在醫(yī)療領域,醫(yī)用膠水作為一種關鍵的組織粘合材料,被廣泛應用于傷口閉合、手術切口處理以及組織修復等場景。其粘結強度的可靠性與穩(wěn)定性,直接關系到患者的康復效果與手術成功率。
因此,建立一套科學、可重復的粘結強度測試方法,對于產品質量控制、新產品研發(fā)及性能評估至關重要??紤]到倫理、成本及可操作性,使用與人體皮膚結構相似的豬皮作為測試基材,已成為實驗室中廣泛采用的有效模擬方案。本文科準測控小編將依據標準測試原理,詳細闡述利用萬能拉力試驗機,以豬皮為基材進行醫(yī)用膠水粘結強度測試的全過程,為相關行業(yè)工作者提供一份清晰的實踐指南。
一、 測試原理
本測試的核心原理是拉伸剪切強度測試。將醫(yī)用膠水涂布于兩塊經過特定處理的豬皮試樣之間,形成標準的粘接區(qū)域。在膠水wan全固化后,使用萬能拉力試驗機,通過特制的夾具夾持試樣兩端,以恒定且緩慢的速度施加拉伸力,直至粘接界面發(fā)生破壞。試驗機實時記錄整個過程中的力值變化與位移情況。粘結強度通常以粘接界面單位面積所能承受的最大拉力(即最大破壞力值)來表示,單位為兆帕(MPa)。該數值直觀反映了醫(yī)用膠水在模擬生理環(huán)境下的初始粘附力和最終粘接效能。
二、 測試標準
ASTM F2255-05(2015) - 《粘合劑組織粘合劑搭接-剪切強度測試方法標準》
YY/T 0729-2009 - 《組織粘合劑粘接性能試驗方法》
三、 檢測設備
1、 KZ-68SC-05XY萬能拉力試驗機
2、貼膠鋁夾具
3、材料與試劑
測試基材:新鮮豬皮(建議選取厚度均勻、毛發(fā)較少的背部或腹部區(qū)域)。
測試樣品:待測醫(yī)用膠水。
輔助試劑:純諍水(或去離子水)、醫(yī)用酒精(用于清潔)。
工具:手術刀、鋼尺、記號筆、無塵布、橡膠輥或特定壓塊。
四、 測試流程
第一步:試樣制備
豬皮預處理:將獲取的豬皮用手術刀仔細刮除皮下的多余脂肪與結締組織,直至表面平整。隨后用清水沖洗干凈,并用無塵布擦干表面水分。
劃線分割:使用鋼尺和記號筆,在處理好的豬皮上規(guī)劃并標記出多個統(tǒng)一尺寸的矩形條狀試樣(例如:長100mm × 寬25mm)。
清潔與干燥:用純諍水再次清洗標記好的試樣區(qū)域,以去除任何可能的污染物。用無塵布輕輕吸干表面水分后,將其鋪平置于實驗臺上,可采用加速風干設備(如吹風機冷風檔)使其表面達到干燥但不過度失水的狀態(tài)。
第二步:粘接操作
涂抹膠水:取兩片制備好的豬皮試樣,在其中一片的標記粘接區(qū)域(通常為試樣一端約20mm長的區(qū)域)均勻涂抹規(guī)定量的醫(yī)用膠水。
搭接與施壓:立即將另一片試樣的對應區(qū)域覆蓋上去,使兩者精確搭接,形成標準的搭接剪切試樣。迅速使用橡膠輥或指定重量的壓塊,沿粘接面均勻滾壓或施壓,持續(xù)時間為30秒。此操作旨在排除氣泡,確保膠層厚度均勻并形成初始粘附。
靜置固化:將粘接好的試樣在室溫環(huán)境下靜置30分鐘,讓醫(yī)用膠水完成其主要固化過程。
第三步:強度測試
設備準備:打開KZ-68SC-05XY萬能拉力試驗機,初始化系統(tǒng)。在軟件中設置本次試驗的參數:
試驗類型:拉伸
試驗速度:5 mm/min
其他參數:根據設備要求設置初始力、斷裂判斷條件等。
安裝試樣:將靜置固化后的豬皮試樣兩端分別牢固地夾持在上下貼膠鋁夾具中,確保試樣的長軸方向與拉力方向保持一致,且粘接區(qū)域位于夾具中央。
開始測試:在軟件界面點擊開始測試。試驗機將以5mm/min的恒定速度平穩(wěn)拉伸試樣,軟件自動繪制“力-位移"曲線。
數據記錄:當粘接界面wan全分離(破壞)時,測試自動停止。記錄軟件中顯示的最大力值(F_max,單位:N)。每組樣品至少測試5個有效試樣,取平均值。
第四步:結果計算
粘結強度(τ)通過以下公式計算:
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