硅橡胶在体内的老化

’2000中国有机硅擎术交流会论文集 ．175． 硅橡胶在体内的老化 刘伟。王传栋 (山东省医疗器械研究所，济南250100) 摘要：对经体内埋植的长效避孕皮下埋植剂硅橡胶控释材料的物理机械性能及表面形态进行了测 试及观察(体内埋植时间分别为5—87个月)，并对实验数据进行了统计分析。结果表明：随体内埋植时 间的增加，由于生理环境的影响，硅橡胶控释材料物理机械性能缓慢下降，外表面由平滑变得粗糙。 关键词：硅橡胶ig!矜，老化，皮下埋植 对于长期植入体内的医用硅橡胶材料，其 生物安全性必须良好，在此基础上，还要有良好 的生物耐久性，即在生理条件下长期保持结构 及性能的稳定。为此，我们对50套因症取出的 长效避孕皮下埋植荆(以下简称埋植剂)硅橡胶 控释材料进行了有关性能变化的测试及表面形 态观察(体内埋植时间5—87个月)。并对测试 数据进行了一元线性回归及回归方程检验“‘2】， 以考察其在体内的老化行为。 1材料及实验 I．I实验样品 过氧化物型高温硫化硅橡胶管，体内埋植 时间为5—87个月。规格：D*：2．4ITa'n，S：(O．41 ±0．03)mm。 I．2实验样品的处理 用乙醇冲洗因症取出的埋植剂的表面污物。 晾干后，切开两头封堵材料，倾出药末，用乙醇清 洗硅橡胶控释管两遍，然后用氧仿速冲一遍。 I．3物理机械性能试验 用万能拉力机的十字夹头将控释管两端固 定，中间实验部分长20m，夹头移动速度i00 nmn／mln，测扯断力及扯断伸长率。实验样品49 套，每套3—6只，共248只。 I．4扫描电镜观察 经处理的埋植剂控释管5套。样品首先经 过真空镀膜，外表面镀上一层均匀的金，然后置 于电镜下观察。 2结果及讨论 2．I线性回归分析 样品在体内的埋植时间及每一时间对应的 样品数量和扯断力、扯断伸长率测试平均值如 表I所币。 裹l 埋植时间样品数量扯断力x差扯断仲长率标准差 |再|im IS|％{暑 6 12 16．笠 2．珊 375 0．58 7 10 19．23 2．1∞ 撒．4 0．48 10 10 17．铂 3．175 412，2 0．52 12 16 1B．嘟 2．419 371．660．38 14 6 18．弱 2．344 26882 044 15 8 20．∞ 2．942 423．5 0．52 18 10 17．89 1．936 408．45 0．51 20 6 16．01 2．710 223．62 0．48 23 7 20．4983．297 401．330．53 24 12 17．瞄0．4000抛．08 0．33 25 8 20．340．．548 392．000．34 29 6 20．990．7嬲 柳．25 0．23 34 8 21．12 1．670 27245 026 41 6 19．45 3．872 435．000．45 44 6 20．833．547 413．00 0．63 艚 10 21．31 2．773 30B．34 0．43 51 6 17．3134．165 370．330．66 56 10 19．0691．728 390．83 0．42 60 8 18．憾 3．110 389．11 0．5 64 8 13．4143．6∞ 拱．00 047 65 6 17．603．296 380．00 0．79 72 10 17．22 2420 356．95 0．35 74 6 17．59 3．111 418．00 0．50 75 18 16．102．228 372．480．59 77 10 16．0723．330 466．90 O．87 78 10 16．0070．510 48800 0．49 盯 7 15．6帅3．617 324．∞ I．07 ·176· ’2000中国有机硅学术交流会论文集 图l为控释管扯断力随体内埋植时间的变 化。由图1可见扯断力随埋植时间的延长而呈 下降趋势(同一时间点的样品测试值取平均 值)。 10 20 30 40 50 卯 70 ∞ ∞ 埋植时同(月) 图1埋植时间与扯断力的关系 扯断力与埋植时间的依赖关系通过对实验 数据的一元线性回归分析得到。方程如下： ，：19．706—3．424×10。t (1) 式中，，一扯断力，N；I一时间，月。 Y：0．440，显著高于a=0．01时7临界值 0．181(n=200)。即方程(1)在0．99置信度上线 性显著。由方程(1)得出，埋植60个月及87个 月后，硅橡胶控释管扯断力分别比初埋植时下 啦 甜 逝 垂 罄 击I 降10．4％和15．1％。 扯断伸长率对埋植时间的变化关系通过对实 验数据的一元线形回归分析得到。方程如下： E=312．491+17．215Int(2) 式中，E一扯断伸长率，％；t一埋植时间，月。 回归分析所得方程(2)相关系数7=0． 204，高于a=0．01时7临界值0．181(n=200)o 即方程(2)在0．99置信度上线性显著。 lo 20 30 40埋嚣问(嚣 70 ∞ ” 图2埋植时间与扯断伸长率的关系 由图2可见，扯断伸长率随埋植时间延长 呈起伏变化(同一时间点的不同样品测试值取 (N『)R蔷爿 2000中国有机硅学术交流会论文集 ·177． 平均)。体内埋植时间60个月和87个月扯断 伸长率分别比初埋植时上升22．6％和24．6％。 表明在埋植过程中硅橡胶网络中的部分交联点 被破坏，使扯断伸长率有所增加。但当交联点 破坏超过一定程度时，扯断伸长率便会下降。 2．2扫描电镜观察 由扫描电镜(见图3、图4、图5)我们可以看 到硅橡胶管表面自连续平滑逐渐变得粗糙。从 埋植时间”个月开始，材料表面出现了比较明 显的凹陷，埋植时间60个月时，材料表面出现 大量破裂的小坑洞。材料表面的破坏随埋植时 间的延长而加剧。 图3未经体内埋植的硅橡胶管外表面 图4体内埋植27个月后的硅橡胶管外表面 图5体舟埋植60个月后硅橡胶管外表面 3 结论 由于生理环境的影响，硅橡胶控释管经受 了缓慢的破坏，并导致其扯断力下降，而扯断伸 长率有所增加。这与网络结构的变化有关。扯 断伸长率只是在一定程度上增加，当网络结构 降解到一定程度时，扯断伸长率便会下降。通 过对实验数据的一元线性回归，得出近似描述 硅橡胶在体内力学性能变化的回归方程。由方 程知控释材料植人体内60个月扯断力下降 10．4％。 由对硅橡胶控释管外表面电镜观察，发现 控释管表面粗糙度随埋植时间增加而增加。这 也证明硅橡胶结构受到破坏，在体内经历一老 化过程。 参考文献 1 P．R．贝文顿著．数据处理和误差分析 2张世俊编著．计算机在分析潮试中的应用．中国地质大学 出版社．1嘲年 3渊耐B．hlvlvod％1]ldaliotl蠢p由TMB．Bimmedah，1989． 10(8)：387 4 VoadntcekP．Dole*elB．8iosabilitydmedicaldastanels4Ie· view．Biomateiqale1984，5。209 5 VondracekP，C．tntANSlowde哪r删妇0fs01conen岫．J ^刚PdymSd，1982．27．4517