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為什么要選擇模擬血液的溶劑

在實(shí)際臨床使用過程中，醫(yī)療器械中的化學(xué)物質(zhì)（如抗氧劑、增塑劑等）可能會遷移到人體中，這些遷移物可能會對人體產(chǎn)生潛在的毒理學(xué)安全風(fēng)險(xiǎn)。然而人體血液是一種較為復(fù)雜的生物液體，其成分和性質(zhì)直接影響與醫(yī)療器械的相互作用，因此，選擇合適的模擬溶劑能夠更真實(shí)的反應(yīng)這種相互作用，有助于更好的預(yù)測實(shí)際應(yīng)用中的可能風(fēng)險(xiǎn)。其次，模擬溶劑能夠提供更為穩(wěn)定和可控的實(shí)驗(yàn)條件，與使用真實(shí)血液相比，能夠減少實(shí)驗(yàn)的變異性，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性。最后，使用血液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)不僅涉及到倫理和法規(guī)的問題，還具有較高的成本和操作復(fù)雜性。合適的模擬溶劑可以在一定程度上降低成本，并簡化實(shí)驗(yàn)的操作流程。

如何選擇合適的模擬血液的溶劑

Q1有哪些考慮因素呢？

1、pH值：血液的pH范圍通常在7.35到7.45之間，選擇的模擬血液溶劑應(yīng)能夠穩(wěn)定在這個(gè)范圍內(nèi)，以保持與真實(shí)血液相似的酸堿平衡。如pH 7.4磷酸緩沖溶液。

2、離子強(qiáng)度：血液中的離子濃度對于維持細(xì)胞功能和生理過程至關(guān)重要。一般來說，血液中主要的電解質(zhì)包括鈉、鉀、氯等。模擬血液的溶劑應(yīng)考慮這些主要離子的濃度和組成，以確保實(shí)驗(yàn)中的電解質(zhì)環(huán)境與生理血液接近。

3、極性：血液是一個(gè)復(fù)雜的液體，含有水溶性物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、糖類、電解質(zhì)）和脂質(zhì)成分（如脂蛋白）。選擇的模擬血液溶劑應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臉O性特性，以能夠溶解和穩(wěn)定這些不同類型的成分。比如，水性溶劑體系（如生理鹽水或Ringer液）適合模擬水溶性成分的相互作用，而乙醇-水混合溶劑則可以模擬脂溶性物質(zhì)的影響。

Q2怎樣的醇/水比例更為合適呢？

1、 Haishima等人比較了不同比例的乙醇/水溶液和牛血清對聚合材料中雙酚A的提取能力，研究表明17.2%乙醇/水溶液對于血液透析器中的雙酚A的提取能力與牛血清相當(dāng)?！?】

2、 Luo等人比較了3組健康人類血液和溶液密度為0.9378g/mL乙醇/水對鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）的提取能力，研究表明乙醇/水的提取能力（約2.84 mg）遠(yuǎn)高于血液的提取能力（約0.068~0.110 mg）。這也表明如果使用高濃度乙醇/水對DEHP進(jìn)行提取時(shí)，提取量接近或超出限值不一定能完全轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)際使用中患者受到的DEHP暴露量，而需進(jìn)一步進(jìn)行研究。【2】

3、 Jenke等人基于聚氯乙烯（PVC）中浸提出的鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）水平與乙醇/水浸提溶劑中乙醇比例的相關(guān)性，開發(fā)了模擬溶劑強(qiáng)度的模型，用以預(yù)測不同比例的乙醇/水的提取能力。軟件預(yù)測，46%乙醇/水模擬溶劑用于替代血液和血液組分是合適的?！?】

4、 ISO 10993-18:2020中也給出建議“40%乙醇/水混合物被認(rèn)為是血液和血液相關(guān)物質(zhì)（包括血清）的合適替代物”?！?】

5、 Li等人使用Abraham溶劑化參數(shù)模型，即根據(jù)溶質(zhì)-溶劑相互作用（極化性、偶極性、氫鍵和空腔形成）準(zhǔn)確表征色譜系統(tǒng)的選擇性，研究發(fā)現(xiàn)，60%乙醇/水和50%乙醇/水可以作為醫(yī)療器械化學(xué)表征研究中適宜的模擬血液的溶劑?！?】

6、 Jordi等人比較了不同比例的醇/水溶液，牛血和生理鹽水對血液透析器中較為常見的化合物的提取能力，研究表明20%乙醇/水可以滿足對血液提取能力的合理的最壞的情況模擬，且通過研究表明常見的與血液直接接觸的器械（如導(dǎo)管，尿道支架等）對二元溶液中的醇基本無吸收?！?】

結(jié)語

因此，如何選擇合適的模擬血液的溶劑對準(zhǔn)確評估器械臨床使用條件下的風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。這就需要專業(yè)人員針對器械的類型、器械材料和實(shí)際臨床使用條件，選擇合適的溶劑來評估安全性風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

【1】Haishima, Y.; Hayashi, Y.; Yagami, T.; Nakamura, A., Elution of bisphenol_A from hemodialyzers consisting of polycarbonate and polysulfone resins. Journal of Biomedical Materials Research 2001, 58 (2), 209-215.

【2】Luo, H.; Sun, G.; Shi, Y.; Shen, Y.; Xu, K., Evaluation of the Di (2-ethylhexyl) phthalate released from polyvinyl chloride medical devices that contact blood. SpringerPlus 2014, 3 (1), 58.

【3】Jenke, D.; Liu, N.; Hua, Y.; Swanson, S.; Bogseth, R., A Means of Establishing and Justifying Binary Ethanol/Water Mixtures as Simulating Solvents in Extractables Studies.

【4】ISO 10993-18:2020 Biological Evaluation of Medical Devices – Part 18: Chemical Characterization of medical device materials within a risk management process. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology 2015, 69 (3), 366-382.

【5】Li, J., Evaluation of blood simulating solvents in extractables and leachables testing for chemical characterization of medical devices based on Abraham general solvation model. Journal of Molecular Liquids 2022, 345, 116995.

【6】Jordi, M.; Meade, T.; Rowland, K.; Ho, C.; Tocher, J.; Liu, W., Comparison of Binary Alcohol/Water Solvent Systems to Blood for Extractions of Blood-Contacting Medical Devices. PDA Journal of Pharmaceutical Science and Technology 2024, 78 (3), 212-213.