【YY医药标准】 医用有机硅弹性体、凝胶、泡沫标准指南 第1部分:组成和未固化材料

ICS11.040.20
中华人民共和国医药行业标准
YY/T0818.1-2010
医用有机硅弹性体、凝胶、泡沫标准指南第1部分：组成和未固化材料
Guide for silicone elastomers,gels and forms used in medical applications-Part 1:Formulation and uncured materials2010-12-27发布
国家食品药品监督管理局
2012-06-01实施
中华人民共和国医药
行业标准
医用有机硅弹性体、凝胶、泡沫标准指南第1部分：组成和未固化材料
YY/T0818.1—2010
中国标准出版社出版发行
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字数17千字
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2012年1月第一版
2012年1月第一次印刷
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YY/T0818.1-2010
YY/T0818的总标题为《医用有机硅弹性体、凝胶、泡沫标准指南》，由以下部分组成：第1部分：组成和未固化材料；
第2部分：交联和制作。
本部分为YY/T0818的第1部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。YY/T0818本部分修改采用ASTMF2038-00《医用有机硅弹性体、凝胶、泡沫标准指南第1部
分：组成和未固化材料》。
本部分由国家食品药品监督管理局济南医疗器械质量监督检验中心提出并归口。本部分起草单位：山东省医疗器械产品质量检验中心。本部分主要起草人：施燕平、张丽梅、吴平。YY/T0818.1--2010
由有机硅弹性体制成的医疗器械被广泛应用于公共医疗，并在许多应用领域中具有生物安全使用史。本指南可使用户了解这类弹性体的配方是对最终器械生物相容性最原始的影响。有机硅弹性体的制作也会对最终产品的生物相容性带来影响，在本指南的第2部分则涉及了有机硅弹性体的制作。本指南分为两部分，一部分涉及配方，一部分则涉及制作。本指南所提供的信息（和进一步研究的建议)可作为使用者查找有机硅配方的生物学影响的指南。制造商的责任是在其工业化生产中执行标准。制造商可以在执行标准中有所偏离，前提是对这些偏离提供相应的依据。有机硅弹性体的生物相容性问题可分为几个级别，但最终器械的制造商需根据器械的预期使用进行生物学评价。
当材料按公认的质量标准（如GB/T19001和现行法规/生产管理规范）生产时，其生物性能和物理性能会更具有重现性。
1范围
医用有机硅弹性体、凝胶、泡沫标准指南第1部分：组成和未固化材料
YY/T0818.1-2010
YY/T0818的本部分预期用于指导使用者掌握医用有机硅弹性体、凝胶和泡沫的组成和使用。本部分不提供有机硅粉末、液体和其他形态有机硅的相关信息。本部分所提供的信息用以指导使用者在考虑过各单一组分或副产物的化学、物理以及毒理学性质后，如何选择适宜的材料。本部分为有机硅材料在医用领域的典型应用提供了通用信息。有机硅材料的交联和制作的详细内容见本规范第2部分。硅橡胶外科植人物的性能另见YY0334和YY0484。本部分仅涉及未固化弹性体、凝胶和泡沫的组分。
本部分不涉及使用中任何安全方面的问题。本部分的使用者有责任制定适宜的安全和健康规范，并在使用前确定有关法规限制的适用性。对未固化有机硅组分，建议使用者也可参考《材料安全数据手册》。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB18278医疗保健产品的灭菌确认和常规控制要求工业湿热灭菌GB18279医疗器械环氧乙烷灭菌确认与常规控制GB18280医疗保健产品的灭菌确认和常规控制要求辐射灭菌GB19973.1医疗器械灭菌微生物学方法第1部分：产品微生物总数的估计YY0287医疗器械质量管理体系用于法规的要求YY0334硅橡胶外科植人物通用要求YY0484外科植入物双组分加成型硫化硅橡胶ASSI/AAMIST50干热（热空气）灭菌器3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
有机硅聚合物siliconepolymer
聚合物的分子主链上含重复的硅、氧原子，每个硅原子连接两个有机基团，该有机基团通常为甲基，但也可能是乙烯基、苯基、氟代基或其他有机基团。3.2
环状和线型cyclicsand linears用D表示分子量可变的环状硅氧烷中Si-O结构单元（通常D,-Dz）；D,-D4o（或更多）可能会被称为“大环”。根据其链长，线型聚合物可以是可变的或具有较高分子量的直链聚合物用M和D共同表示，M为RSi-O,D如上所述；R通常为甲基。［例如，MDM为（CH）SiOSi(CH，)，OSi(CH.），因加工和忙存的不同，有机硅组分中不同程度存在着低分子量聚合物，可根据所用条件，通过真空，高温脱模或二1
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段硫化除去。
催化剂catalyst
有机硅弹性体配方中的一种组分，在材料进行硫化时引发交联反应。3.4
J crosslinker or crosslinking agent交联剂
有机硅弹性体配方中的一种组分，是弹性体硫化时使其发生交联反应的一种物质。3.5
抑制剂inhibitor
有机硅弹性体配方中的一种组分，加人后以减缓交联反应的速度。3.6
填充剂filler
一种细微的固体粉末，在生产过程中与有机硅聚合物充分混合以达到特定的性能。有机硅弹性体所用填充剂有以下两种类型：
renforcingfiller
补强填充剂
通常具有较大的表面积，在自然界中为无定形状态，如气相二氧化硅或沉淀二氧化硅。这类填充剂使弹性体具有高强度和高弹性的物理性能。3.6.2
增量填充剂
extending filler
通常比补强型填充剂具有较小的表面积和较低的成本。包括石英和硅藻土。这种填充剂的补强作用较低，但价格相对便宜，主要用来扩充有机硅制品的体积。3.7
添加剂additives
有机硅弹性体中用量相对较少的一种组分，作用是可对弹性体进行标记、着色或使其不透明。3.8
有机硅基料siliconebase
一种含有机硅聚合物、填充剂和添加剂的均匀混合物，不含交联剂或催化剂。3.9
uncured elastomer
未固化弹性体
一种含交联剂和（或）催化剂，但未进行硫化的有机硅基料。3.10
有机硅弹性体
有机硅弹性体siliconeelastomer未固化弹性体经受了使其变为交联的条件。该弹性体可能是高稠度橡胶、低稠度橡胶或室温硫化型。3.10.2
highconsisteneyrubber,HCR
高稠度橡胶
不能用传统泵压装置进行传送的材料。通常加工这类橡胶应使用剪切力高的设备，如双辊炼胶机，并且其部件通常使用模压成型或传递成型技术制作。3.10.3
低稠度橡胶或液体硅橡胶lowconsistencyrubberorliquidsiliconerubber,LCR通常为易于抽吸的可流动材料，可通过静态混合器抽吸进行混合，并且可使用注射成型技术制造部件。
室温硫化roomtemperaturevulcanization，RTyYY/T0818.1—2010
依靠大气中的水分进行固化的单组分弹性体，可通过稍微提高温度加速固化速度。因为固化取决于水分向弹性体内的扩散，建议固化时深度不超过0.64cm。3.10.5
凝胶gel
为轻度交联材料，无补强或补强水平远低于交联聚合物。凝胶通常为使用铂催化加成固化体系的双组分配方。凝胶的硬度可在很大范围内进行调整。通常这类材料的设计不是承受重的负载，而是与不规则的表面紧密接触，这样，负载可以被分散到更大的面积上。也可用这种材料来防护环境污染3.10.6
泡沫foam
添加了一种能在材料硫化时产生挥发性气体的交联材料，气体挥发导致了材料具有极低的密度。通常为使用铂催化加成固化体系的双组分配方。当其膨胀时能与不规则表面密切接合，使之免受环境破坏，但泡沫的刚性比凝胶大，因此强度更大。由于泡沫是膨化的弹性体，在相同重量的基础上，其交联程度比凝胶更高。多数固化条件会使其成为闭孔泡沫。3.11
批lotorbatch
以一个固定的特定配方在特定的加工技术和加工条件下，在一个生产周期内生产出的一定数量的材料。
硫化vulcanization
一个不可逆的过程，在该过程中有机硅聚合物链间形成共价化学键。在硫化过程中材料由可流动的或可模压的化合物转化成不能再次成型的弹性材料（除非物理破坏）。3.13
缩合固化condensationcure
在固化过程中，通常由有机金属化合物催化，释放出小分子化合物。分为：单组分缩合固化和双组分缩合固化。前者为：所供应的材料装于一个气密容器内，其固化是靠空气中的水分引发的，材料从表面开始向下固化，但实际固化深度很难超过0.64cm。后者为：所供应的材料分别装于两个容器内，临用前将其按配比充分混合。因为其固化不取决于空气中水分在有机硅材料内的扩散，所以固化深度不受限制。
过氧化物固化peroxidecure
单组分配方由有机过氧化物分解产生的自由基引发的硫化。3.13.3
加成型固化additioncure
首先将各组分混合，然后在铂催化作用下，将一个硅氢基（silylhydride）加成到硅乙烯基上的双组分弹性体。
分散dispersion
未固化的有机硅弹性体在适宜的溶剂中分散，以便通过浸渍、喷雾或浇制使其在基材上形成一层弹性体薄膜。
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4意义和应用
4.1本指南预期为医疗器械用有机硅材料的选择和规范提供指南。4.2向医疗器械制造业供应材料的有机硅制造商，宜能直接向其客户提供有关非专利产品的配方信息或直接向主管部门提供文件备案。5配方
5.1总则
应使用包括以下原材料的配方生产弹性体、凝胶和泡沫。5.1.1有机硅聚合物
任何结构如图1所示的中分子量或高分子量的聚合物，其中R为甲基、不饱和烃基或羟基，R\通常为甲基或不饱和烃基，但也可能是苯基、三氟丙基或其他烃基，工、y为大于或等于0的整数。如果R不是羟基，则每个链中应至少有2.0个烯基。RR\=任何有机基团
R-Si--O-wwW.bzxz.Net
图1典型的有机硅聚合物
5.1.2催化剂
5.1.2.1总则
铂或锡与任何适宜的元素（如碳、氢、氧、氟和硅)组成的配位体结合成的一种有机金属络合物。5.1.2.2铂
铂催化剂可被分散到结构如图1所示的有机硅聚合物中，该聚合物粘度低时，易于分散。铂催化剂中有效的活性铂浓度范围为5mg/kg~20mg/kg，但常用浓度约为7.5mg/kg。5.1.2.3锡
单组分缩合固化配方通常含0.1%~0.5%（质量分数）的有机锡化合物。双组分缩合固化配方通常含0.5%～2.0%（质量分数）的有机锡化合物。锡原子的配位体可以是烷基、烷氧基或羧酸根离子的组合。
5.1.3交联剂
5.1.3.1双组分，加成型固化配方交联剂为结构如图2所示的聚合物，其中R通常为一个甲基或一个氢基，这样每个链至少可提供官能度为2.0的SiH基团，t、\为大于等于0的整数。为防止链的扩展，含乙烯基聚合物或含SiH交联剂的官能度应至少为3.0。
因为交联剂和功能（含乙烯基）聚合物两者的结构多种多样，在配方中规定交联剂用量范围是没有意义的。不过，当有机硅弹性体加成固化的两组分按制造商推荐的比例混合时，交联剂中SiH基化学4
计量要超过不饱和烃基的量。
图2典型的聚合交联剂
5.1.3.2单组分RTV和双组分加成型固化配方交联剂可能是有机硅小分子化合物，其通式如下：RSi(OR\)4-1
式中：
R——除苯基以外的有机基团；
OR”—烷氧基、乙酰氧基、酮基等可水解基团。5.1.3.3过氧化物硫化的弹性体
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（1）
有机过氧化物交联剂参与交联反应，但不直接参与构成交联网络。过氧化物的量可小于总配方的1%（质量分数），也可达到其2倍。这些过氧化物的分解速度取决于温度，分解后形成自由基从有机硅主链的烷基上夺取氢原子，重新组合形成一个有机硅的交联网。常用的过氧化物为2，4-二氯过氧化苯甲酰，其分解的结果是形成少量的多氯联苯和其他的催化剂分解副产物，应在固化弹性体的二段硫化过程中除去这些副产物。
5.1.4填充剂
5.1.4.1总则
市售的高纯度的无定型二氧化硅有气相二氧化硅或沉淀二氧化硅。这种二氧化硅可用分子式为MesSiX或Me2SiXz（X是一个可水解的基团）的硅烷进行处理，或者用一个或多个分子式为HOMezSiO（SiMezO）（SiMeRO）SiMezOH(R是一个甲基或一个不饱和烷基）的硅氧烷齐聚物进行处理。加人适量的填充剂可获得期望的物理性能。填充剂的用量取决于气相二氧化硅的处理方式，处理程度及其表面积。也可选择结晶的石英化合物（如研磨成细沫的沙子）作填充剂，有时也使用二氧化硅含量约为88%的硅藻土。
5.1.4.2填充剂的处理剂
在弹性体配方配制过程中添加的材料，用以处理二氧化硅的表面。这些材料可使弹性体性能稳定并提高二氧化硅的承载，因此可获得更好的补强作用。常用的填充剂的处理剂为端基为硅羟基的聚硅氧烷，或可被水解形成硅羟基的硅氧烷（如5.1.4所述）。用这些材料来处理或处理气相二氧化硅微粒的高活性表面。通过氢键的结合或与二氧化硅表面活性硅羟基的化学反应生成共价键。填充剂的处理剂优先与二氧化硅表面反应，避免了与大分子量的聚合物主体发生类似的相互反应，因此使得未固化弹性体的起结（即结构化)为最小，并使固化后弹性体的硬度发生变化(否则就会发生）为最小。5.1.5添加剂
通常含金属（如锁、钛或钙）盐或金属氧化物的各类材料。5
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5.1.6抑制剂
能降低交联速度的一种物质或儿种物质的混合物。通常含一个不饱和烃基，能与交联剂发生硅氢化（加成）反应。抑制剂是任何适宜的含碳、氢、氧和硅元素的化合物。5.1.7溶剂
与未固化的弹性体混合使其分散的一种液体。通常是甲苯或二甲苯，但也可以是石油醚等含碳、氢、氧，或硅元素的化合物。
6包装、标签和贮存
6.1应以适当的包装形式供应未固化的医用有机硅弹性体各组分，以防止在通常的运输和贮存条件中受到污染，或在包装货架上发生混杂。6.2应对所有的包装进行标记以识别制造商、具体产品名称、批号。6.3产品供应商应提供推荐的产品贮存条件和产品质保单。7健康和安全性
7.1因为本指南仅适用于未固化的有机硅弹性体，但大多数的有机硅弹性体在其最终使用时被固化，使用这些材料所涉及的健康和安全问题主要存在于操作过程中眼、皮肤和呼吸接触。7.2每种类型的填充剂本身都有相应的危害。一般不予考虑对呼吸的潜在影响，因为在合成材料中填充剂不易向空气中扩散。
7.3催化剂可能具有某些毒理学影响，这取决于其浓度、形态和类型。抑制剂通常在固化过程中挥发或参与形成弹性网络，或考虑到其用量，一般可以忽略其毒理学影响。7.4应按其预期应用对最终器械进行试验以确定其预期使用的适宜性（即生物相容性）。固化后有机硅弹性体的生物相容性信息是器械组件选择的最重要的因素，其制备、灭菌和试验条件也是特定的。7.5如果未固化的有机硅弹性体直接用于人体，并在使用部位固化，应要考虑配方成分和固化副产物。某些弹性体所用的固化体系，可产生引起局部组织致敏反应的有机化合物。7.6只有从确定配方到进行生产都是从其成分人手，并符合公认的质量标准（如YY0287或GB/T19001)和现行质量体系法规（如生产管理规范GMP)，未固化材料的毒理学试验数据才有意义。8灭菌
8.1制造商可以提供无菌的未固化有机硅弹性体，或者可以向制作者推荐灭菌方法。这些灭菌方法在使用前宜进行确认。
8.2环氧乙烷易溶于有机硅。如果用环氧乙烷灭菌，使用者应进行试验以确保环氧乙烷残留量处在可接受水平。可参见GB/T16886.7。8.3因为高压蒸汽灭菌会导致制作困难，所以对未固化弹性体，凝胶和泡沫，很少使用而且也不推荐使用高压蒸汽灭菌。对制作后弹性体制成的器械更常采用蒸汽灭菌，所以在此不讨论关于未固化弹性体蒸汽灭菌的具体细节。
8.4对未固化弹性体、凝胶和泡沫，较少使用而且也不推荐使用辐射灭菌。有关辐射灭菌的其他信息见本指南的第2部分。
9质量控制规范
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9.1宜使用质量控制程序对有机硅弹性体进行设计和生产，建议按YY0287或GB/T19001标准。也可用针对批接受要求对产品性能的批间差（确定在合理窄的水平上）进行监视，来确定批的可接受性。
9.2当未固化有机硅弹性体的配方、试验方法，技术规范或包装发生改变时，制造商应告知客户。并应提供每一改变的具体情况和识别方法。9.3应按有关质量标准进行灭菌，如：GB/T16886.7医疗器械生物学评价第7部分：环氧乙烷灭菌残留量GB18278医疗保健产品的灭菌确认和常规控制要求工业湿热灭菌GB18279医疗器械环氧乙烷灭菌确认与常规控制GB18280医疗保健产品的灭菌确认和常规控制要求辐射灭菌GB19973.1医疗器械灭菌微生物学方法第1部分：产品微生物总数的估计ASSI/AAMIST50干热（热空气）灭菌器YY/T0818.1—2010
参考文献
GB/T16175医用有机硅材料生物学评价试验方法YY/T0818.1-2010
打印日期：2012年2月22日F009A版权专有侵权必究
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