一種國(guó)產(chǎn)新型子宮填塞球囊導(dǎo)管的生物相容性研究

河南省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所 （河南省醫(yī)療器械檢驗(yàn)檢測(cè)工程技術(shù)研究中心，河南省醫(yī)療器械生物技術(shù)與應(yīng)用工程研究中心）生物檢測(cè)室，河南 鄭州 450000

引言

產(chǎn)后出血（Postpartum Hemorrhage，PPH）是孕產(chǎn)婦死亡的主要原因[1-2]。PPH一般發(fā)生在產(chǎn)后2 h以內(nèi)，是分娩期間最危險(xiǎn)的并發(fā)癥狀之一，嚴(yán)重危及產(chǎn)婦的生命[3-4]。在按摩子宮及使用宮縮劑等方法不能有效加強(qiáng)宮縮、減少出血時(shí)，則需要進(jìn)行宮腔填塞、B-Lynch法縫合、子宮動(dòng)脈栓塞、結(jié)扎及全子宮摘除等手段進(jìn)行止血[5-6]。然而，這些止血方法往往不能達(dá)到預(yù)期止血效果，或者會(huì)對(duì)孕產(chǎn)婦造成嚴(yán)重的不可逆損傷。在使用子宮填塞球囊導(dǎo)管進(jìn)行壓迫止血操作時(shí)，將導(dǎo)管的球囊部位放置在產(chǎn)婦子宮內(nèi)，由于球囊具有較強(qiáng)的可塑性，向球囊內(nèi)注入液體時(shí)可使其與子宮內(nèi)腔緊密貼合，球囊體繼續(xù)充盈產(chǎn)生的高靜水壓力可達(dá)到較好的止血作用[7-9]。而且該方法對(duì)操作者的技能要求不高，醫(yī)生在B超幫助下即可在首次使用時(shí)順利完成操作，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想的止血效果[10]。該方法既避免了侵入性治療給孕產(chǎn)婦帶來的痛苦，又能及時(shí)有效地觀察和控制產(chǎn)婦的出血量。

自2006年美國(guó)FDA批準(zhǔn)的Bakri子宮填塞球囊導(dǎo)管上市以來，國(guó)外陸續(xù)有多款用于宮腔止血的填塞球囊導(dǎo)管產(chǎn)品面世，如Belfort-Dildy產(chǎn)科填塞系統(tǒng)、BT-Cath子宮填塞球囊導(dǎo)管等[11-12]。子宮填塞球囊導(dǎo)管較好的臨床效果，使得其逐漸成為各國(guó)產(chǎn)科界指南推薦的止血方式。依據(jù)《世界衛(wèi)生組織關(guān)于產(chǎn)后出血預(yù)防和治療的建議》[13]和我國(guó)《產(chǎn)后出血預(yù)防與處理指南（2014）》[14]，在藥物治療無效的情況下，施行其他外科手段止血前推薦優(yōu)先采用球囊填塞的方式。雖然國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有著巨大的產(chǎn)品需求，但該產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口，高昂的價(jià)格以及單一的規(guī)格使得其在臨床應(yīng)用和推廣十分困難。隨著我國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)的蓬勃發(fā)展，子宮填塞球囊導(dǎo)管的技術(shù)壁壘不復(fù)存在，國(guó)產(chǎn)新型產(chǎn)品的推廣應(yīng)用將大大降低患者的醫(yī)療成本。

本研究介紹了一種國(guó)產(chǎn)新型子宮填塞球囊導(dǎo)管的設(shè)計(jì)，并對(duì)其生物相容性進(jìn)行評(píng)價(jià)。生物相容性評(píng)價(jià)是考核子宮填塞球囊導(dǎo)管安全性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在正常使用過程中，由于子宮填塞球囊導(dǎo)管需短期接觸完整或已損傷的陰道和子宮腔，依據(jù)GB/T 16886.1-2011《醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)第1部分：風(fēng)險(xiǎn)管理過程中的評(píng)價(jià)與試驗(yàn)》[15]判斷，其生物相容性評(píng)價(jià)應(yīng)包含細(xì)胞毒性、致敏性、皮膚刺激反應(yīng)（包括皮內(nèi)反應(yīng)和陰道組織刺激反應(yīng)）、溶血率和熱原反應(yīng)等項(xiàng)目。本文通過對(duì)該國(guó)產(chǎn)新型球囊導(dǎo)管的生物相容性研究，為該產(chǎn)品的安全性評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持。

1 國(guó)產(chǎn)新型子宮填塞球囊導(dǎo)管

本文研究的國(guó)產(chǎn)新型子宮填塞球囊導(dǎo)管設(shè)計(jì)圖，見圖1。國(guó)產(chǎn)新型子宮填塞球囊導(dǎo)管較之進(jìn)口同類產(chǎn)品，有3方面創(chuàng)新。

圖1 子宮填塞球囊導(dǎo)管結(jié)構(gòu)示意圖

（1）設(shè)計(jì)創(chuàng)新。該國(guó)產(chǎn)新型子宮填塞球囊導(dǎo)管在結(jié)構(gòu)上采用了雙囊設(shè)計(jì)，分別是具有止血功能的子宮球囊和起固定作用的陰道球囊，該設(shè)計(jì)避免子宮填塞球囊導(dǎo)管在使用中脫落或者位移，更好地滿足了臨床需求。

（2）原材料創(chuàng)新。其球囊部位采用醫(yī)療級(jí)液體硅橡膠注塑成型，具有更高的球囊爆破容量，在產(chǎn)品的安全性能上有更好的保障；同時(shí)光潔柔韌、貼附性更好的球囊表面減少了對(duì)子宮腔壁的二次損傷，從而達(dá)到更好的壓迫止血效果。管體部位采用醫(yī)療級(jí)固體硅橡膠擠出而成，導(dǎo)管柔韌性好，在導(dǎo)管放置與取出過程中可減少患者的痛苦。

（3）工藝創(chuàng)新。導(dǎo)管尖端采用硅橡膠倒頭模成型，尖端柔韌圓潤(rùn)，在導(dǎo)管放置時(shí)可以更好地通過宮頸口到達(dá)宮腔；同時(shí)在放置期間，柔軟的尖端可減少對(duì)子宮壁的損傷。而進(jìn)口產(chǎn)品導(dǎo)管尖端采用硅膠模壓成型，尖端硬度偏高，在置入過程中對(duì)宮腔壁有一定的擠壓，導(dǎo)致患者的不適。

2 生物相容性研究

2.1 試驗(yàn)材料與儀器

子宮填塞球囊導(dǎo)管，小鼠成纖維細(xì)胞系L929，MEM培養(yǎng)基（Gibco公司），胎牛血清（Gibco公司）和弗氏完全佐劑（Sigma公司）等。

健康白化豚鼠（體質(zhì)量300～500 g），健康家兔（體重＞2.0 kg），飼養(yǎng)條件為溫度21℃～26℃、相對(duì)濕度40%～70%。

TE2000-S熒光倒置顯微鏡，Thermo Forma4111 CO2培養(yǎng)箱，Various Flash全波長(zhǎng)掃描多功能讀數(shù)儀，Cary100紫外分光光度計(jì)，ZRY-3智能熱原檢測(cè)儀和電子秤等。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)

采用MTT比色法進(jìn)行試驗(yàn)。無菌操作下，制備供試品球囊部分的MEM培養(yǎng)基（含10%的胎牛血清）浸提液，浸提比例為3 cm2/mL。陰性對(duì)照為高密度聚乙烯浸提液，陽性對(duì)照為5%二甲基亞砜（DMSO）培養(yǎng)液。置于37℃恒溫震蕩箱中24 h[16-17]，取調(diào)整至1×105個(gè)細(xì)胞/mL的L929細(xì)胞懸液，加100 μL到培養(yǎng)板所有孔內(nèi)。置于5% CO2培養(yǎng)箱37℃培養(yǎng)，24 h后棄去培養(yǎng)板內(nèi)的培養(yǎng)液，按每組6孔，分別對(duì)應(yīng)地加入浸提液、對(duì)照液和浸提介質(zhì)100 μL，置CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)，24 h后觀察細(xì)胞形態(tài)。棄去培養(yǎng)液，加1 g/L的MTT溶液至培養(yǎng)板，每孔50 μL，培養(yǎng)2 h后棄去MTT溶液，加入異丙醇溶液100 μL。培養(yǎng)板震蕩后，在570 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度（參考波長(zhǎng)650 nm）。按式(1)得出細(xì)胞存活率[17]。

式中，OD570e為試驗(yàn)組光密度平均值，OD570b為空白組光密度平均值。

2.2.2 皮內(nèi)反應(yīng)試驗(yàn)

制備球囊部分的0.9%氯化鈉注射液和植物油浸提液，浸提比例為3 cm2/mL，置于37℃恒溫震蕩箱中72 h[16]。同法放置的浸提介質(zhì)作為陰性對(duì)照液。取健康家兔3只，除去脊柱兩側(cè)被毛，24 h后對(duì)皮膚暴露區(qū)域進(jìn)行消毒。在脊柱左右兩側(cè)，分別皮內(nèi)注射0.2 mL的氯化鈉注射液浸提液和對(duì)照液，每組5個(gè)注射點(diǎn)，各點(diǎn)間距為2～3 cm。沿前述注射點(diǎn)下方，分別注射植物油浸提液和對(duì)照液。注射后觀察記錄24、48和72 h各注射部位狀況。按GB/T 16886.10-2017標(biāo)準(zhǔn)[18]的規(guī)定，記錄各注射點(diǎn)的紅斑和水腫的評(píng)分結(jié)果，得出浸提液與其對(duì)照液的最終記分。

2.2.3 陰道刺激試驗(yàn)

取球囊部分，制備0.9%氯化鈉注射液浸提液，浸提比例為3 cm2/mL，置于37℃恒溫震蕩箱中72 h[16]。同法放置的浸提介質(zhì)作為陰性對(duì)照液。挑選6只陰道檢查正常的家兔。用軟導(dǎo)管（6 cm）從家兔陰道口注入浸提液1 mL。陰性對(duì)照組用對(duì)照液相同方法操作。連續(xù)5 d重復(fù)上述步驟。陰道標(biāo)本固定后，整段取三處，分別標(biāo)示a（外口）、b（中段）、c（內(nèi)口）。石蠟切片，HE染色。通過陰道組織反應(yīng)的顯微鏡記分系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)分，得出對(duì)陰道組織的刺激指數(shù)[18]。

2.2.4 皮膚致敏試驗(yàn)

采用與皮內(nèi)反應(yīng)試驗(yàn)相同方式制備2種介質(zhì)的供試品浸提液。將30只豚鼠，分成與2種浸提介質(zhì)對(duì)應(yīng)的浸提液組與對(duì)照組，浸提液組10只，對(duì)照組5只。除去豚鼠背部區(qū)域被毛，24 h后在豚鼠的肩胛骨內(nèi)側(cè)（圖2所示的試驗(yàn)部位A、B和C），分別皮內(nèi)注射相應(yīng)的試驗(yàn)液0.1 mL。部位A注射浸提介質(zhì)與弗氏完全佐劑以50:50（V/V）比例制備的乳化劑；部位B注射浸提液，對(duì)照組為相應(yīng)浸提介質(zhì)；部位C注射浸提液與前述穩(wěn)定性乳化劑以50:50（V/V）比例混合的乳化劑，對(duì)照組為佐劑與浸提介質(zhì)制備的乳化劑[16,18]。6 d后用10%十二烷基硫酸鈉溶液處理試驗(yàn)區(qū)域，24 h后用8 cm2的敷貼片封閉浸提液于誘導(dǎo)注射點(diǎn)上，并于48 h后除去。陰性對(duì)照組用浸提介質(zhì)相同方法操作。14 d后將浸提液或浸提介質(zhì)的敷貼片，封閉貼敷于豚鼠側(cè)腹部，激發(fā)24 h后除去，24 h和48 h后在自然光下觀察，并按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886.10-2017[18]規(guī)定的Magnusson和Kligman分級(jí)，對(duì)皮膚的紅斑和水腫情況進(jìn)行雙盲分級(jí)。

圖2 皮內(nèi)注射點(diǎn)部位

2.2.5 溶血試驗(yàn)

球囊部分制成0.5 cm×0.5 cm塊狀，取15 g備用[19]。制得新鮮抗凝兔血的稀釋溶液。在供試品組的3只試管中，加入0.9%的氯化鈉注射液10 mL和供試品5 g。在陰性與陽性對(duì)照組的試管中，分別加入10 mL的0.9%氯化鈉注射液或純化水。所有試管在37℃恒溫箱中放置30 min，分別加入抗凝兔血的稀釋溶液0.2 mL，混勻后保溫60 min。移出管內(nèi)液體，800 g離心5 min，取上清液用分光光度計(jì)在545 nm波長(zhǎng)測(cè)吸光度值，計(jì)算出各組平均值。按式(2)得出溶血率[19-20]。

式中，OD545a為供試品組A光密度平均值；OD570b為陰性組B光密度平均值；OD570c為陽性組C光密度平均值。

2.2.6 熱原試驗(yàn)

與陰道刺激試驗(yàn)同法制備浸提液[16,19]。按規(guī)定選取家兔，禁食10 h。30 min測(cè)量1次家兔體溫，2次測(cè)量之差不能大于0.2℃，計(jì)算平均溫度作為該只家兔的正常體溫。將3只正常體溫在38.0℃～39.6℃，且正常體溫間差值不大于1℃的家兔，編號(hào)為1、2、3。在15 min內(nèi)，將38℃的浸提液由耳緣靜脈緩慢注入，采用劑量為10 mL/kg。每30 min記錄一次體溫?cái)?shù)據(jù)，在6次測(cè)量后計(jì)算兔體溫的升高溫度[19,21]。

3 結(jié)果

3.1 體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)

熒光倒置顯微鏡下觀察（圖3），陰性和空白對(duì)照組的細(xì)胞貼壁好，細(xì)胞呈三角形，或呈梭形，且分裂旺盛；浸提液組的細(xì)胞狀態(tài)和形態(tài)良好；陽性對(duì)照組的細(xì)胞稀疏且多數(shù)已呈圓形。采用MTT法，得出細(xì)胞的存活率為86%（表1）。根據(jù)細(xì)胞毒性反應(yīng)判定，在該試驗(yàn)條件下，結(jié)果大于70%，無細(xì)胞毒性。

圖3 細(xì)胞毒性試驗(yàn)觀察結(jié)果

表1 體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果

3.2 皮內(nèi)反應(yīng)試驗(yàn)

在72 h內(nèi)對(duì)每只家兔皮膚進(jìn)行觀察，供試品浸提液與其溶劑對(duì)照液的動(dòng)物皮膚注射處均無明顯異常情況。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886.10-2017判定，供試品的兩種浸提液的最終記分均為0。

3.3 陰道刺激試驗(yàn)

病理檢查結(jié)果顯示（圖4），浸提液組的黏膜上皮構(gòu)層完好，固有層存在少量的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)組織，有極輕度的水腫現(xiàn)象以及輕度的血管充血，浸提液組平均記分為1.87。對(duì)照組平均記分為1.67，得出刺激指數(shù)為0.20。結(jié)果表明，供試品浸提液無陰道組織刺激反應(yīng)。

3.4 皮膚致敏試驗(yàn)

24 h和48 h觀察期內(nèi)，浸提液組與對(duì)照組激發(fā)處理部位的皮膚均無明顯異常。根據(jù)Magnusson和Kligman分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，兩種浸提介質(zhì)制備的浸提液與其溶劑對(duì)照組的動(dòng)物分級(jí)均為0級(jí)，表明在該試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)樣品無皮膚致敏性。

圖4 陰道刺激試驗(yàn)病理圖片

3.5 溶血試驗(yàn)

離心后觀察試管，供試品組和陰性對(duì)照組紅細(xì)胞沉底，溶液澄清透明；陽性對(duì)照組紅細(xì)胞破裂，溶液呈鮮紅色。根據(jù)溶血率計(jì)算公式，溶血率為0.3%，小于5%（表2）。

表2 溶血試驗(yàn)結(jié)果

3.6 熱原試驗(yàn)

試驗(yàn)的3只家兔體溫升高分別為0、0.1℃和0，均低于0.6℃，且體溫升高總和為0.1℃，低于1.3℃（表3）。

4 討論與總結(jié)

使用子宮填塞球囊導(dǎo)管可以較好地降低產(chǎn)后的出血率，監(jiān)控出血量，降低產(chǎn)婦高危風(fēng)險(xiǎn)，并且預(yù)后效果好，與其他治療手段比較效果顯著，已逐漸在產(chǎn)科中推廣。根據(jù)現(xiàn)行的《醫(yī)療器械分類目錄》，界定用于治療功能性子宮出血，且不涉及組織變性的產(chǎn)后止血球囊，應(yīng)作為Ⅱ類醫(yī)療器械管理。但目前子宮填塞球囊導(dǎo)管尚無產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，也無技術(shù)審查指導(dǎo)原則可供參考。因此本文通過生物相容性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，判斷其可能潛在的風(fēng)險(xiǎn)，確保產(chǎn)品的生物安全性，同時(shí)為其安全性方面研究提供依據(jù)。

依據(jù)GB/T 16886.1-2011，考慮子宮填塞球囊導(dǎo)管在臨床應(yīng)用中直接與陰道黏膜、子宮內(nèi)膜接觸，因此選擇細(xì)胞毒性、皮膚致敏性、皮內(nèi)反應(yīng)和陰道組織刺激反應(yīng)等對(duì)其做生物相容性研究。在PPH治療時(shí)，作用于破損的宮腔，與血液間接接觸，增加溶血試驗(yàn)和熱原試驗(yàn)評(píng)價(jià)其安全性。

采用MTT比色法進(jìn)行的細(xì)胞毒性試驗(yàn)，可定量評(píng)價(jià)子宮填塞球囊導(dǎo)管的細(xì)胞相容性，試驗(yàn)結(jié)果表明，其無細(xì)胞毒性，細(xì)胞相容性良好。采用豚鼠最大劑量法進(jìn)行皮膚致敏試驗(yàn)，檢測(cè)子宮填塞球囊導(dǎo)管的皮膚致敏性，試驗(yàn)結(jié)果表明，在極性和非極性兩種浸提介質(zhì)下，均未出現(xiàn)致敏反應(yīng)。分別采用皮內(nèi)反應(yīng)試驗(yàn)以及陰道刺激試驗(yàn)檢測(cè)子宮填塞球囊導(dǎo)管對(duì)皮膚和陰道組織的刺激性，試驗(yàn)結(jié)果表明，在兩種試驗(yàn)條件下均未出現(xiàn)刺激反應(yīng)。采用標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14233.2-2005規(guī)定的方法，驗(yàn)證其能否引起溶血現(xiàn)象和熱原反應(yīng)。體外溶血試驗(yàn)結(jié)果表明，樣品的溶血率為0.3%，符合＜5%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。采用家兔法進(jìn)行熱原試驗(yàn)，家兔體溫升高的總和為0.1℃，小于1.3℃，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，通過生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果分析，以硅橡膠為原材料的國(guó)產(chǎn)新型子宮填塞球囊導(dǎo)管具有良好的生物相容性，為其在醫(yī)療領(lǐng)域中的安全應(yīng)用提供了可靠保障。后續(xù)將對(duì)其理化性質(zhì)和抗菌抗炎表面涂層等方面進(jìn)行更深入的研究。