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嘉峪检测网 2020-06-18 17:16
在医疗器械注册进程中，研发阶段的有一项目工作重要，就是医疗器械有寿命和有效期的确定。在医疗器械寿命和有效期确定方法中，自然老化试验和人工加速老化实验是常用的两种方式，本文为您科普什么是医疗器械加速老化实验。
什么是加速老化试验？
加速老化实验是用人工的方法，在室内或设备内模拟近似于大气环境条件或某种特定的环境条件，并强化某些因素， 以期在短期内获得实验结果。
其目的是提供相对快速的测量材料在长期使用中发生的特性改变程度的方法。如果初步的加速方法不能产生实际使用中发生的老化作用，或在长期实验中没有发现应出现的机理，加速实验就应该重新鉴定，在问题确定和预实验分析阶段取得数据后加以改进。究竟采用哪种实验方法取决于要测试的材料、材料的最终应用场合、材料遭破坏的模式和财力等方面。因此，各国标准大都采用这种方法来评价材料的抗老化性能。
加速环境试验的加速水平通常用加速因子来表示。
加速因子的含义是指设备在正常工作应力下的寿命与在加速环境下的寿命之比，通俗来讲就是指一小时试验相当于正常使用的时间。
因此，加速因子的计算成为加速寿命试验的核心问题，加速老化试验是医疗器械生产企业获得新产品的关键性能和有效期数据的重要手段。
有源产品与无源产品在加速老化试验的基本原理是一样的，都是通过强化的应力环境来进行可靠性试验，其区别在于采用的老化方式及计算公式的不同。
该注意的是，采用任何加速老化试验方法，在没有获得实时/大气环境试验结果前都是有风险的，所以所设计的试验方法提供的数据最终应满足产品的标准要求。
人工加速老化实验方法
人工加速老化实验方法主要包括：
耐候性实验、热老化实验(绝氧、热空气热氧化吸氧等实验)、湿热老化实验、臭氧老化实验、盐雾腐蚀实验、耐寒性实验以及抗霉实验等等。
耐候性实验
在自然环境下，材料的正常使用寿命统称为耐候性。在自然环境下评价高分子材料寿命的实验方法有室外老化实验及人工老化实验。室外老化试验是评价材料实用性最适宜的方法，但引起高分子材料老化是热、光、机械摩擦、化学药品、微生物等因素的综合作用，而其中日照量、风雨等都是难以控制的气候因素， 因此实验周期比较长。
在实验室模拟户外气候条件进行加速老化实验是耐候性实验的重要方式。通常耐候性实验采用气候老化试验箱，该装置采用碳弧灯、氙灯或紫外荧光灯照射模拟日光的紫外线照射，周期性地向试样喷洒盐溶液来模拟降雨及盐粒子的作用，多重环境因子的交替作用构成实验过程。
热老化实验
热是促进高聚物发生老化反应的主要因素之一，热可使高聚物分子发生链断裂从而产生自由基，形成自由基链式反应，导致聚合物降解和交联，性能劣化。热老化实验通过加速材料在氧、热作用下的老化进程，反映材料耐热氧老化性能。根据材料的使用要求和实验目的确定实验温度。
温度上限可根据有关技术规范确定，一般对于热塑性材料应低于其维卡软化点，对于热固性材料应低于其热变形温度，或者通过探索实验，选取不致造成试样分解或明显变形的温度。主要通行的实验方法有塑料热空气曝露实验方法、硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热实验及漆膜耐热性测定法。
湿热老化实验
在大气环境下，温度(热)和湿度(水分)是客观存在的因素。有些高分子材料是在高温高湿的环境中存储、运输或使用。因此湿热老化试验是具有一定的实际意义和经济价值的工作。高温下的水汽对高分子材料具有一定的渗透能力，在热的作用下，这种渗透能力更强，能够渗透到材料体系内部并积累起来形成水泡，从而降低了分子间的相互作用，导致材料的性能老化。
湿热老化实验一般使用湿热试验箱，它能提供标准无污染的大气环境(实验气体由N：，0 ，CO2和水蒸气组成)，温度40～60℃，相对湿度90％RH 以上。
臭氧老化实验
臭氧在大气中的含量很少，却是橡胶龟裂的主要因素，臭氧老化法通过模拟和强化大气中的臭氧条件，研究臭氧对橡胶的作用规律，快速鉴定和评价橡胶抗臭氧老化性能与抗臭氧剂防护效能，进而采取有效的防老化措施，以提高橡胶制品的使用寿命。橡胶防水材料、高分子聚合物防水材料须进行此项实验。
盐雾腐蚀实验
当盐雾的微粒沉降附着在材料的表面上，便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液，在一定的温湿度条件下，溶液中的氯离子通过材料的微孔逐步渗透到内部，引起材料的老化或金属的腐蚀。盐雾试验用来鉴定材料的防电化学腐蚀的性能。
耐寒性实验
聚合物的耐寒性是指它抵抗低温引起性能变化的能力，但环境温度达到某一低温区域， 聚合物会脆化。低温储存试验可以鉴定材料的低温储存特性。耐寒性与聚合物的链运动、大分子间的作用力和链的柔顺性有关，饱和聚合物的主链单键，由于分子链上没有极性基或位阻大的取代基，柔顺性好，耐寒性也好。反之，如果侧基为位阻大的刚性取代基，或者重度交联的聚合物耐寒性就较差。
抗霉实验
霉菌是一种微生物，霉菌新陈代谢的排泄物(有机酸)会导致材料的失效。为了评价材料的长霉程度，通常采用人工抗霉试验。霉菌试验常用的菌种有：黑曲霉、黄曲霉、杂色曲霉、青霉、球毛壳霉等。因为不同材料遭受到侵蚀破坏的霉菌种类有所不同，因此对不同的高分子材料应选用不同的试验菌种。人工抗霉试验的周期为28d。
目前常采用霉菌老化试验箱，该试验箱是在一定的温湿度条件下通过培养真菌来试验高分子材料产品的抗菌老化能力。
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