙烯符合医药行业标准《yy/t 0242医用输液、输血、注射器具用聚丙烯专用料》等,因此优选地,抗氧化剂的添加总量不超过0.20%。
45.当使用本发明所述的方法监控辐照剂量分布时,所述的医用高分子材料,其特征还在于为非聚氯乙烯材料。本发明发现将3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物应用于聚氯乙烯材料
中时,在辐照灭菌剂量仅为常用辐照灭菌的最低要求剂量25kgy时,其荧光响应即有显著地损失,导致难以通过荧光强度的大小指示接受剂量的多少。这一过程所涉及的机制是本发明人未知和未能明确给予证实。
46.更优选地,所述的医用高分子材料其特征还在于不含有对紫外线具有荧光响应的荧光性添加剂和对紫外线具有吸收功能的紫外线吸收剂,这两种添加剂干扰3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物对紫外光的荧光响应敏感度。
47.更优选地,所述的医用高分子材料其特征还在于不包含有机酸类添加剂,这种添加剂与3,5-二甲酸二氢吡啶二酯发生酸碱相互作用,导致3,5-二甲酸二氢吡啶二酯更加容易析出在医用高分子材料表面。
48.本发明的特点还在于,所述的3,5-二甲酸二氢吡啶二酯具有弱碱性,有助于维持水浸出液的ph值。国内医疗器械的注册法规通常要求医疗器械的水浸出液的ph值变化在1.0以内,医疗器械在辐照灭菌后以及后续的存放过程中,不可避免地发生氧化降解,这种氧化降解通常会增大医疗器械的水浸出液的ph值变化,从而缩短医疗器械的保质期。本发明3,5-二甲酸二氢吡啶二酯具有中和酸的作用,因此有助于维持医疗器械水浸出液的ph值。
49.将标准板材上设置剂量片,进行辐照,通过剂量片测定得到标准板实际接收辐照剂量。
50.本发明对于所述剂量片不进行限定,本领域技术人员熟知的即可。优选通过剂量片测试板材上、下表面的接受剂量,以上、下表面接收剂量的平均值代表实际接收剂量,
51.本发明所述辐照的剂量为10~80kgy。在本发明其中一部分实施例中,辐照剂量可以为15kgy、30kgy、45kgy、60kgy和75kgy。
52.将标准板材在相同条件下进行辐照,通过荧光光谱测定得到荧光强度。
53.所述辐照的剂量为10~80kgy。在本发明其中一部分实施例中,辐照剂量可以为15kgy、30kgy、45kgy、60kgy和75kgy。上述辐照与上述剂量片的辐照相同,呈现对应关系。
54.本发明所述荧光光谱激发波长优选为350nm~450nm。
55.优选可以为:辐照后采用切片机从板材中心取下0.1mm厚的薄膜,通过荧光光谱在激发波长下测定各剂量下板材的荧光强度。
56.以实际接收辐照剂量为横坐标,以荧光强度为纵坐标制成标准曲线。
57.将待测板材采用荧光光谱测定得到荧光强度,通过标准曲线计算得到实际辐照剂量。
58.本发明所述待测板采用荧光光谱测定得到荧光强度过程和步骤与标准板材测定步骤方法一致,仅仅是不需要使用剂量片。
59.本发明所述待测板原料还包括0.02~0.50重量份的抗氧化剂;所述抗氧化剂包括酚类、羟胺类、苯并呋喃酮类抗氧化剂、亚磷酸酯类、硫醚类、维生素c中的一种或几种。
60.本发明还可以通过上述方法测定板材不同位置的辐照剂量,从而得到辐照剂量分布,结果准确,安全性高。
61.本发明提供了一种耐辐照组合物,包括:
62.医用级高分子原材料
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100重量份;
63.3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物
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0.01~0.5重量份;
64.所述医用级高分子原材料包括医用超高分子量聚乙烯、医用聚氯乙烯或医用聚丙烯和医用苯乙烯类热塑性体。
65.本发明提供的耐辐照组合物,包括医用级高分子原材料100重量份。
66.本发明提供的耐辐照组合物,包括3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物0.01~0.5重量份;优选包括0.05~0.45重量份;更优选包括0.1~0.2重量份。
67.本发明提供的耐辐照组合物,优选还包括0.02~0.50重量份的抗氧化剂;更优选包括0.05~0.20重量份的抗氧化剂。
68.所述抗氧化剂包括酚类、羟胺类、苯并呋喃酮类抗氧化剂、亚磷酸酯类、硫醚类或维生素c中的一种或几种。
69.本发明所述3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物包括3,5-二甲酸二氢吡啶二烷基酯和2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二烷基酯;所述3,5-二甲酸二氢吡啶二烷基酯中碳原子数为6~22个。
70.本发明对于上述高分子原料、3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物和抗氧化剂的具体组分和配比上述已经有了清楚的描述,在此不再赘述。
71.本发明提供了一种检测实际辐照剂量的方法,包括:a)医用级高分子原材料和3,5-二甲酸二氢吡啶衍生物混合,制成标准板材;所述医用级高分子原材料包括医用超高分子量聚乙烯、医用聚氯乙烯或医用聚丙烯和医用苯乙烯类热塑性体;b)将标准板材上设置剂量片,进行辐照,通过剂量片测定得到标准板实际接收辐照剂量;将标准板材在相同条件下进行辐照,通过荧光光谱测定得到荧光强度;c)以实际接收辐照剂量为横坐标,以荧光强度为纵坐标制成标准曲线;d)将待测板材采用荧光光谱测定得到荧光强度,通过标准曲线计算得到实际辐照剂量。本发明提供方法是将一种具有荧光响应的耐辐照添加剂加入到医用高分子原材料中,高能射线如电子束辐照过程中,该耐辐照添加剂自身被氧化失去荧光响应,通过标准曲线计算得到实际辐照剂量。本发明提供了一种同时具有增加医用高分子材料抗辐射性和监控辐照剂量分布能力的方法,具有生物安全性高,检测准确和使用便捷的优点。
72.为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种检测辐照剂量分布的方法及一种耐辐照组合物进行详细描述。
73.实施例1
74.将2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二十二烷基酯(dhp)2.0g与超高分子量聚乙烯粉末(uhmwpe)850g混合均匀,在200℃下压制成尺寸为为300mm*300mm*10mm的板材。采用电子束对该板材进行辐照交联,辐照剂量分别设定为0kgy、15kgy、30kgy、45kgy、60kgy和75kgy,并通过剂量片测试板材上、下表面的接受剂量,以上、下表面接收剂量的平均值代表实际接收剂量,相应结果列于表1。
75.将2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二十二烷基酯(dhp)2.0g与超高分子量聚乙烯粉末(uhmwpe)850g混合均匀,在200℃下压制成尺寸为为300mm*300mm*10mm的板材。采用电子束对该板材进行辐照交联,辐照剂量分别设定为0kgy、15kgy、30kgy、45kgy、60kgy和75kgy。辐照后采用切片机从板材中心取下0.1mm厚的薄膜,通过荧光光谱在370nm激发波长下测定各剂量下板材的荧光强度,并于0kgy样品相比较,相应结果列于附表1;以实际接收辐照剂量为横坐标,以荧光强度为纵坐标制成标准曲线;如图1所示。
76.实施例2
77.将2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二十二烷基酯(dhp)2.0g、1.0g维生素e与超高分子量聚乙烯粉末(uhmwpe)850g混合均匀,在200℃下压制成尺寸为为300mm*300mm*10mm的板材。采用电子束对该板材进行辐照交联,辐照剂量分别设定为0kgy、15kgy、30kgy、45kgy、60kgy和75kgy,并通过剂量片测试板材上、下表面的接受剂量,以上、下表面接收剂量的平均值代表实际接收剂量,
78.将2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二十二烷基酯(dhp)2.0g、1.0g维生素e与超高分子量聚乙烯粉末(uhmwpe)850g混合均匀,在200℃下压制成尺寸为为300mm*300mm*10mm的板材。采用电子束对该板材进行辐照交联,辐照剂量分别设定为0kgy、15kgy、30kgy、45kgy、60kgy和75kgy。辐照后采用切片机从板材中心取下0.1mm厚的薄膜,通过荧光光谱在370nm激发波长下测定各剂量下板材的荧光强度,并与0kgy样品相比较,相应结果列于表2。以实际接收辐照剂量为横坐标,以荧光强度为纵坐标制成标准曲线;如图1所示,图1为荧光强度与实际接收剂量之间的线性关系拟合图。
79.表1、不同辐照剂量下板材的荧光强度变化和实际接收剂量值
[0080][0081]
附表1的结果显示:(1)2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸衍生物在受到不同的辐照剂量时所残留的荧光强度不同,辐照剂量与荧光强度具有相对应的关系。由图1可以看出,实施例1的标准曲线为:荧光强度(%)=100-1.7*接受剂量,可检测剂量上限为45kgy,当辐照剂量超过45kgy时,荧光强度与实际接收剂量的线性关系发生偏离。
[0082]
表2、不同辐照剂量下板材的荧光强度变化和实际接收剂量值
[0083][0084]
抗氧化剂维生素e的存在虽然降低了2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸衍生物对辐照剂量的敏感度,但是可以利用这一原理监测更高的辐照剂量。
[0085]
由图1可以看出,实施例2的标准曲线为:荧光强度(%)=100-1.08*接受剂量,可检测剂量上限为75kgy。
[0086]
实施例3
[0087]
将2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二十二烷基酯(dhp)2.0g、1.0g维生素e与超高分子量聚乙烯粉末(uhmwpe)850g混合均匀,在200℃下压制成尺寸为为300mm*300mm*10mm的板材。然后把5张板材叠加在一起,在每层板材上、下表面的中心位置附件粘贴剂量片,同时为了防止剂量片上下叠加影响电子束穿透深度,每层板材上的剂量片位置相互错开,并采用电子束对该板材进行辐照交联,辐照剂量分别设定为40kgy。辐照后检测各层实际接收剂量值,实际接收剂量与设定剂量的比值结果列于附表2。
[0088]
将2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二十二烷基酯(dhp)2.0g、1.0g维生素e与超高分子量聚乙烯粉末(uhmwpe)850g混合均匀,在200℃下压制成尺寸为为300mm*300mm*10mm的板材。然后把5张板材叠加在一起,采用电子束对该板材进行辐照交联,辐照剂量分别设定为40kgy。辐照后采用切片机从板材中心取下0.1mm厚的薄膜,通过荧光光谱在370nm激发波长下测定各剂量下板材的荧光强度,并与0kgy样品相比较,相应结果列于表3。
[0089]
表3、实施例3测试得到的辐照剂量均匀度
[0090][0091]
从附表3的数据可以看出,本发明的方法获得的剂量分布结果与剂量片检测结果接近。
[0092]
实施例4
[0093]
分别制备以下uhmwpe板材
[0094]
(1)10mm厚度的纯uhmwpe板材;
[0095]
(2)10mm厚度的dhp添加质量百分比为0.2%的uhmwpe板材;
[0096]
(3)10mm厚度的dhp添加质量百分比为0.2%和维生素e添加量为0.1%的uhmwpe板材。
[0097]
将上述板材通过电子束辐照75kgy,并在130℃真空退火12h,获得辐照交联uhmwpe板材。
[0098]
所获得的交联uhwmpe板材置于氧弹老化仪中,设定温度为70℃,氧气压力为5atm,加速老化14天。通过红外光谱按照中国医药行业标准yy/t0772.4测试相应板材中心位置的氧化指数。
[0099]
附表4、实施例4所制备样品的氧化指数
[0100]
样品编号氧化指数10.1320.053-0.03
[0101]
从附表4的结果可以看出,本发明的方法在监控剂量分布的同时,还可以增加医用高分子材料的耐老化稳定性。
[0102]
实施例5
[0103]
将100公斤悬浮聚氯乙烯粉(台湾联成化学公司us-70)、60公斤邻苯二甲酸二异辛酯、4公斤环氧大豆油(广州海尔玛公司)、0.2公斤硬脂酸钙、0.20公斤硬脂酸锌和0.20公斤2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二甲酸二十二烷基酯(dhp)投入高速混合机中,待温度升至130℃时停止混合,排料至冷却机中冷却至60℃以下得到干粉料。将干粉料通过锥形双螺杆挤出机造粒,设定挤出温度为160~175℃,口模温度为155℃,熔融挤出后得到pvc粒料。
[0104]
将上述pvc粒料压制成0.1mm厚的透明薄膜,辐照灭菌25kgy和50kgy后测试其荧光强度,结果列于附表5;
[0105]
将上述pvc粒料经过拉管机制备成外径为2.05
±
0.05mm,内径为1.00
±
0.05mm的连接软管。将该管路辐照灭菌25kgy和50kgy,剪裁成10mm长小段,按照比表面积/水体积为6cm2:1ml的比例于37℃浸提3天,水溶出物的ph值列于附表5。
[0106]
比较例1
[0107]
将100公斤悬浮聚氯乙烯粉(台湾联成化学公司us-70)、60公斤邻苯二甲酸二异辛酯、4公斤环氧大豆油(广州海尔玛公司)、0.2公斤硬脂酸钙和0.20公斤硬脂酸锌投入高速混合机中,待温度升至130℃时停止混合,排料至冷却机中冷却至60℃以下得到干粉料。将干粉料通过锥形双螺杆挤出机造粒,设定挤出温度为160~175℃,口模温度为155℃,熔融挤出后得到pvc粒料。
[0108]
将上述pvc粒料经过拉管机制备成外径为2.05
±
0.05mm,内径为1.00
±
0.05mm的连接软管。将该管路辐照灭菌25kgy和50kgy,剪裁成10mm长小段,按照比表面积/水体积为6cm2:1ml的比例于37℃浸提3天,水溶出物的ph值列于附表5。
[0109]
附表5、pvc辐照灭菌后的荧光强度和水溶出物的ph值。
[0110]
辐照剂量荧光强度ph值-实施例5ph值-比较例01006.086.0525kgy10.46.025.1250kgy6.75.964.56
[0111]
从附表5的结果可以看出,本发明的方法虽然不适用于监控pvc材料制备的医疗器械的辐照剂量分布,但是仍然可以指示pvc材料是否接受辐照处理。聚氯乙烯材料在辐照灭菌时,释放大量的氯化氢,这些氯化氢残留在聚氯乙烯材料内部,缓慢释放出来,导致聚氯乙烯材料的水溶储物的ph值降低,国家法规一般要求,聚氯乙烯材料的水溶出物的ph值降低在1.0以内。从表5的结果还可以看出,本发明的方法可以解决辐照灭菌导致pvc材料水溶出物ph值降低较多的问题。
[0112]
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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