幾種血液灌流吸附劑的溶血及凝血性能測定

施文濤 張 雯

長沙市岳麓區(qū)中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410083

幾種血液灌流吸附劑的溶血及凝血性能測定

施文濤 張 雯

長沙市岳麓區(qū)中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410083

本文測定了幾種血液灌流器吸附劑的溶血性能及凝血性能，評估吸附劑的血液相容性。選取臨床上應(yīng)用于治療的4種血液灌流器按照GB/T 16886.4-2003中的規(guī)定進(jìn)行溶血試驗，實驗結(jié)果顯示出MG吸附劑、HA吸附劑、YQ吸附劑及活性炭吸附劑的溶血率分別為0.45%、6.82%、7.75%、9.92%；MG吸附劑的溶血率最低。凝血試驗結(jié)果表明吸附劑抗凝血性能的順序為：MG吸附劑＞YQ吸附劑＞HA吸附劑＞活性炭吸附劑，其中MG吸附劑的抗凝效果最好。根據(jù)溶血試驗和凝血試驗可推斷MG吸附劑對血細(xì)胞的破壞較小，其血液相容性良好，符合醫(yī)用材料的要求。

血液灌流；吸附劑；溶血；凝血；測定

良好的血液相容性是對血液灌流器吸附劑的基本要求。血液相容性是指材料與血液接觸時，不引起凝血及血小板的粘附和凝聚和補體的活化，沒有破壞血液的有形成分的溶血現(xiàn)象，根據(jù)吸附材料的特性和與體外血液灌流的接觸方式，吸附材料研究以血液相容性更為重要［1］。血液相容性是決定吸附材料能否用于臨床的關(guān)鍵。生物血液相容性不佳會引起不良的生物學(xué)反應(yīng)，對患者健康造成嚴(yán)重的不良影響［2］。從最早的活性炭直接進(jìn)行血液灌流，出現(xiàn)了血細(xì)胞破壞嚴(yán)重、血壓下降、血小板降低等副反應(yīng)，到對活性炭進(jìn)行包膜改善血液相容性［3］。包膜材料從親水聚合物如聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚乙烯醇、火棉膠到仿生材料的開發(fā)如聚磷腈等［4］；從選用機(jī)械性能好的合成高分子聚合物吸附劑，相對特異性吸附致病物質(zhì)到直接選用天然改性高分子材料如纖維素、瓊脂糖和殼聚糖，經(jīng)過固載配基特異性吸附血液中致病物質(zhì)，減少非特異性［5］。人們對血液灌流吸附劑的生物相容性有了深入的認(rèn)識，也形成了相對提高生物相容性的方法。血液灌流器屬于血液特異性物質(zhì)吸附器械類，按照醫(yī)療器械生物學(xué)試驗評價指南的要求需要進(jìn)行凝血、血小板、血液學(xué)（溶血）、補體系統(tǒng)試驗［6］。本文研究了臨床應(yīng)用的幾種血液灌流器的吸附劑的凝血，溶血性能，旨在評價其吸附劑血液相容性并評估吸附劑的安全性，而這類研究未見其他文獻(xiàn)報道。

1 實驗方法

1.1 實驗儀器及藥品

注射生理鹽水；注射水；草酸鉀（分析純，天津金匯太亞化學(xué)試劑有限公司）；枸櫞酸鈉；枸櫞酸；葡萄糖；無水氯化鈣；水浴恒溫震蕩槽（SHA-CA，金壇市精達(dá)儀器制造廠）；醫(yī)用離心機(jī)（800B，上海安亭科學(xué)儀器廠）；紫外可見光分光光度計（UV1801，島津（中國）有限公司）；真空循環(huán)水泵（SHB-ⅢA，上海知信實驗儀器技術(shù)有限公司）；電子天平（XT220A，普利賽斯（上海）有限公司）；移液槍（BR704174，德國BRAND）；

血液灌流器吸附劑：MG吸附劑（佛山市博新生物科技有限公司），HA吸附劑（珠海健帆生物科技有限公司），YQ吸附劑（天津市陽權(quán)醫(yī)療器械有限公司），活性炭吸附劑（淄博康貝醫(yī)療器械有限公司）；

1.2 新鮮抗凝血的制備

1.2.1 抗凝血根據(jù)實驗用血量取人血5.0 ml后加入0.25 ml 20 g/L草酸鉀溶液（20∶1），輕輕搖勻即得新鮮抗凝血液，備用。

1.2.2 ACD全血每100 ml全血中加入ACD保養(yǎng)液25 ml，可保存3～4周。ACD保養(yǎng)液（每100 ml中含枸櫞酸鈉1.33 g，枸櫞酸0.47 g，葡萄糖3.00 g）。血庫中作為血液保藏。

1.3 吸附劑溶血性能試驗方法

參照按GB/T 16886.4-2003中的規(guī)定進(jìn)行試驗。取一定量的吸附劑置于砂芯漏斗中，用注射水洗滌數(shù)次后真空循環(huán)水泵抽濾10 min（使吸附劑盡可能干燥），接著用電子天平稱取5 g吸附劑，共3份。將稱好的吸附劑分別放入試管并加入生理鹽水10 ml；10 ml同批生理鹽水加入空試管中作為陰性對照組，平行操作3管；10 ml同批注射水加入空試管中作為陽性對照組，平行操作3管。全部試管放入（37±1）℃恒溫水浴鍋恒溫30 min后往每支試管加入0.20 ml新鮮抗凝血（見2.2.1），輕輕混勻，再置于（37±1）℃恒溫水浴鍋恒溫60 min，取出試管內(nèi)液體以4000 rpm的轉(zhuǎn)速離心5 min。離心結(jié)束后用吸管取上清液置于紫外可見光分光光度計中，以注射水作為參比液在波長545 nm處測定其吸光度。記錄數(shù)據(jù)并計算溶血率。

1.4 吸附劑凝血性能試驗方法［7］

用量筒取1.0 ml吸附劑置于50 ml小錐形瓶中，取5組并用注射水洗滌兩次。加入10 ml生理鹽水后放入37 ℃恒溫10 min，取出錐形瓶吸干水分后用移液槍移取0.25 ml ACD全血（見1.2.2）加入瓶中，輕輕搖晃錐形瓶，使血液盡量與吸附劑接觸。接著恒溫5 min，取出，錐形瓶往里注入0.02 ml 0.20 mol/L CaCl2水溶液，開始計時，輕輕搖晃錐形瓶1 min，使CaCl2水溶液與血液混合均勻。同樣的方法取12個50 ml錐形瓶，其中6個不加吸附劑及0.20 mol/L CaCl2水溶液作為陰性對照，6個僅加入0.20 mol/L CaCl2水溶液作為陽性對照。試樣設(shè)定5個時間間隔（10 min，20 min，30 min，40 min，50 min，60 min），到預(yù)定時間后取出錐形瓶，向瓶中加入50 ml注射水并輕輕搖晃錐形瓶2 min，讓未凝的血均勻分散。取上清液于紫外可見光分光光度計在波長540 nm處測定其吸光度。繪制時間-凝血曲線。

1.5 計算公式

分別計算樹脂和對照組的吸光度的平均值。陰性對照組的吸光度應(yīng)不大于0.03，陽性對照組的吸光度應(yīng)為（0.8±0.3），否組應(yīng)重新試驗。溶血率按下面公式計算：

表1 吸附劑溶血試驗測定結(jié)果

式中HR為樹脂的溶血率；A為樹脂的吸光度；B為陰性對照組的吸光度；C為陽性對照組的吸光度；

2 結(jié)果

2.1 吸附劑溶血試驗測定結(jié)果

吸附劑溶血試驗測定結(jié)果見表1和圖1所示，按GB/T 16886.4-2003中的規(guī)定進(jìn)行試驗，要求血液灌流器的吸附劑的溶血率應(yīng)≤5%。從表中數(shù)據(jù)可以看出：MG吸附劑的溶血率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)和其他吸附劑，說明該吸附劑具有良好的血液相容性，對血細(xì)胞的破壞作用比較微弱。其原因為MG吸附劑采用化學(xué)接枝法在載體覆蓋了一層親水性良好的膜層，提高了載體的血液相容性，因而其溶血率低；而YQ吸附劑及HA吸附劑僅僅采用物理包膜的方式在載體表面覆蓋一層疏水膜，故其對血細(xì)胞的破壞相對嚴(yán)重，而活性炭吸附劑表面并未進(jìn)行包膜，因而起血液相容性最差，容易引起溶血。

2.2 吸附劑凝血性能測定結(jié)果

吸附劑凝血性能測定結(jié)果見圖1。隨著吸附劑與血液接觸的時間延遲，其吸光度越低，表明血液隨著時間的推移而慢慢凝固。吸光度越小說明其凝血情況越嚴(yán)重，其吸附劑的抗凝性能越差。從圖中可以看出抗凝性能順序為：MG吸附劑＞YQ吸附劑＞HA吸附劑＞活性炭吸附劑。其原因為吸附劑表面親水性很高時，表面就會有選擇地吸附白蛋白，親水性差的表面則易吸附纖維蛋白原和γ-球蛋白，而這兩種蛋白的吸附極易引起血小板的粘附與聚集，所以親水表面表現(xiàn)為較好的材料其抗凝血性也相對良好。MG吸附劑采用化學(xué)接枝法在載體覆蓋了一層親水性良好的膜層，提高了載體的血液相容性，因而其抗凝血性能良好。而YQ吸附劑及HA吸附劑僅僅采用物理包膜的方式在載體表面覆蓋一層疏水膜，故其抗凝性能一般，而活性炭吸附劑表面并未進(jìn)行包膜，因而起血液相容性最差，抗凝性能差，容易引起凝血。

圖2 吸附劑凝血性能測定結(jié)果

3 結(jié)論

溶血反映的是紅細(xì)胞溶解和血紅蛋白游離的程度，任何體內(nèi)使用的醫(yī)用材料，都具有造成體內(nèi)溶血的可能性，如果材料對體內(nèi)的溶血作用超過規(guī)定的限度，就會造成安全性問題，故必須對材料的溶血作用強(qiáng)制性限制規(guī)定。而溶血試驗是測定紅細(xì)胞溶解和血紅蛋白游離的程度，是對醫(yī)用材料和制品的體外溶血性進(jìn)行評價的體外實驗，由于本試驗?zāi)苊舾械胤从硺悠穼t細(xì)胞影響，因而是一項特別有意義的篩選實驗。GB/T 16886.4規(guī)定醫(yī)用制品的溶血率不大于5%時則符合醫(yī)用材料的溶血試驗要求，溶血率大于5%，則預(yù)示試驗材料有溶血作用。任何體內(nèi)使用的醫(yī)用材料，都具有造成凝血的可能性，發(fā)生凝血時，會造成栓塞和血液流通不暢，造成不安全。因為當(dāng)血液與各種外來異物接觸時，凝血因子活化，導(dǎo)致纖維蛋白凝膠形成，造成凝血現(xiàn)象。

判斷材料的血液相容性，通常從其抗凝血能力和不損傷血液成分功能兩方面考慮。前者即為材料表面抑制血管內(nèi)血液形成血栓的能力，后者即為材料對血液的溶血現(xiàn)象（紅細(xì)胞破壞）、血小板功能降低、白細(xì)胞暫時性減少、功能下降以及補體激活等血液生理功能的影響。因此，本文選取臨床上應(yīng)用的4種血液灌流器的吸附劑進(jìn)行的溶血率測定，發(fā)現(xiàn)只有MG吸附劑的溶血率符合醫(yī)用材料的溶血率的法定規(guī)定。通過凝血試驗發(fā)現(xiàn)MG吸附劑的抗凝血性能優(yōu)異，4種血液灌流吸附劑的抗凝血性能順序為：MG吸附劑＞YQ吸附劑＞HA吸附劑＞活性炭吸附劑。這些實驗數(shù)據(jù)將對臨床使用作為一個參考。

［1］MiehaelVS，CynthiaHG，MaudBG.Whatreallyisbloodcompatibility［J］.Biomater.Sci.PolymerEdn.2000，11（11）：1165-1182.

［2］沈健.生物醫(yī)用高分子材料的研制及其基礎(chǔ)研究［D］.江蘇：南京理工大學(xué)，2004：1-396.

［3］ChangTMS，MalavN.Removalofendogenousandex ogenoustoxinsbyamicroeneapsulatedabsorbent［J］. TransAmerSocArtiflntemOrgans，1970，16：141.

［4］YuanJiang，ZhangJun，ZangXiaoPeng，etal.Improvemento fbloodcompatibilityonthecellulosemembranesurfacebygraftingb etaines［J］.ColloidsandSurfacesB:Bioinlerfaees，2003（30）：147-155.

［5］JoseMG，LorenaB，F(xiàn)emandoL，etal.GlutaraldehydeinProteinImmobi-lization［J］.MethodsinBioteehnology，2006，22（5）：57-64.

［6］郝和平主編.醫(yī)療儀器生物學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)實施指南［M］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000：81-100.

［7］施文劍.幾種自制血液灌流吸附劑血液相容性對比研究［J］.湖南：中南大學(xué)，2008：9-10.

The Determination of Hemolysis Test and Coagulation of Several Kinds of HemoperfusionAbsorbents

SHI Wentao, ZHANG Wen Materials Science and Engineering of Central South University，Yuelu District，Changsha，Hunan 410083，in China

In this paper， the hemolysis and coagulation capability performance of several kinds of bemoperfusion adsorbents are determined and evaluatedits blood compatibility. Four kinds of hemoperfusionwhich applied in clinical treatment are carriedout in accordance with the provisions of GB/T 16886.4 2003 hemolysis test， the experiment result shows that the MG adsorbent， HA adsorbent， YQ adsorbent and activated carbon adsorbent hemolysis rate is 0.45%， 6.82%， 7.75% and 9.92% respectively;MG adsorbent has the lowest Hemolysis rate.Coagulation tests results show that the sequence of anticoagulant capability of adsorbent: adsorbent of MG ＞ adsorbent of HA ＞ adsorbent of YQ＞ activated carbon adsorbent。MG adsorbent has the best anticoagulant effect.According to the hemolysis test and blood coagulation test，we can conclude that MG adsorbent is suitable for the application of medical materials，because it has less damage to the blood cells and excellentblood compatibility.

Hemoperfusion；Absorbent；Hemolysis test；Coagulation；Determination

R459.5

B

1674-9316（2014）17-0083-04

10.3969/J.ISSN.1674-9316.2014.17.056