医用材料的整体毒性试验
医用材料的整体毒性是指被检材料与机体组织、体液接触时可能引起的整体性毒性反应。这种整体性反应可能是生理过程的变化,也可能是局部的病理改变,这些改变既可能是可逆的,也可能是不可逆的。而大部分不可逆损伤,如癌的发生,一般要在较长时间内重复接触才有可能产生。
从埋置局部吸收入血的生物活性物质,常引起急性生物效应,但若释放时间很长,也可能呈现亚急性或慢性反应。通常,有害因子的释放是在相对短的时间内发生的,因此不易发生慢性效应,只有某些较长期的降解产物,或者长期使用某些塑料包装的药品或生物制品才有可能产生慢性效应。
医用材料整体毒性的有无,取决于材料的物理化学特性、制作过程、添加剂的使用等因素。例如骨科常用的聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥,使用后常伴有低血压的出现,动脉压下降可超过15mmHg,这种情况特别是血容量不足的病人更为明显。近年来,由于方法学的改进,情况虽有改善,但单体释放和由此而引起的药理作用尚不能完全排除。
医用材料整体毒性试验对非水溶性高分子聚合物来说,目前各国均检测其浸出液在完整机体内的急性毒性。美国药典(1980)规定:实验动物一般选用健康小白鼠,体重17~23g,每次实验需用同一来源的动物。每种浸出液至少需用小鼠5只。采用常规方法饲养,食物饮水自由摄取。
浸出液常用者有以下四种:
❶氯化钠生理盐水注射液(0.85~0.95%);
❷5%酒精氯化钠生理盐水;
❸聚乙二醇-400;
❹植物油(精炼的芝麻油或棉子油)。
实验材料标本先行清洁。厚度<500μm者,取120cm2;>500μm者取60cm2。剪成0.3×5cm小条,为一份标本量,置试管内,加入欲制取的浸出液20ml。一种浸出液为一组,用三个试管,其中2个各加入一份标本,第三个为空白对照。密闭容器,依不同种塑料或金属对温度的耐受情况而采用不同温度和浸出时间:
❶50℃,72小时;
❷70℃,24小时;
❸121℃,1小时。在浸出过程中要不致使标本物理性质发生明显改变。浸出完毕后,应将其冷至室温,但不要低于22℃,用力振摇,然后用无菌操作将浸液移至另一个干燥的消毒试管内。贮存浸液的温度为22~30℃,超过24小时即不再使用。
按表1所列注射途径、剂量和速率给小鼠注射,其中聚乙二醇-400,在注射前应用4.6倍容积的生理盐液稀释,作成含聚乙二醇-400约200mg/ml。注射后立即于4、24、48、72小时观察动物。根据表2的判断标准观察动物轻、中、重中毒症状和死亡情况,记录观察结果。在注射后24、48、72小时称重量,并记录所有实验动物的体重。对所得结果,结合其他检测结果对材料是否符合医用标准作出判断。
表1 浸出物和空白对照注射途径和剂量
浸出物或空白对照 | 剂量 (每kg体重) | 注 射 |
途径 注射率ml/s |
氯化钠生理盐水 5%酒精生理盐水 聚乙二醇-400 植物油 | 50ml 50ml 10g 50ml | i.V. 0.1 i.V. 0.1 i.P i.P |
表2 急性整体毒性反应的表现和分类
反应分类 | 症 状 表 现 |
正常 轻 | 未出现明显体征 轻度不适,但没有运动减少、呼吸困难和腹部刺 激征 |
中 | 可见腹部刺激征,呼吸困难,运动减少,眼睑下 垂,腹泻,体重常降至15~17g |
重 | 可见衰竭,发绀,震颤或严重的腹部刺激征,睑 下垂,呼吸困难,体重可下降至<15g |
死亡 | 注射后死亡 |