生物材料血液相容性體外評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展

韓清臣 天津市濱海新區(qū)中醫(yī)醫(yī)院檢驗(yàn)科 （天津 300450）

內(nèi)容提要：目前主要采用體外、半體內(nèi)以及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)生物材料的血液相容性進(jìn)行評(píng)價(jià)。體外實(shí)驗(yàn)由于快速、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，在生物材料血液相容性初步篩選實(shí)驗(yàn)中得到了廣泛應(yīng)用。生物材料的表面化學(xué)性質(zhì)、總面積以及表面紋理等特性均會(huì)對(duì)其血液相容性產(chǎn)生影響。因此，生物材料體外血液相容性評(píng)價(jià)存在與生物材料研發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)。高效、快速、準(zhǔn)確的生物材料血液相容性評(píng)價(jià)方法有助于縮短生物材料研發(fā)周期。因此，近些年很多專家學(xué)者關(guān)于生物材料血液相容性體外評(píng)價(jià)開展了大量研究工作，并取得了一系列研究成果。文章將這些新進(jìn)展和新認(rèn)識(shí)進(jìn)行綜合，以期為生物材料血液相容性研究工作的開展提供借鑒。

生物材料血液相容性研究對(duì)于生物材料能否在臨床治療中進(jìn)行應(yīng)用具有重要意義。生物材料血液相容性體外評(píng)價(jià)由于操作簡(jiǎn)單、方便等優(yōu)點(diǎn)，在生物材料研發(fā)過程中得到了廣泛應(yīng)用。本文重點(diǎn)對(duì)近些年關(guān)于生物材料血液相容性體外評(píng)價(jià)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述如下。

1.血液與材料接觸模型的選取

在生物材料血液相容性體外評(píng)價(jià)研究接觸模型選取方面應(yīng)該盡量降低非待測(cè)材料對(duì)血液的激活作用，提高血液與材料的接觸面積，同時(shí)考慮評(píng)價(jià)方便快捷等方面[1,2]。通常在初期的血液相容性評(píng)價(jià)研究中主要采用相對(duì)簡(jiǎn)單的接觸模型[3]。而對(duì)于成型產(chǎn)品的體外血液相容性評(píng)價(jià)研究應(yīng)該盡量選用與臨床實(shí)際應(yīng)用相接近的接觸模型[4]。

2.檢測(cè)指標(biāo)與檢測(cè)方法

2.1 血液蛋白

生物材料與血液發(fā)生接觸之后，首先是血漿蛋白在生物材料表面黏附。因此血漿蛋白的種類和數(shù)量對(duì)后續(xù)血液中其他成分的激活具有重要影響[5]。目前關(guān)于纖維蛋白原、白蛋白以及免疫球蛋白的研究較為普遍。相關(guān)研究表明黏附的纖維蛋白原和免疫球蛋白對(duì)于血小板和白細(xì)胞的黏附激活具有促進(jìn)作用，而黏附的白蛋白對(duì)于血小板和白細(xì)胞的黏附激活具有抑制作用，能夠防止血栓的形成[6]。目前主要采用放射免疫法、酶聯(lián)免疫法、光反射干涉生物傳感器法、原子力顯微鏡法以及橢圓偏震術(shù)法等對(duì)生物材料表明黏附的血漿蛋白進(jìn)行檢測(cè)，其中光反射干涉生物傳感器法以及橢圓偏震術(shù)法等在黏附血漿蛋白檢測(cè)中具有實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、無損等特點(diǎn)[7]。

2.2 血小板

黏附在生物材料表明的血小板被激活后會(huì)發(fā)生聚集以及釋放效應(yīng)，其顆粒內(nèi)容物能夠?qū)е卵装Y的發(fā)生和血栓的形成[8]。比如P血栓球蛋白、血小板Q顆粒膜蛋白-140、血小板因子4以及凝血酶敏感蛋白等對(duì)于血栓的形成均具有促進(jìn)作用。而血小板膜磷脂代謝產(chǎn)物血栓烷A2具有收縮血管以及促進(jìn)血小板聚集的作用。相關(guān)研究表明可以通過檢測(cè)血栓烷A2來有效評(píng)價(jià)血小板的激活程度[9]。此外，血小板活化之后還可以產(chǎn)生大量的微粒，通過為凝血因子活化提供磷脂結(jié)合位點(diǎn)來激活凝血系統(tǒng)[10]。目前主要采用放射免疫法、酶聯(lián)免疫法、電鏡觀察法以及戊二醛誘導(dǎo)的熒光技術(shù)對(duì)直材料表明黏附的血小板進(jìn)行檢測(cè)；采用放射免疫法和酶聯(lián)免疫法對(duì)血小板活化后釋放的顆粒內(nèi)容物進(jìn)行檢測(cè)，其中P血栓球蛋白是目前公認(rèn)的評(píng)價(jià)血小板激活的敏感指標(biāo)[11]。

2.3 補(bǔ)體系統(tǒng)

生物材料與血液發(fā)生接觸之后，關(guān)于補(bǔ)體系統(tǒng)的激活目前存在一些爭(zhēng)議，主流觀點(diǎn)認(rèn)為補(bǔ)體系統(tǒng)是經(jīng)過替代途徑被有效激活，也有觀點(diǎn)認(rèn)為經(jīng)典途徑和替代途徑均參與了補(bǔ)體系統(tǒng)的激活[12]。比如在對(duì)缺乏C4的患者開展血液透析時(shí)，補(bǔ)體系統(tǒng)的激活存在明顯延遲。補(bǔ)體系統(tǒng)激活后會(huì)產(chǎn)生CIq以及C5b-9等物質(zhì)，其可以激活血小板和白細(xì)胞，容易導(dǎo)致炎癥和血栓的發(fā)生。目前對(duì)補(bǔ)體系統(tǒng)激活的檢測(cè)方法主要包括放射免疫法、酶聯(lián)免疫法以及CH50補(bǔ)體活性檢測(cè)法等[13]。近些年應(yīng)用較為廣泛的酶聯(lián)免疫流動(dòng)檢測(cè)方法，相比傳統(tǒng)酶聯(lián)免疫法可以通過硝化纖維膜對(duì)SDS中的蛋白含量進(jìn)行分析，進(jìn)而更好的評(píng)價(jià)補(bǔ)體系統(tǒng)的激活程度。

2.4 白細(xì)胞

目前研究認(rèn)為白細(xì)胞的激活機(jī)制可能與激肽釋放酶以及補(bǔ)體有關(guān)，還可能與血小板的激活有關(guān)。白細(xì)胞被激活之后會(huì)促進(jìn)多種細(xì)胞因子以及酶的釋放，其中蛋白酶對(duì)于纖維蛋白原以及膠原等均具有較強(qiáng)的水解作用，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷；而CD11b在細(xì)胞膜表面的增多能夠提高白細(xì)胞在內(nèi)皮細(xì)胞表面的黏附程度[14]。目前，主要采用白細(xì)胞計(jì)數(shù)法以及中性彈力酶的酶聯(lián)免疫法檢測(cè)法對(duì)白細(xì)胞激活進(jìn)行檢測(cè)[15]。

3.外界非待測(cè)材料對(duì)血液的激活

在開展生物材料血液相容性體外評(píng)價(jià)研究中，要有效防止外界非待測(cè)材料對(duì)血液的激活作用。一是要求供血者身體健康，無吸煙史，在兩周內(nèi)未服用對(duì)血液存在影響的相關(guān)藥物；二是采用19號(hào)蝴蝶針進(jìn)行采血，并且將初采的2mL血液丟棄，有效防止由于采血過程中組織損傷釋放的組織因子對(duì)血液進(jìn)行激活；三是生物材料與血液發(fā)生接觸之后，應(yīng)該在樣品中適當(dāng)添加抗凝劑，來防止補(bǔ)體系統(tǒng)或血小板的進(jìn)一步活化。

4.小結(jié)

基于以上分析，在生物材料血液相容性體外評(píng)價(jià)研究方面相關(guān)專家學(xué)者開展了大量的研究工作，取得了很大進(jìn)展。但是目前關(guān)于血液以生物材料接觸方式、相關(guān)的檢測(cè)指標(biāo)和檢測(cè)方法等方面尚未形成統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，有待于后續(xù)進(jìn)一步研究。