留置针贴膜的水蒸气透过性能和粘性分析
如今，静脉输液已成为临床治疗的主要手段之一，对于有长期输液需求的病患以及穿刺困难的老人和婴幼儿，静脉留置针发挥了巨大的作用。这是一种外周静脉短导管，操作方便，不易刺破血管，保留时间长，能有效减少静脉穿刺次数，减轻患者痛苦，同时，针对危重患者，能及时打开静脉通路，快速给药，提高抢救的成功率。诸多影响因素中，良好的固定能减少留置针的非计划性拔针，而留置针贴膜的问世又及时满足了这一临床需求。
一、留置针贴膜
留置针贴膜是一种广泛应用于静脉输液的医药材料，通过密闭式固定留置针针体于穿刺孔附近的皮肤表层，隔绝细菌和空气，减少牵拉、滑动等机械性摩擦的刺激，其材质多样，应用最多的主要有两种：聚氨酯透明贴膜和水胶体敷料。
聚氨酯透明贴膜，顾名思义，由聚氨酯薄膜涂覆医用型压敏胶制成，透明度高，便于直接观察留置针穿刺部位情况。聚氨酯独特的分子结构，使其具有优良的回弹性能和良好的柔软性、防水透湿性，同时价格低廉，在医疗卫生领域有着其他材料无法比拟的优势。
水胶体敷料作为留置针贴膜应用于静脉输液的新型材料，是由吸水性很强的水溶性高分子、具有自粘性的橡胶材料和防水透气的保护膜材料，如上述聚氨酯薄膜，共同制成的敷料。当穿刺部位发生炎症、出现渗液时，水胶体敷料中的水溶性高分子吸水溶胀，而橡胶的粘性使敷料与针孔四周皮肤紧密结合在一起，形成密闭无菌环境。肤表汗液等通过最外层保护膜材料得到及时挥发。简单来说，水胶体敷料是聚氨酯透明贴膜的升级，在密封、透气的基础上增加了对渗液的吸收功能。
在留置针的临床应用中，因穿刺技术不熟练、固定不妥以及病患的躁动而引起的并发症时常出现，多体现为穿刺部位感染、皮下血肿、液体渗透等，针对这些问题，贴膜的透气性（气即湿气，水蒸气）显得尤为重要。人虽为高等动物，但同所有生物一样，身体的整个肤表都在进行着呼吸以及水分的蒸发，正常皮肤的水分蒸发率为443g/(m2·24h)左右。作为肤表贴膜，应具备高于正常皮肤水分蒸发率的的水蒸气透过性能，促进肤表水蒸气的正常挥发，对于炎热环境和多汗患者，贴膜的透过量应合理提高，以避免汗液积聚于穿刺部位引起相关并发症。除此之外，汗液浸渍皮肤更易造成贴膜粘性失效，边缘卷曲，无法使之与皮肤充分接触，从而开放了水和细菌的入侵通道，从而进一步加剧并发症的程度。因此，理想的留置针贴膜，除了要具备良好的水蒸气透过性，还应保持较强的粘结力和剥离力，减少汗水浸渍引发的贴膜脱落问题。
二、留置针贴膜的水蒸气透过性能
根据水蒸气的渗透机理，当留置针贴膜的近皮肤侧出现汗液积聚时，水蒸气分压高于贴膜的另一侧，在压差的作用下，水蒸气分子吸附于贴膜表面，首先溶解入贴膜材料，从材料内部向另一侧扩散，最终在贴膜的另一侧解析而出。因贴膜材料的性质不同，水蒸气的渗透速率也有差异。YY/T 0471《接触性创面敷料试验方法》中第二部分《透气膜敷料水蒸气透过率》介绍了两种水蒸气透过率的测试方法，具体如下：
1、水蒸气接触时透气膜敷料的水蒸气透过率测试
在杯状试验容器加入一定量的水，将圆形样品精确的夹持覆盖在容器口边缘，使水面与样品之间的空气间隙为（5±1）mm，形成水密封。此时称重容器、样品和液体的质量，记录为W1。将容器置入干燥环境中18h至24h后，取出再次称重为W2，并记录试验时间T。根据公式（1）计算水蒸气透过率。该种测试方法通过质量差测试水蒸气透过率，遂被业内命名为称重法。
X=（W1-W2）×1000×24/T-----------------------------------------------（1）
(X——水蒸气透过率，单位为g/m2·24h)
2、液体接触时透气膜敷料的水蒸气透过率测试
该测试方法与上述方法的不同在于，首次称重后将容器倒置于干燥环境中，使水接触样品，同时确保样品与容器支撑架之间有足够的间隔，便于充分的气体穿过样品表面。约4h后，取出容器二次称重，记录质量W2和试验时间T。同样参照公式（1）计算水蒸气透过率。该方法亦为称重法，只因杯体倒置，业内惯于称之为倒杯法。
本文根据第一种测试方法，借助专业仪器W3/060水蒸气透过率测试系统，对聚氨酯透明贴膜和水胶体敷料两种材料测试了水蒸气透过率。该仪器设置每3h称重一次，结果见表1和图1。
通过表1和图1所示，两种材料随着时间的推移，水蒸气透过率均有所下降，其中，前9个小时，透湿率较大，同时下降率也较大，慢慢趋于平稳，当18h后，两种材料的水蒸气透过率均高于正常皮肤的水分蒸发率（443g/(m2·24h)），满足了促进水蒸气挥发，同时不导致积液的护理需求。
对于聚氨酯透明贴膜，根据其内部结构，可分为微孔膜和亲水性无孔膜。微孔膜多为0.2~10μm微孔结构，能透水蒸气分子，而直径100μm的水分子却无法通过，从而达到防水透气的效果。但也正因为这些微孔的存在，对于外界细微的物质，比如细菌或病毒，阻隔性不甚理想。亲水性无孔膜表面细密均匀，内含一定量的亲水基团，通过氢键形式“捕获”人气散发的水蒸气分子，在分子链的热运动作用下，链间形成空隙，在薄膜两侧水蒸气分压差的推动下，水蒸气分子沿空隙扩散、析出。因表面无孔，弥补了微孔膜对于外界物质阻隔性的缺陷，但透气性却有所降低。对于水胶体敷料，决定其透气性的是最外层保护膜材料——多为聚氨酯薄膜。因此，无论哪种类型的贴膜，合理提高聚氨酯材料的透气性是关键。
在诸多方法中，有两种简单新颖，是目前业内关注的热点：（1）添加非高分子亲水基团于聚氨酯薄膜中，如聚乙二醇，通过扩大聚氨酯分子链间空隙提高材料的水蒸气透过性。随着添加的聚乙二醇分子链的增长，其柔韧性越好，因而结构越松散，从而增大了聚氨酯薄膜的空隙尺寸，使得水蒸气分子的通过更加便利。（2）基于上述聚氨酯微孔膜和亲水无孔膜的特点，可以将二者复合使用，既可改善微孔膜的防水性，又可保证足够的透湿性。
三、留置针贴膜的粘性
作为留置针贴膜，无论采用何种材质，都需要具备合适的粘性，才能牢固的粘贴于皮肤表面发挥作用。若粘性太大，贴膜从肤表去除时会使病患感到疼痛，若粘性过小，则无法粘附牢固。对于留置针贴膜粘性的测试，目前国内外尚无统一的标准，通常都参考压敏胶的测试方法，即采用初粘性、持粘性和剥离强度三个指标来衡量。
初粘性测试，按照GB/T 4852-2002的倾斜式滚球测试方法进行。将CZY-G初粘性测试仪的倾斜面倾斜角度设为30°，把宽60mm,长260mm的试样以胶粘面朝上的方式固定在斜面上。取各尺寸的钢球滚过试样的粘性面，根据所能粘住的最大号钢球尺寸来评价试样的初粘性大小。
持粘性测试，按照GB/T 4851-1998进行。如图2所示，将试样平行于板的纵向粘贴在紧挨着的试验板和加载板的中部，用压辊以约300mm/min的速度在试样上滚压。后将试验板垂直固定在CZY-6S持粘测试仪的试验架上，轻用销子连接加载板和砝码。以试样从试验板上脱落的时间来评价试样的持粘性大小。
剥离强度测试，按照GB/T 2792-1998进行。取长250mm，宽25mm的试样与试验板粘接155mm，后将试样自由端对折180°，分别将试样自由端和试验板夹在XLW(PC)拉力机的上下夹具上，如图3。设置仪器以300mm/min的速度持续剥离，同时绘制剥离曲线。在剥开后的20~80mm之间的，每隔20mm读取一个数值，共读四个数取平均值。
根据上述方法，本文测试了聚氨酯透明贴膜和水胶体敷料的初粘性、持粘性和剥离强度，结果见表2。
通过测试比较，虽然两种留置针贴膜的材质相差巨大，但就初粘性、持粘性和剥离强度而言，差异并不显著。重要的是，通过测试，确定合适的粘性参数和工艺，才能给予病患更舒适的医疗体验。对于聚氨酯贴膜，以往使用较多的是橡胶类压敏胶，这种因添加了多种助剂的缘故，常会被肤表分泌的脂肪成分所溶解，加上透气性不佳，易引起皮肤过敏和粘性下降。基于此，近些年透气性良好，刺激性小的丙烯酸酯类压敏胶兴起并应用于留置针贴膜，减少了大量的不良反应。
四、总结
随着医疗卫生水平的不断提高，留置针贴膜在材质、结构和性能上发生了极大的变化，逐渐向多样化、多功能转变。然而，无论如何变化，合适的水蒸气透过性能和粘性仍是关键点。通过科学的检测，合理的调整工艺和参数，才能保证留置针贴膜在功能提升的基础上，给病患带来良好的治疗体验。