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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2022-06-18 00:08
# 概述
為了防止醫(yī)療器械在臨床使用時(shí)引起不良反應(yīng),醫(yī)療器械生產(chǎn)商需要根據(jù)ISO或者GB/T提供的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生物相容性評(píng)估。作為生物相容性測(cè)試的重要組成部分,體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)具有通用性,廣泛適用于各種醫(yī)療器械和材料的評(píng)價(jià)。該測(cè)試并不是單一的試驗(yàn)方法,而是規(guī)定一個(gè)試驗(yàn)方案,需要在一系列試驗(yàn)步驟中判斷,以選出最合適的試驗(yàn)。細(xì)胞毒性根據(jù)檢測(cè)終點(diǎn)可以分為:形態(tài)觀察,細(xì)胞增殖,細(xì)胞代謝。常見(jiàn)的細(xì)胞毒性試驗(yàn)有:細(xì)胞 MEM 洗脫試驗(yàn),MTT細(xì)胞毒性試驗(yàn),直接接觸法細(xì)胞毒性試驗(yàn),中性紅攝取細(xì)胞毒性試驗(yàn),克隆形成細(xì)胞毒性試驗(yàn),瓊脂擴(kuò)散法細(xì)胞毒性試驗(yàn),相對(duì)增殖度法細(xì)胞毒性試驗(yàn),XTT細(xì)胞毒性試驗(yàn)等。

培養(yǎng)中的細(xì)胞
細(xì)胞毒性的判斷
細(xì)胞毒性測(cè)試是最常用的生物相容性測(cè)試,主要測(cè)試化學(xué)物質(zhì)存在于浸提液中的化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)對(duì)細(xì)胞的形態(tài)、增殖等方面產(chǎn)生的影響。根據(jù)GB 16886.1標(biāo)準(zhǔn),無(wú)論臨床用途如何,只要與人直接或間接接觸,該測(cè)試是推薦做的。在眾多生物相容性測(cè)試中,細(xì)胞毒性試驗(yàn)成本低,測(cè)試較為簡(jiǎn)單,周期相對(duì)短,并且不必使用動(dòng)物。但是該項(xiàng)測(cè)試因一般使用體外細(xì)胞系,測(cè)試系統(tǒng)非常敏感,在生物相容性測(cè)試失敗的產(chǎn)品案例中細(xì)胞毒性占多數(shù),所以生產(chǎn)商應(yīng)當(dāng)對(duì)該項(xiàng)試驗(yàn)格外重視。在ISO, GB/T, USP,YBB, ASTM中均有具體的細(xì)胞毒性測(cè)試方法,所謂細(xì)胞毒性陽(yáng)性或者失敗,全面的說(shuō)法應(yīng)該是在哪一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下哪一個(gè)試驗(yàn)類型中測(cè)試結(jié)果為陽(yáng)性。
常見(jiàn)的細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果判定總結(jié)如下:


MTT 細(xì)胞毒性試驗(yàn)顯色
影響細(xì)胞毒性的因素舉例
pH
由于大多數(shù)細(xì)胞適宜生存的pH為7.2-7.4,偏離此范圍可能對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)將產(chǎn)生有害的影響。產(chǎn)品生產(chǎn)或者加工工藝中引入的酸或者堿都會(huì)通過(guò)浸提進(jìn)入培養(yǎng)基。一般細(xì)胞毒性試驗(yàn)使用的貼壁細(xì)胞如L-929,會(huì)因pH的波動(dòng)停止生長(zhǎng)或者出現(xiàn)形態(tài)變圓、皺縮,從而表現(xiàn)出顯著細(xì)胞毒性。
金屬
用于醫(yī)療器械制造的金屬,如銅、鉻和鋅,是人體某些酶發(fā)揮作用所必需的。然而,在較高的劑量或者通過(guò)某些途徑暴露時(shí),這些金屬可能導(dǎo)致中毒,在體內(nèi)引起局部和全身的不良反應(yīng)。鎘,鈷、鎳、鋁和鈦離子已被證明具有誘變作用,并根據(jù)暴露的劑量和途徑被歸為具有可能或已證明的致癌元素。金屬離子往往還是影響細(xì)胞滲透壓的主要因素。病患接觸到的金屬/化合物的劑量決定了該金屬/化合物是否會(huì)引起毒性,是否含有該類成分不是引起毒性的充分條件。金屬離子會(huì)氧化攻擊細(xì)胞內(nèi)部的重要結(jié)構(gòu)成分,產(chǎn)生活性自由基(例如,活性氧或氮物質(zhì)),可以對(duì)細(xì)胞核、蛋白質(zhì)、和/或脂質(zhì)產(chǎn)生毒性。例如,Cr顯示為強(qiáng)效羥基自由基金屬,會(huì)導(dǎo)致DNA鏈斷裂。然而值得注意的是,六價(jià)鉻比三價(jià)鉻遺傳毒性高四倍,研究表明一些金屬離子,如Co和 Ni,可以直接與 DNA 聚合酶結(jié)合,或者影響其保真度增加將不正確的核苷酸摻入新合成的 DNA鏈的幾率。金屬離子導(dǎo)致細(xì)胞毒性有很多途徑,目前仍在研究中。如下是常見(jiàn)金屬離子在L929細(xì)胞系中的IC50信息[8]。

增塑劑
市場(chǎng)上許多醫(yī)療器械是塑料制品如血袋,管路,注射器,該類產(chǎn)品絕大部分需要是要加增塑劑,如鄰苯二甲酸物質(zhì),丙二酚,以增加柔韌性和彈性。鄰苯二甲酸酯(DEHP)及其代謝產(chǎn)物會(huì)引起一定毒性如內(nèi)分泌紊亂。其替代物還有對(duì)苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHT),偏苯三酸三辛酯(TOTM),非鄰苯二甲酸類還有1,2-環(huán)己烷二甲酸二異壬酯(DINCH)、雙(2-乙基己基)己二酸、乙?;鶛幟仕崛□サ?。每一種增塑劑從材料中遷移的速率取決于增塑劑和嵌入塑料的特性。不同增塑劑在50%乙醇溶液中從PVC管中提取的遷移率有很大差異,TOTM的釋放率比DEHP低20倍。DEHT從PVC浸提出的速度比DEHP小三倍。根據(jù)于醫(yī)療器械的特性,其他因素也可能影響塑化劑的釋放,如PVC輸液管路的流速。
最常見(jiàn)的MEHPs,對(duì)苯二甲酸單(2-乙基己基)酯,2-乙基己二酸單-2-乙基己二酸,單-鄰苯二甲酸異壬基酯,會(huì)比母體增塑劑(DEHP, DINP和DINCH)更容易引起 對(duì)L929細(xì)胞更強(qiáng)的細(xì)胞毒性表現(xiàn)。MEHPs已被證明在濃度低至0.01 mg/mL(10µg/mL或10 ppm)時(shí)就可能影響細(xì)胞活力[8]。
增塑劑舉例及其IC50數(shù)據(jù)信息見(jiàn)下表:

滲透壓
滲透壓是溶液本身的一種性質(zhì),所謂溶液滲透壓,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),是指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力。溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目,溶質(zhì)微粒越多,即溶液濃度越高,對(duì)水的吸引力越大,溶液滲透壓越高;反過(guò)來(lái),溶液微粒少,即溶液濃度越低,溶液滲透壓越低。一般來(lái)說(shuō)可溶物均對(duì)滲透壓有一定的影響。常規(guī)培養(yǎng)基能夠給細(xì)胞毒性試驗(yàn)所用的細(xì)胞系穩(wěn)定的增殖環(huán)境,但是當(dāng)醫(yī)療器械浸提液將此平衡打破,細(xì)胞的正常增殖將會(huì)受到影響,因此沒(méi)有高毒性或者特定毒性機(jī)制的金屬離子,酸根離子等也會(huì)在某些濃度影響細(xì)胞毒性。
如何看待細(xì)胞毒性

因毒性皺縮變圓的細(xì)胞
作為一個(gè)較為敏感的檢測(cè)終點(diǎn),是否能通過(guò)細(xì)胞毒性測(cè)試是監(jiān)管高度關(guān)注的問(wèn)題。醫(yī)療器械可能含有醛類、醇類、金屬離子、增塑劑或其他可能對(duì)其產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用的材料,這些細(xì)胞毒性試驗(yàn)的結(jié)果說(shuō)明了是細(xì)胞在接觸對(duì)某些化學(xué)物質(zhì)有很大的反應(yīng)。然而,這些效應(yīng)并不總是與體內(nèi)全身毒性或臨床效應(yīng)相關(guān),盡管細(xì)胞毒性試驗(yàn)有一定的局限,但它是一項(xiàng)強(qiáng)制性試驗(yàn),在提交市場(chǎng)許可之前,必須對(duì)每個(gè)醫(yī)療器械進(jìn)行測(cè)試。如直接接觸法細(xì)胞毒性試驗(yàn)、克隆形成法細(xì)胞毒性試驗(yàn)、如MEM洗脫試驗(yàn)、中性紅試驗(yàn)和MTT試驗(yàn),可以提供有價(jià)值的體外細(xì)胞毒性的數(shù)據(jù),但往往高估了可能引起的體內(nèi)不良反應(yīng),因此并不總是準(zhǔn)確有效的對(duì)應(yīng)臨床反應(yīng)?;诩?xì)胞的測(cè)試方法所表現(xiàn)出的毒性不一定說(shuō)明在動(dòng)物體內(nèi)或者臨床患者身上引起毒性,例如,一些醫(yī)療器械浸提出的可溶性金屬離子(例如,鈉、銅、鎳)通過(guò)改變細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性;但是這些離子在臨床上患者的耐受性可能足夠高其影響可忽略不計(jì)。在這些情況下,可通過(guò)分析化學(xué)方法,如化學(xué)表征(可浸提/瀝濾物測(cè)試),結(jié)合已發(fā)表、同行評(píng)議的科學(xué)論文的現(xiàn)有毒性數(shù)據(jù),分析原因,分析試驗(yàn)方法,為患者提供一個(gè)毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)和臨床安全的評(píng)估。

來(lái)源:藥明康德醫(yī)療器械測(cè)試平