一次性使用導尿管細胞毒性試驗研究

侯 麗，曾冬明，王 昕，鄭秀娥

國家食品藥品監(jiān)督管理局濟南醫(yī)療器械質量監(jiān)督檢驗中心，山東省醫(yī)療器械生物學評價重點實驗室，濟南，250101

一次性使用導尿管細胞毒性試驗研究

【作 者】侯 麗，曾冬明，王 昕，鄭秀娥

國家食品藥品監(jiān)督管理局濟南醫(yī)療器械質量監(jiān)督檢驗中心，山東省醫(yī)療器械生物學評價重點實驗室，濟南，250101

為了進一步明確目前導尿管的毒性情況，對進行注冊檢測的一次性使用導尿管類產(chǎn)品進行了細胞毒性試驗評價，并就試驗方法與導尿管材質間的關系進行了分析。分析結果表明，在導尿管的上市檢測中加強細胞毒性的檢測，對于臨床導尿管的選擇，有著重要的指導意義。

導尿管；細胞毒性；尿道感染和狹窄

一次性使用導尿管是經(jīng)由尿道插入膀胱，通過吸附、負壓和虹吸等作用引流尿液出體外的管腔類產(chǎn)品。在我國，按照《醫(yī)療器械分類目錄》，其管理類別為 II 類。由于導尿管在臨床應用日益普遍，而且隨著醫(yī)療技術的不斷發(fā)展，導尿管的材質、種類和功能等日益增加，臨床出現(xiàn)粘膜損傷（刺激）、感染的問題也日益得到重視，因此應該對其安全性和有效性加以必要的控制。根據(jù)GB/T16886試驗選擇指南，導尿管屬于黏膜接觸類產(chǎn)品[1]，應進行的生物學評價試驗有粘膜刺激、皮膚致敏和細胞毒性等試驗，其中的細胞毒性試驗，早已被公認為是鑒別篩選具有良好生物相容性材料和最敏感的一種體外試驗方法。但由于導尿管材質不同，細胞毒性試驗結果差別很大。我們對2011下半年本實驗室檢測的一次性使用導尿管類產(chǎn)品進行了細胞毒性試驗評價，其結果可供該同類產(chǎn)品的注冊檢測和臨床選用導尿管作參考。

1 試驗樣品與方法

1.1 試驗樣品

本次進行細胞毒性研究的導尿管樣品量為34個，其中材質為硅橡膠和PVC的有9個，乳膠類（包括硅化乳膠導尿管）有25個，基本涵蓋了目前臨床使用中的主要導尿管種類。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品浸提液和對照浸提液的制備

1.2.1.1 樣品浸提液的制備

根據(jù)GB/T16886.12-2005標準，分別按4 g/20 ml（簡稱試驗一）和1.25 cm2/ml（簡稱試驗二）兩種浸提比例進行浸提[2]，設置三個濃度梯度分別為100%、50%和25%，浸提介質均為含血清細胞培養(yǎng)基，浸提溫度37±1oC，浸提時間72±2 h。

1.2.1.2 陰性和陽性對照

陰性對照物為高密度聚乙烯，購自Hatano Research Institute/Food and Drug Safety Center, Japan。

陽性對照物為0.25%ZDBC的聚氨酯，購自Hatano Research Institute/Food and Drug Safety Center, Japan。

按4 g/20 ml浸提介質（含血清細胞培養(yǎng)基）的比例，37±1oC浸提72±1 h。分別制備陰性、陽性對照供試液。

1.2.1.3 溶劑對照

將不含試驗材料的細胞培養(yǎng)液（含10%血清），于37±1oC中同法處理72±1 h。

1.2.2 試劑與細胞

MEM培養(yǎng)基，賽默飛世爾生物化學制品（北京）有限公司產(chǎn)品，批號為NWE0403，胎牛血清，杭州四季青生物工程材料有限公司產(chǎn)品，批號為100517，細胞：小鼠成纖維細胞L929，購自中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所。

1.2.3 試驗方法

按照ISO10993-5：2009醫(yī)療器械生物學評價 第5部分 體外細胞毒性試驗MTT法進行檢測[3]。

2 結果

根據(jù)本次試驗細胞毒性試驗結果，將導尿管大體分為兩類：按兩種浸提方法試驗結果均不大于1級，有硅橡膠和PVC類，共9個產(chǎn)品；按兩種浸提方法試驗結果均大于1級，有乳膠類（包括硅化乳膠），共25個產(chǎn)品。根據(jù)試驗結果的不同又分為以下兩組。

2.1 按0.2 g/ml的比例進行浸提時，細胞毒性試驗結果為在100%濃度為4級（50%濃度4級，25%濃度不大于2級）的有14個，占全部樣品的41.2%。而以上產(chǎn)品按1.25 cm2/ml的比例浸提時，細胞毒性結果明顯優(yōu)于上述結果：100%濃度大于2級（小于4級）的僅有4個（50%濃度大于2級2個，50%濃度1級2個），占全部樣品的11.8%；100%濃度不大于2級的有10個，占全部樣品的29.4%（如表1所示）。

表1 兩種不同浸提比例細胞毒性結果Tab.1 The cytotoxicity result of two different extraction ratios

2.2 按照0.2 g/ml的比例進行浸提時，細胞毒性試驗結果在100%濃度為4級（50%濃度4級，25%濃度大于2級）的有11個，占全部樣品的32.4%。而以上產(chǎn)品按1.25 cm2/ml的比例浸提時，100%濃度仍為4級的有9個，占全部樣品的26.5%（其中，50%濃度仍為4級的有3個，占8.8%）；100%濃度不大于2級的有2個，占全部樣品的5.9%（如表2所示）。

表2 兩種不同浸提比例細胞毒性結果Tab.2 The cytotoxicity result of two different extraction ratios

3 結果分析

3.1 浸提方法的選擇

根據(jù)本類產(chǎn)品的臨床使用特點，接觸人體的部位為外表面（內腔用來沖洗和引流尿液未接觸人體），因此我們在試驗時沒有將試驗材料加工成小段樣品或是選擇整體浸提，而是在無菌條件下選用合適的干凈的化學惰性的封閉容器做為浸提器具，只有導尿管外表面接觸浸提介質（導尿管兩端保持在浸提介質以上），將試驗系統(tǒng)對細胞毒性試驗結果的影響降低到最小限度，因而試驗系統(tǒng)對試驗結果的影響因素基本被排除。根據(jù)GB/T16886.12導尿管屬于不規(guī)則形狀固體器械，選擇0.2 g/ml的浸提比例。另外，考慮到樣品的管壁厚度能更客觀地反映試驗結果，我們在實驗中又選擇了1.25 cm2/ml的浸提比例。按照GB/T16886.5，由于含血清的細胞培養(yǎng)基既能支持細胞生長，又能做為極性和非極性浸提介質，故在本次研究中選擇含血清的細胞培養(yǎng)基作為浸提介質。為了盡可能地模擬臨床使用，將浸提時間延長至72±1 h。

由于硅橡膠和PVC材質的生物相容性較好，在兩次試驗結果中細胞毒性均不大于1級。而在試驗一（按0.2 g/ml的比例進行浸提）中，當浸提液濃度為100%和50%時，除了硅橡膠或PVC類材質外的導尿管細胞毒性結果均為4級，各種材質間試驗結果沒有差異。這顯然不利于不同材質毒性的篩選與樣品間毒性的分析判斷?？紤]到細胞毒性普遍偏大，因此將硅橡膠或PVC類材質外的導尿管的試驗濃度進一步稀釋，即選擇25%濃度又進行了試驗，結果出現(xiàn)了一定的分布性。在試驗二（按1.25 cm2/ml的比例進行浸提）中，試驗結果表明，硅橡膠或PVC類導尿管細胞毒性絕大多數(shù)仍為1級，甚至出現(xiàn)了0級的結果；其余材質的導尿管毒性較第一次試驗降低，47%導尿管的細胞毒性可小于4級，毒性4級的導尿管僅占導尿管產(chǎn)品的26.4%。進一步選擇25%濃度對這部分產(chǎn)品繼續(xù)試驗，全部導尿管均可達2級以下毒性。試驗結果充分反映出了不同材質導尿管間存在細胞毒性差異。

兩次試驗結果之間的差異表明，樣品制備是材料進行本試驗的關鍵步驟，試驗前必須詳細了解材料的性質，根據(jù)具體的樣品選擇合適的試驗方法，設定合適的試驗濃度梯度，能夠更真實、準確地反映樣品的毒性。

3.2 關于材質的分析

經(jīng)調查，我國醫(yī)院中使用的導尿管主要分為四類[4]：① 采用橡膠或有機物如聚氯乙烯( PVC)、聚氨酯( PU) 的導尿管，目前臨床使用較少；② 硅化乳膠導尿管，即在天然乳膠導尿管表面包被一層硅橡膠，以其適中的價格在臨床廣泛使用；③ 硅橡膠導尿管；④ 帶涂層導尿管，即在導尿管表面涂上抗菌涂層或改性的親水性材料。從我們實驗室2011年下半年注冊檢測的產(chǎn)品可以看出，目前我國生產(chǎn)和注冊硅橡膠導尿管的企業(yè)相對較少，乳膠類產(chǎn)品還占有較大的比例。另外，鑒于樣本量問題，本次研究沒有包括第四類導尿管。

在本次分析研究中可知，由于硅膠類和PVC類導尿管產(chǎn)品的生物相容性較好，細胞毒性試驗結果較為統(tǒng)一。在其它類導尿管中，相同材質的產(chǎn)品其細胞毒性結果大多數(shù)較為一致，但部分導尿管細胞毒性結果有較大差異。在按0.2 g/ml的比例浸提，濃度為25%進行試驗時，41.2%的導尿管細胞毒性為4級，32.4%的導尿管細胞毒性為為2級，其級差達兩級。這說明產(chǎn)品間同材不同質的現(xiàn)象較為明顯。這其中除了材料本身的細胞毒性外，生產(chǎn)過程中工藝、配料、助劑和添加劑使用比例不正確也會造成部分影響，即不同生產(chǎn)商或者不同品牌間的產(chǎn)品質量控制水平參差不齊。這就提示在我國當前情況下，在導尿管的注冊技術審評過程中（省級或國家級技術審評部門），對細胞毒性較大的導尿管類產(chǎn)品要根據(jù)檢測結果客觀地進行評價，既不能一味放寬本身細胞毒性較大材料的要求，又不能因為毒性較大拒絕產(chǎn)品的上市。評估樣品的毒性不能僅憑材質或工藝就作出結論，對每個樣品或樣品的每個組件的毒性評價，都必須以實驗數(shù)據(jù)為基礎。

據(jù)相關文獻報道[4-5]，導尿管留置于尿道后，毒性物質釋放，可引起尿道粘膜的化學性損傷，促使尿道感染和狹窄的發(fā)生。目前，在我國不同水平的醫(yī)療機構中，由于價格和認識的原因，需要長期留置導尿管的病人可能會選擇不同材質的產(chǎn)品。因此，在導尿管上市前進行細胞毒性的檢測，對導尿管的毒性大小進行評估，同時結合導尿管的理化性能進行綜合考慮，對于指導臨床選擇導尿管，從而減少尿道刺激、感染或狹窄的發(fā)生有著重要的現(xiàn)實意義。

[1] GB/T16886.1-2001, 醫(yī)療器械生物學評價第1部分: 評價與試驗[S].

[2] GB/T16886.12-2005, 醫(yī)療器械生物學評價第12部分: 樣品制備與參照樣品[S].

[3] ISO10993-5: 2009 醫(yī)療器械生物學評價 第5部分: 體外細胞毒性試驗[S].

[4] 許宏, 韋莉萍. 留置導尿相關感染的研究進展[J]. 護士進修雜志, 2005, 20 (1): 7-8.

[5] 陳策, 錢云程, 高清元. 留置導尿管致尿道狹窄107例[J], 人民軍醫(yī), 2000, 43(09): 510.

The Cytotoxicity Study of Sterile Urethral Catheter for Single Use

【W(wǎng)riters】Hou Li, Zeng Dongming, Wang Xin, Zheng Xiue

State Food and Drug Administration Jinan Quality Supervision and Inspection Center for Medical Devices. Key lab of

biological evaluation of medical devices of Shandong province ,Jinan, 250101 WTo further demonstrate the toxicity of the catheter, cytotoxicity evaluation was conducted in registration inspection products and the relationship between testing methods and materials were analyzed. This result showed that to strengthen cytotoxicity assay in registration inspection is important to choose catheter in clinic.

catheter, cytotoxicity, urinary tract infection and stricture

R318

B

10.3969/j.issn.1671-7104.2012.03.016

1671-7104(2012)03-0213-02

2012-01-16

侯麗，E-mail:521keren@sina.com