藥用高分子材料生物相容性

第二章藥用高分子材料生物相容性、平安性評(píng)價(jià)及滅菌方法1a第一節(jié)藥用高分子材料及其生物相容性生物相容性(biocompatibility)指生物材料與生物體間的相互作用結(jié)果以及生物體對(duì)這種結(jié)果的忍受程度。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)提出，生物相容性指生命組織對(duì)非活材料產(chǎn)生符合要求反響的一種性能。藥用高分子材料因伴隨藥物進(jìn)入體內(nèi)，有些暫停留于體內(nèi)，有些那么在體內(nèi)降解、吸收，因此藥用高分子材料生物相容性要求更加苛刻。2a一、藥用高分子材料毒性的主要來源1．材料本身的溶出物或滲出物產(chǎn)生的毒性甲醛—皮膚炎癥，引起肝中毒2．材料降解的中間物或最終產(chǎn)物產(chǎn)生毒性聚乳酸等聚酯類材料—局部酸性增大，產(chǎn)生無菌性炎癥3．材料在合成或加工過程中帶來的細(xì)菌或病毒污染帶有細(xì)菌或病毒，造成熱源反響或炎癥反響或其他毒副反響3a二、藥用高分子材料的生物相容性生物相容性是指材料與人體之間相互作用產(chǎn)生各種復(fù)雜的生物、物理、化學(xué)反響，以及人體對(duì)這些反響的忍受程度。藥用高分子材料應(yīng)該對(duì)人體無毒性、無致敏性、無刺激性、無遺傳毒性和無致癌性，對(duì)人體組織、血液、免疫等系統(tǒng)不產(chǎn)生不良作用。生物學(xué)反響—血液反響組織反響免疫反響4a1.組織反響皮下或組織內(nèi)藥物釋放體系進(jìn)入人體內(nèi)某一部位時(shí)，局部的組織對(duì)異物產(chǎn)生一種機(jī)體防御性反響。當(dāng)材料有毒性物質(zhì)滲出時(shí)，局部炎癥不斷加劇，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)組織壞死。炎癥和腫瘤2.血液反響血管藥物釋放體系〔抗心律失常藥物控釋制劑，防治血管再狹窄控釋制劑，抑制人工心臟瓣膜鈣化的藥物控釋制劑〕，這些制劑中所用高分子材料應(yīng)該具有良好的血液相容性。主要通過改變材料結(jié)構(gòu)和外表性能來提高材料血液相容性5a3．免疫反響人體的免疫系統(tǒng)是保護(hù)屏障，可防御侵害人體健康的物質(zhì)和引起疾病的感染源以及其他環(huán)境因素和腫瘤。其功能有兩種主要機(jī)制：第一種，如單核巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞和異體巨噬細(xì)胞都屬于非特異性防御的范疇；第二種是特異性針對(duì)誘導(dǎo)物的特異性和適應(yīng)性機(jī)制，如淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及其細(xì)胞因子產(chǎn)物都屬于特異性防御范疇。免疫系統(tǒng)可對(duì)侵入的微生物和異物進(jìn)行不同方式的應(yīng)答：體液免疫應(yīng)答包括抗體對(duì)微生物、病毒外表抗原的反響；由T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答。6a第二節(jié)藥用高分子材料的平安性評(píng)價(jià)一、藥用高分子材料的平安性評(píng)價(jià)藥用高分子材料作為藥物釋放體系的載體會(huì)與人體接觸，有的載體在體內(nèi)逐漸降解，有的甚至在體內(nèi)留置3—5年，因此，必須對(duì)藥用高分子材料進(jìn)行平安性評(píng)價(jià)，以保障人民用藥的平安性，并把對(duì)人體的毒害性作用降低到最低點(diǎn)。目前，藥用高分子材料的平安性評(píng)價(jià)主要是采用生物材料生物學(xué)評(píng)價(jià)體系，即世界標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)制定的10993系列標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)為國家標(biāo)準(zhǔn)(GB／T)16886系列標(biāo)準(zhǔn)。1．ISO10993系列標(biāo)準(zhǔn)—20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)7a2．平安性評(píng)價(jià)試驗(yàn)工程選擇藥用高分子材料作為藥物釋放體系的載體會(huì)與人體不同部位接觸，并且接觸時(shí)間也會(huì)不同，因此應(yīng)按其接觸部位和接觸時(shí)間進(jìn)行分類，并按表2-1〔〕選擇要進(jìn)行的生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)工程。3．藥用高分子材料評(píng)價(jià)原那么(1)在考慮一種材料與組織間的相互作用時(shí)，不能脫離整個(gè)藥用高分子材料的總體設(shè)計(jì)。(2)對(duì)一個(gè)產(chǎn)品的生物學(xué)評(píng)價(jià)，應(yīng)該考慮參加材料中的各種添加劑，以及材料在生理環(huán)境中可浸提出的物質(zhì)或降解的產(chǎn)物。(3)應(yīng)該用最后滅菌過的產(chǎn)品或最后滅菌過的產(chǎn)品中有代表性的樣品作為試驗(yàn)樣品或作為制備浸提液樣品。8a(4)在進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)時(shí)，一般是先進(jìn)行體外試驗(yàn)，后進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)。(5)進(jìn)行生物學(xué)試驗(yàn)必須要在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，并由經(jīng)過培訓(xùn)且具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行，其試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)具有可重復(fù)性。(6)由于高分子材料的復(fù)雜性和使用的多樣性，不能規(guī)定一套硬性的合格或不合格指標(biāo)。一般是在最終產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中確定合格或不合格的指標(biāo)。(7)當(dāng)最終產(chǎn)品投放市場(chǎng)后，如果制造產(chǎn)品的材料來源或技術(shù)條件發(fā)生變化；產(chǎn)品的配方、工藝、初級(jí)包裝或滅菌條件改變；儲(chǔ)存期內(nèi)產(chǎn)品發(fā)生變化；產(chǎn)品用途發(fā)生變化；有跡象說明產(chǎn)品用于人體時(shí)會(huì)產(chǎn)生副作用時(shí)，要對(duì)產(chǎn)品重新進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)。9a4．藥用高分子材料生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法學(xué)(1)在藥物毒理學(xué)試驗(yàn)根底上開展起來的試驗(yàn)方法學(xué)①致敏試驗(yàn)：用材料或其浸提液做試驗(yàn)，評(píng)價(jià)藥用高分子材料的潛在過敏原。常用的方法有最大劑量法和接觸斑貼法，使用豚鼠做試驗(yàn)。②刺激試驗(yàn)：用材料或其浸提液做試驗(yàn)，評(píng)價(jià)藥用高分子材料的潛在刺激源。根據(jù)藥用高分子材料的具體使用部位，可選擇進(jìn)行皮膚刺激試驗(yàn)、皮內(nèi)刺激試驗(yàn)或黏膜刺激試驗(yàn)等。常使用兔子做試驗(yàn)。③熱源試驗(yàn)：檢測(cè)材料或其浸提液中是否有致熱源物質(zhì)。常用兔法和細(xì)菌內(nèi)毒素檢查法。10a④遺傳毒性試驗(yàn)：用哺乳動(dòng)物或非哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，測(cè)定藥用高分子材料或其浸提液引起的基因突變，染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量變化，或其他遺傳毒性。⑤致癌試驗(yàn)：由單一途徑或多種途徑，在試驗(yàn)動(dòng)物整個(gè)壽命期(例如大鼠為2年)，測(cè)定藥用高分子材料的潛在致癌作用。⑥生殖和發(fā)育毒性試驗(yàn)：評(píng)價(jià)藥用高分子材料或其浸提液對(duì)生育、生殖功能、胎兒和早期發(fā)育的潛在有害作用。試驗(yàn)包括一般生殖毒性試驗(yàn)，致畸胎試驗(yàn)和圍產(chǎn)期毒性試驗(yàn)。11a(2)方法學(xué)上似乎相似但有很大區(qū)別的試驗(yàn)

①全身急性毒性試驗(yàn)：用材料或其浸提液，通過單一或多種途徑由動(dòng)物模型做試驗(yàn)，評(píng)價(jià)其急性有害作用。②全身亞急性(亞慢性)毒性試驗(yàn)：通過多種途徑、在不到試驗(yàn)動(dòng)物壽命10％的時(shí)間內(nèi)(例如大鼠最多到90d)，測(cè)定藥用高分子材料的有害作用。③全身慢性毒性試驗(yàn)：通過多種途徑，在不少于動(dòng)物壽命的10％的時(shí)間內(nèi)(如大鼠要超過90d)，測(cè)定藥用高分子材料的有害作用。12a(3)獨(dú)特的試驗(yàn)方法學(xué)①細(xì)胞毒性試驗(yàn)②植入試驗(yàn)③血液相容性試驗(yàn)④降解試驗(yàn)13a5．生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的參照材料在生物學(xué)評(píng)價(jià)中，應(yīng)使用參照材料來證實(shí)試驗(yàn)過程，并根據(jù)具體生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)采用相應(yīng)的陰性對(duì)照、陽性對(duì)照和空白對(duì)照。同一參照材料可用于不同的試驗(yàn)。(1)陽性參照材料：含有二甲基或二丁基-二硫代氨基甲酸鋅鏈段的聚氨酯膜、含有有機(jī)錫添加劑的聚氯乙烯、增塑聚氯乙烯，含有乳膠成分或鋅的鹽溶液及酚醛和水稀溶液可作為浸提液的陽性參照液。(2)陰性參照材料：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、無硅聚二甲基硅氧烷、聚醚聚氨酯等。14a6．生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的樣品制備(1)試驗(yàn)樣品的選擇原那么最好直接用藥用高分子材料作為試驗(yàn)樣品。選擇藥用高分子材料成品中有代表性局部作試驗(yàn)樣品。用相同配方材料的有代表性樣品進(jìn)行試驗(yàn)，并按照與成品相同的工藝過程進(jìn)行預(yù)處理。(2)藥用高分子材料浸提液制備用浸提液作為試驗(yàn)樣品可測(cè)定藥用高分子材料中可濾出物質(zhì)對(duì)生物體的生物反響，進(jìn)一步預(yù)測(cè)藥用高分子材料對(duì)于人體的潛在危害。在制備藥用高分子材料浸提液時(shí)，所用浸提介質(zhì)和浸提條件最好與最終產(chǎn)品的性能和臨床使用情況相適應(yīng)，并與試驗(yàn)方法的可預(yù)見性(如試驗(yàn)原理、敏感性等)相適應(yīng)。理想的浸提條件既要反映產(chǎn)品的實(shí)際使用條件，還要反映試驗(yàn)的可預(yù)見性。15a二、藥用高分子材料生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法(一)細(xì)胞毒性試驗(yàn)1．范圍細(xì)胞毒性試驗(yàn)是利用體外細(xì)胞培養(yǎng)方法來評(píng)價(jià)藥用高分子材料或其浸提液可濾出成分中急性細(xì)胞毒性的潛在性。2．試驗(yàn)工程選擇(推薦)瓊脂覆蓋法，直接接觸法，分子濾過法，生長(zhǎng)抑制法，進(jìn)行評(píng)價(jià)藥用高分子材料的細(xì)胞毒性。3．試驗(yàn)條件(1)細(xì)胞株：L929和V79(2)培養(yǎng)基：培養(yǎng)基及其血清濃度的含量應(yīng)能適合所選擇細(xì)胞株的生長(zhǎng)，滿足細(xì)胞生長(zhǎng)的需要。16a4．試驗(yàn)方法(1)瓊脂覆蓋法結(jié)果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：在白色背景下觀察樣品周圍及樣品下面脫色區(qū)范圍。在陰性樣品周圍和下面的細(xì)胞單層到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的反響即R=0／0，陽性樣品亦到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)反響即R=2／2，否那么該培養(yǎng)皿棄之。反響指標(biāo)：反響指標(biāo)的大小用反響指標(biāo)“R〞來表示。R=Z／L。Z為區(qū)域指標(biāo)(見表2-3)，與脫色區(qū)大小有關(guān)，L為細(xì)胞溶解指標(biāo)(見表2-4)，與區(qū)域內(nèi)細(xì)胞溶解的范圍有關(guān)。反響指標(biāo)應(yīng)作為2個(gè)數(shù)來報(bào)告(不是一個(gè)分?jǐn)?shù))，兩個(gè)指標(biāo)的大小都應(yīng)很明顯，對(duì)每一只樣品應(yīng)報(bào)告其區(qū)域指標(biāo)的平均值和溶解指標(biāo)的平均值。17a(2)分子濾過法結(jié)果評(píng)價(jià)：應(yīng)在顯微鏡下檢查濾膜，含細(xì)胞單層的膜片染色為深蘭色，沒有細(xì)胞的濾膜用來觀察實(shí)驗(yàn)材料可能對(duì)濾膜產(chǎn)生的影響。按照表2-5〔〕的記分系統(tǒng)來評(píng)價(jià)試驗(yàn)樣品。(3)細(xì)胞生長(zhǎng)抑制法結(jié)果評(píng)價(jià)：根據(jù)相對(duì)增殖率(RGR)均值，按表2-6〔〕所列評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品細(xì)胞毒性程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

18a(二)皮膚致敏試驗(yàn)本試驗(yàn)方法是將一定量的藥用高分子材料浸提液與豚鼠皮膚接觸，以檢測(cè)材料是否具有引起皮膚致敏的潛在性。有兩種方法可供選擇，只進(jìn)行其中一種。1.接觸斑貼致敏試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)：如果試驗(yàn)組記分>1，而對(duì)照組記分<1，提示致敏。如果對(duì)照組動(dòng)物記分<1，而試驗(yàn)組動(dòng)物的反響超過最嚴(yán)重的對(duì)照反響那么被認(rèn)為是致敏所致。2．最大劑量實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：將敷貼物取下后1h、24h和48h分別觀察該處紅斑和水腫，按表2—8、表2—9給各點(diǎn)記分并分級(jí)。19a(三)刺激試驗(yàn)1.皮膚刺激試驗(yàn)本試驗(yàn)是將藥用高分子材料浸提液與完整的皮膚在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)相接觸評(píng)價(jià)藥用高分子材料對(duì)局部皮膚的刺激作用。2．眼刺激試驗(yàn)本試驗(yàn)通過將一定量的藥用高分子材料浸提液滴入動(dòng)物眼內(nèi)，觀察角膜、虹膜和結(jié)膜的反響，從而評(píng)價(jià)藥用高分子材料是否產(chǎn)生對(duì)眼的刺激性。3．皮內(nèi)刺激實(shí)驗(yàn)本試驗(yàn)用于評(píng)價(jià)藥用高分子材料對(duì)皮膚產(chǎn)生的潛在刺激性。20a(四)全身急性毒性試驗(yàn)本試驗(yàn)是一種非特異急性毒性試驗(yàn)。將藥用高分子材料浸提液通過動(dòng)物靜脈或腹腔注射到動(dòng)物體內(nèi)，觀察其生物學(xué)反響，以判定材料的急性毒性作用。(五)溶血試驗(yàn)本試驗(yàn)是用藥用高分子材料進(jìn)行體外試驗(yàn)，測(cè)定紅細(xì)胞溶解和血紅蛋白游離的程度，對(duì)材料的體外溶血性進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于本試驗(yàn)?zāi)苊舾械胤从吃嚇訉?duì)紅細(xì)胞的影響，因而是一項(xiàng)特別有意義的篩選試驗(yàn)。本試驗(yàn)采用新鮮抗凝兔血或人血。21a結(jié)果和評(píng)價(jià)溶血程度用％表示，按以下公式計(jì)算：[(Dt一Dnc)／(Dpc－Dnc)]×100Dt=試驗(yàn)樣品吸收度Dnc=陰性對(duì)照吸收度Dpc=陽性對(duì)照吸收度假設(shè)材料的溶血率≤5％，那么材料符合溶血試驗(yàn)要求；溶血率>5％，那么預(yù)示受試驗(yàn)材料有溶血作用。22a(六)熱源試驗(yàn)1．兔法：本試驗(yàn)是將一定量試驗(yàn)材料的浸提液由靜脈注入兔體內(nèi)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，觀察兔體溫變化，以確定浸提液中所含熱源量是否符合人體應(yīng)用要求的一種方法。2．細(xì)菌內(nèi)毒素檢查法：本法采用鱟(hòu)試劑與細(xì)菌內(nèi)毒素產(chǎn)生凝集反響的機(jī)理，以判斷藥用高分子材料中細(xì)菌內(nèi)毒素的限量是否符合規(guī)定的一種方法，內(nèi)毒素的量以內(nèi)毒素單位(EU)表示。(七)遺傳毒性、致癌性及生殖毒性試驗(yàn)根據(jù)ISO10993標(biāo)準(zhǔn)的要求，藥用高分子材料長(zhǎng)期接觸人體或植人體內(nèi)組織、血液應(yīng)進(jìn)行潛在的遺傳毒性、致癌性和生殖毒性等方面的生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)，按下述要求進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)。23a做遺傳毒性試驗(yàn)有：用于黏膜、損傷皮膚外表接觸時(shí)間超過30d；用于間接接觸血液超過30d；用于導(dǎo)人體內(nèi)與組織、骨、血液接觸超過24h；用于植入體內(nèi)與組織、骨、血液接觸超過24h。做致癌性試驗(yàn)有：用于導(dǎo)入體內(nèi)與組織、骨、血液接觸超過30d；用于植入體內(nèi)與組織、骨、血液接觸超過30d。注：遺傳毒性試驗(yàn)陰性者可不做致癌試驗(yàn)，可疑者應(yīng)做致癌試驗(yàn)。24a1．遺傳毒性試驗(yàn)(1)總那么試驗(yàn)組最少應(yīng)做三項(xiàng)試驗(yàn)，這些試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)從DNA影響、基因突變和染色體畸變等三個(gè)方面反映出對(duì)遺傳毒性的影響。(2)樣品制備的要求：任何材料和制品均應(yīng)用最終產(chǎn)品送檢、浸提液應(yīng)采用適合的溶劑、采用生理鹽水或能溶解材料的適合溶劑(如DMSO)的任一種浸提液進(jìn)行試驗(yàn)。(3)試驗(yàn)方法：體外遺傳毒性試驗(yàn)，主要可參照中國新藥審批方法中推薦的進(jìn)行微生物回復(fù)突變?cè)囼?yàn)；哺乳動(dòng)物培養(yǎng)細(xì)胞染色體畸變?cè)囼?yàn)。25a體內(nèi)遺傳毒性試驗(yàn)，參照中國新藥審批方法中推薦的選做嚙齒類動(dòng)物微核試驗(yàn)，但對(duì)于生殖系統(tǒng)的材料與制品應(yīng)進(jìn)行顯性致死試驗(yàn)。2．致癌試驗(yàn)(1)總那么：致癌試驗(yàn)是將材料以一定的形式處理動(dòng)物，在大局部和整個(gè)動(dòng)物生命期間及死亡后檢查腫瘤的出現(xiàn)數(shù)量、類型、發(fā)生部位及發(fā)生時(shí)間，與對(duì)照動(dòng)物比較以評(píng)價(jià)材料及其降解產(chǎn)物有無致癌性。(2)樣品的準(zhǔn)備和要求：試樣應(yīng)選擇固體狀態(tài)的材料，一般可將樣品制成圓形膜片，兩面光滑，置生理鹽水中煮沸滅菌30min，24h內(nèi)備用。26a(3)試驗(yàn)要求：試驗(yàn)動(dòng)物可采用大鼠，試驗(yàn)組和對(duì)照組肉眼觀察到局部有腫瘤病變或可疑腫瘤病變時(shí)，應(yīng)對(duì)全身主要器官進(jìn)行病理組織學(xué)檢查。3．生殖毒性試驗(yàn)(1)總那么：用于宮內(nèi)避孕藥物控釋體系或其他在體內(nèi)直接接觸生殖系統(tǒng)組織或接觸胚胎與胎兒的藥物控釋體系應(yīng)做生殖毒性試驗(yàn)。(2)樣品的準(zhǔn)備和要求：緩釋裝置的樣品應(yīng)將方案用于人的多倍的劑量植入動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。(3)試驗(yàn)方法與要求：材料的生殖毒性試驗(yàn)方法參考我國新藥審批方法中規(guī)定，可選用一般生殖毒性試驗(yàn)，致畸胎試驗(yàn)和圍產(chǎn)期毒性試驗(yàn)。27a(八)植入試驗(yàn)通過植入試驗(yàn)可從宏觀和微觀水平來評(píng)價(jià)組織的局部反響。材料的理化性質(zhì)(如形狀、密度、硬度、外表光潔度、酸堿度等)、植入部位或體內(nèi)負(fù)荷、移動(dòng)等都可能影響局部組織的反響性。必須用的藥用高分子材料作對(duì)照。1．試驗(yàn)周期植入物的局部反響，觀察期包括亞慢性(短期)和慢性(長(zhǎng)期)兩個(gè)時(shí)期。2．植入物的埋植點(diǎn)根據(jù)測(cè)試材料類別、用途、試驗(yàn)周期、設(shè)計(jì)要求等，選用不同的植入位點(diǎn)，即皮下、肌肉、骨骼植入試驗(yàn)。其中以肌肉內(nèi)植入作為常規(guī)試驗(yàn)方法，可用于亞慢性或慢性試驗(yàn)。28a3．動(dòng)物選擇動(dòng)物選擇要考慮植入物的大小、試驗(yàn)周期、動(dòng)物壽命以及種屬之間軟、硬組織生物反響的差異。4.肌肉植入試驗(yàn) 將一定大小、一定形狀的樣品〔1mm×10mm圓柱試樣，要求外表光滑，邊緣平整〕植入家兔或犬背部深層肌肉，定期采集標(biāo)本和周圍組織，肉眼及顯微鏡下觀察接觸部位的組織反響。5.皮下組織植入試驗(yàn)試驗(yàn)材料埋植皮下結(jié)締組織內(nèi)，適用于短期內(nèi)觀察局部生物學(xué)反響者。植入試樣的形狀和尺寸，可由實(shí)驗(yàn)者根據(jù)情況設(shè)計(jì)。29a6．骨內(nèi)組織植入試驗(yàn)通過骨內(nèi)組織植入試驗(yàn)測(cè)定植入部位骨組織生物反響。這種試驗(yàn)也可用來測(cè)定同種材料、不同外表狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的生物學(xué)反響，或者評(píng)價(jià)治療方法和材料改進(jìn)效果。(九)血液相容性試驗(yàn)通過藥用高分子材料與血液相接觸，評(píng)價(jià)材料對(duì)血栓形成、血漿蛋白、補(bǔ)體系統(tǒng)和血液有形成分的作用。1.原那么根據(jù)試驗(yàn)的根本過程、系統(tǒng)以及血液學(xué)的反響，評(píng)價(jià)血液相容性的試驗(yàn)可分五個(gè)方面〔組〕、分屬二個(gè)水平、三種類型。30a〔1〕五個(gè)方面：血栓形成方面、凝血方面、血小板方面、血液學(xué)其他方面、免疫學(xué)方面〔暫未推薦〕?！?〕二個(gè)水平：水平一，是推薦的試驗(yàn)工程(見表2—14)；水平二，是提供進(jìn)一步選擇的工程(見表2—15)，具體試驗(yàn)方法可參見有關(guān)文獻(xiàn)。(3)三種類型：體外試驗(yàn)、半體內(nèi)試驗(yàn)和體內(nèi)試驗(yàn)。2．試驗(yàn)要求(1)試驗(yàn)時(shí)，試樣暴露在血液的條件應(yīng)到達(dá)如下要求：暴露時(shí)間—不少于15min溫度—37℃流量—類似試樣的應(yīng)用部位試驗(yàn)開始—暴露后15min內(nèi)31a(2)盡量使用人的血液進(jìn)行試驗(yàn)。(3)應(yīng)選擇適宜的動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)。(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量防止使用抗凝劑。(5)實(shí)驗(yàn)應(yīng)重復(fù)足夠次數(shù)，以獲得足夠數(shù)據(jù)。32a第三節(jié)藥用高分子材料的滅菌

消毒和滅菌兩者含義不同。消毒是指破壞非芽孢型和增殖狀態(tài)的微生物過程，使其到達(dá)無害；滅菌是指殺滅產(chǎn)品中一切微生物過程，使其到達(dá)滅菌。一切微生物包括病原菌和非病原菌：如細(xì)菌、芽孢、真菌、病毒等。芽孢是某些微生物在其生命周期中的正常休眠階段，其耐殺滅性要比增殖狀態(tài)高許多倍。用消毒方法不能殺滅芽孢、肝炎病毒等。因此滅菌能到達(dá)消毒目的，而消毒那么達(dá)不到滅菌要求。消毒的指標(biāo)是滅菌指數(shù)達(dá)103，滅菌的指標(biāo)是滅菌指數(shù)達(dá)106〔即對(duì)一百萬件滅菌后，只允許有一件以下的有活的微生物存在)。雖然消毒和滅菌含義不同，但兩者是有關(guān)聯(lián)的。例如，某化學(xué)藥劑在低濃度時(shí)是消毒劑，濃度高時(shí)是滅菌劑。33a一、微生物的滅殺微生物是一群形體微小，構(gòu)造簡(jiǎn)單的低等生物，一般由單細(xì)胞構(gòu)成，也有簡(jiǎn)單的多細(xì)胞和沒有典型細(xì)胞形態(tài)的類型。它包括細(xì)菌、放線菌、真菌、立克次氏體、病毒等。由于芽孢膜致密耐熱，抵抗力強(qiáng)，因此常以殺滅芽孢作為評(píng)價(jià)滅菌效果的依據(jù)。為保證到達(dá)滅菌要求，一般與體內(nèi)接觸或植入體內(nèi)的藥用高分子材料都要求至少在10萬級(jí)的潔凈條件下生產(chǎn)，有的甚至在萬級(jí)條件下生產(chǎn)。微生物滅殺速率常用“十分之一時(shí)間〞的D值表示，即殺滅90％微生物所需要的時(shí)間，為速度常數(shù)的倒數(shù)。34a二、滅菌方法

(一)濕熱滅菌法

濕熱滅菌法原理是高溫可使微生物細(xì)胞蛋白質(zhì)凝固。由于在濕熱滅菌中加壓蒸汽的穿透性增強(qiáng)、溫度高以及細(xì)胞原生質(zhì)含水量高，變性凝固更容易發(fā)生，所以濕熱滅菌是熱滅菌中最普通、效果最好、最可靠的一種滅菌方法。常用115℃，壓力0．7kg／cm2，時(shí)間30min；或121℃，壓力1kg／cm2，時(shí)間20min。由于許多高分子材料耐熱不高，不適用于濕熱滅菌法。適用于濕熱滅菌的高分子材料有：聚丙烯、尼龍、硅橡膠、聚四氟乙烯、聚酯、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂等。

35a(二)環(huán)氧乙烷滅菌法化學(xué)消毒和滅菌法是使化學(xué)物質(zhì)滲人到微生物的細(xì)胞內(nèi)與其反響形成化合物，影響蛋白質(zhì)、酶系統(tǒng)的生理活性，從而破壞細(xì)胞的生理機(jī)能而導(dǎo)致細(xì)胞死亡，到達(dá)滅菌效果。常用的化學(xué)消毒滅菌劑分為溶液和氣體兩種。主要有醇類(乙醇等)、過氧化物(過氧化氫等)、鹵族元素及其化合物(次氯酸等)：氧雜環(huán)化合物(環(huán)氧乙烷等)、醛類(甲醛、戊二醛等)、酚和酚衍生物(石炭酸等)、季銨化合物(新潔而滅等)。工業(yè)上最常使用的是環(huán)氧乙烷滅菌劑。36a環(huán)氧乙烷(EO)是一種廣譜滅菌劑，可在常溫下滅殺各種微生物(包括芽孢、病毒、真菌孢子等)。EO穿透性很強(qiáng)，可以穿透微孔，到達(dá)產(chǎn)品的深度，從而大大提高滅菌效果，目前藥用高分子材料廣泛采用EO進(jìn)行滅菌。EO也可以抑制生物酶的活性(包括磷酸致活酶、肽酶、膽堿化酶和膽堿酯酶〕。環(huán)氧乙烷因穿透力強(qiáng)，消毒后必然會(huì)有局部殘留在材料的外表。殘留量是隨材料的性能和形態(tài)不同而有差異多孔材料也容易吸收。這些殘留環(huán)氧乙烷進(jìn)入體內(nèi)后會(huì)引起溶血、破壞細(xì)胞、造成組織反響。在各國標(biāo)準(zhǔn)中，都對(duì)環(huán)氧乙烷殘留量有嚴(yán)格控制。37a(三)輻射滅菌法電離輻射能使微生物產(chǎn)生廣泛的物理和生物效應(yīng)，輻射會(huì)使微生物中的脫氧核糖核酸(DNA)發(fā)生誘導(dǎo)電離。輻射滅菌具有穿透力強(qiáng)、效果好，可在常溫進(jìn)行，并在連續(xù)和大批量滅菌時(shí)經(jīng)濟(jì)效果好。電離輻射的滅菌劑量通常是以每克被照射物質(zhì)吸收100爾格能量為一個(gè)拉得(rad)計(jì)量。工業(yè)上最常用60Co輻射的射線進(jìn)行輻照。電離輻射是一種能量輻照，會(huì)使許多高分子材料變色和發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)變化(交聯(lián)或降解)。如用于制備一次性注射器用的聚丙烯在輻照后會(huì)變色和發(fā)脆，只有在聚丙烯中參加特殊防輻照添加劑后，才能進(jìn)行輻照消毒。對(duì)被輻射的材料進(jìn)行選擇或改性是進(jìn)行輻射滅菌必須首先要考慮的問題。38a三、有關(guān)滅菌的標(biāo)準(zhǔn)(一)工業(yè)濕熱滅菌確實(shí)認(rèn)和常規(guī)控制要求(IS011134)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)濕熱滅菌的工藝選擇，確認(rèn)滅菌工藝和控制常規(guī)滅菌的要求。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)涉及所有應(yīng)用濕熱滅菌工藝(包括飽和蒸汽和空氣—蒸汽混合氣體)，適用于所有進(jìn)行濕熱滅菌的生產(chǎn)企業(yè)或單位。包括四個(gè)方面：1．產(chǎn)品條件2．包裝條件3．設(shè)備4．滅菌工藝選擇39a(二)環(huán)氧乙烷滅菌確實(shí)認(rèn)和常規(guī)控制(ISO1135)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)氧乙烷(EO)滅菌工藝過程、滅菌工藝過程確實(shí)認(rèn)以及常規(guī)控制的要求和指導(dǎo)原那么。1．環(huán)氧乙烷滅菌工藝過程預(yù)處理→處理(抽真空→加溫→加濕)→滅菌(注入滅菌劑→保持一定時(shí)間→去除滅菌劑→放入空氣)→通風(fēng)其中處理和滅菌兩個(gè)過程為一個(gè)滅菌循環(huán)。(1)預(yù)處理(2)滅菌循環(huán)(3)通風(fēng)40a2．環(huán)氧乙烷滅菌確認(rèn)確認(rèn)包括滅菌裝置試運(yùn)行確認(rèn)和性能確認(rèn)(物理和微生物學(xué))兩個(gè)過程。〔1〕試運(yùn)行確認(rèn)〔2〕性能確認(rèn)①物理性能確認(rèn)②微生物學(xué)確認(rèn)41a3．環(huán)氧乙烷滅菌過程控制和檢測(cè)要記錄并保存每一個(gè)滅菌循環(huán)數(shù)據(jù)以證明滅菌過程到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，這些數(shù)據(jù)至少包括：(1)對(duì)預(yù)處理區(qū)內(nèi)最難到達(dá)規(guī)定條件的位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并記錄濕度和溫度；(2)開始時(shí)間和從預(yù)處理區(qū)內(nèi)移出每一滅菌負(fù)載的時(shí)間；(3)每一滅菌負(fù)載開始滅菌循環(huán)的時(shí)間；(4)在滅菌循環(huán)中從滅菌柜內(nèi)具有代表性位置測(cè)量的溫度和壓力；(5)證實(shí)氣體滅菌劑已注入到滅菌柜內(nèi)；(6)測(cè)定所用EO的量或柜內(nèi)EO的濃度；(7)記錄滅菌劑作用時(shí)間；(8)通風(fēng)過程中時(shí)間、溫度和壓力變化，以及通氣操作過程；(9)EO滅菌指示劑的試驗(yàn)結(jié)果。42a4.滅菌效果監(jiān)測(cè)和產(chǎn)品放行通過核對(duì)所有物理數(shù)據(jù)和滅菌指示劑，證明滅菌循環(huán)到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且產(chǎn)品到達(dá)滅菌要求。使用化學(xué)指示劑時(shí)，要求所有包內(nèi)和包外化學(xué)指示劑均要符合標(biāo)準(zhǔn)顏色。使用生物指示劑是更可靠的檢測(cè)滅菌效果的方法，通過存活曲線法或局部陰性法來測(cè)定微生物滅活能力。43a(三)生物指示劑(ISO11138系列標(biāo)準(zhǔn))本系列標(biāo)準(zhǔn)包括總那么，環(huán)氧乙烷滅菌用生物指示劑和濕熱滅菌用生物指示劑3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。生物指示劑應(yīng)和滅菌過程的物理監(jiān)測(cè)配合在一起使用，以證明滅菌過程的滅菌效果。當(dāng)滅菌過程中物理監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)超過了規(guī)定的范圍，不管生物指示劑獲得的結(jié)果如何，滅菌循環(huán)都不被認(rèn)可。生物指示劑的性能會(huì)受到使用前貯存環(huán)境、使用方法或暴露在滅菌循環(huán)時(shí)的技術(shù)所影響，因此應(yīng)按照生產(chǎn)廠家的說明書進(jìn)行貯存和使用。44a1．總那么(1)試驗(yàn)菌：試驗(yàn)菌應(yīng)是無需特殊設(shè)備和易于處理的菌株，這些菌株應(yīng)經(jīng)過鑒定，并由公認(rèn)的菌種保存中心保存。例如，環(huán)氧乙烷滅菌采用枯草桿菌芽孢，濕熱滅菌用嗜熱性脂肪桿菌芽孢。(2)試驗(yàn)菌懸液：制造廠商應(yīng)明確制備試驗(yàn)菌懸液的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，同時(shí)在培養(yǎng)和隨后的處理方法中，應(yīng)保證在載體染菌時(shí)使用的懸液不含有影響染菌載體或生物指示劑操作的培養(yǎng)基殘留物。制造廠商應(yīng)標(biāo)明試驗(yàn)菌的貯存條件和有效期，并對(duì)試驗(yàn)菌懸液進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，標(biāo)出活菌計(jì)數(shù)與總的被測(cè)微生物數(shù)量的百分比。45a(3)染菌載體：染菌載體的制備是將試驗(yàn)菌染在載體上，然后在控制條件下枯燥。生產(chǎn)一批染菌載體時(shí)，只能采用一批試驗(yàn)菌。同一批生物指示劑的染菌載體上試驗(yàn)菌數(shù)量應(yīng)相同。制造廠商應(yīng)明確染菌載體的保存條件和有效期，并且要有標(biāo)識(shí)和詳細(xì)的使用說明。(4)生物指示劑：生物指示劑應(yīng)在原始包裝內(nèi)將每個(gè)染菌載體分別包裝。原始包裝的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)保證在按要求的條件進(jìn)行貯存和運(yùn)輸時(shí)，染菌載體不會(huì)被污染或試驗(yàn)菌從載體上喪失。每個(gè)生物指示劑的原始包裝上應(yīng)標(biāo)識(shí)：試驗(yàn)菌名稱、批號(hào)、失效期、滅菌方法、制造廠家名稱和商標(biāo)以及地址?！?〕抵抗力測(cè)定：可通過成活曲線或局部陰性法來測(cè)定D值，并計(jì)算存活-殺滅時(shí)限。成活時(shí)間/劑量=D值×log〔初始菌數(shù)-2〕殺滅時(shí)間/劑量=D值×log〔初始菌數(shù)+4〕46a2．環(huán)氧乙烷滅菌用生物指示劑(1)試驗(yàn)菌：試驗(yàn)菌為枯草桿菌芽孢或其他被證明具有同等性的微生物。已證實(shí)BacillussubtilisNCTC100T3，CIP7718和ATCC9372為適宜茵株。(2)試驗(yàn)菌懸液：懸液所含活試驗(yàn)菌的數(shù)目應(yīng)在規(guī)定總數(shù)范圍±35％以內(nèi)?！?〕載體和內(nèi)包裝：確認(rèn)載體和內(nèi)包裝材料符合規(guī)定要求，試驗(yàn)條件為溫度≥55℃，相對(duì)濕度≥70％，氣體濃度≥800mg/L，暴露時(shí)間≥6h。(4)生物指示劑：在生產(chǎn)過程中，必須控制每個(gè)生物指示劑上可再生的試驗(yàn)菌數(shù)目，并限定在規(guī)定總數(shù)±50％之內(nèi)或標(biāo)明規(guī)定總數(shù)的最小值和最大值。日常監(jiān)測(cè)中使用的生物指示劑規(guī)定總數(shù)必須不小于1×106，規(guī)定增殖不大于1×105。47a3．濕熱滅菌用生物指示劑(1)試驗(yàn)菌：嗜熱性脂肪桿菌芽孢或其他被證明具有同等性的微生物。已證實(shí)BacillusstearothermophilusNCTC1003，DSM497，ATCCl2980，DSM22，CIP5281，DSM5934，ATCC7953，NCTC10007為適宜菌株。(2)試驗(yàn)菌懸液：懸液所含活試驗(yàn)菌的數(shù)目應(yīng)在規(guī)定總數(shù)范圍±35％以內(nèi)。(3)載體和內(nèi)包裝：確認(rèn)載體和內(nèi)包裝材料符合要求，試驗(yàn)條件溫度為145℃或不低于生產(chǎn)廠商規(guī)定的最大暴露溫度+5℃，暴露時(shí)間為30min或不少于生產(chǎn)產(chǎn)商規(guī)定的最大暴露時(shí)間。48a〔4〕生物指示劑：在生產(chǎn)過程中，必須控制每個(gè)生物指示劑上可再生的試驗(yàn)菌數(shù)目，并限定在規(guī)定總數(shù)±50％之內(nèi)或標(biāo)明規(guī)定總數(shù)的最小值和最大值范圍。日常監(jiān)測(cè)中使用的生物指示劑規(guī)定總數(shù)必須不小于1×105，規(guī)定增值不大于1×104?！?〕抵抗力：采用成活曲線或局部陰性法測(cè)定D值〔測(cè)定條件是暴露于濕熱12l±1℃、時(shí)間不少于1.5min〕，其對(duì)數(shù)倍數(shù)的D值應(yīng)不少于10min。49a(四)化學(xué)指示劑(IS011140系列標(biāo)準(zhǔn))

本系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可在蒸汽、環(huán)氧乙烷、電離輻照、蒸汽—福爾馬林或干熱滅菌過程中使用的化學(xué)指示劑要求。本系列標(biāo)準(zhǔn)包括通用要求、試驗(yàn)方法、用于多孔性物品滅菌器的高密度物品穿透試驗(yàn)裝置和用于非多孔性物品滅菌器的低密度物品穿透試驗(yàn)裝置4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。50a1．通用要求

(1)滅菌程序的關(guān)鍵參數(shù)各種不同類型的滅菌程序的關(guān)鍵參數(shù)不同

(2)指示劑生產(chǎn)

生產(chǎn)廠家應(yīng)按質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)(1SO9000系列標(biāo)準(zhǔn))制備指示劑

(3)指示劑說明書

在包裝箱內(nèi)技術(shù)說明書或指示劑單包裝上要標(biāo)明：指示劑的類型，指示劑預(yù)定的選擇變化等內(nèi)容。

2.指示劑分類

51a(1)程序指示劑(1級(jí))：用于單個(gè)單元(如包裝袋或箱)的滅菌程序。(2)特定試驗(yàn)的指示劑(2級(jí))：用于滅菌器或滅菌過程中的特定試驗(yàn)。(3)單項(xiàng)參數(shù)指示劑(3級(jí))：用于標(biāo)示某一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)是否到達(dá)標(biāo)定值。(4)多項(xiàng)參數(shù)指示劑(4級(jí))：用于標(biāo)示兩項(xiàng)或多項(xiàng)參數(shù)是否到達(dá)標(biāo)定值。(5)綜合指示劑(5級(jí))：用于標(biāo)示各滅菌周期內(nèi)所有關(guān)鍵參數(shù)是否到達(dá)滅菌要求。(6)模擬指示劑(周期驗(yàn)證指示劑)：用于指示各滅菌周期內(nèi)所有關(guān)鍵參數(shù)是否到達(dá)標(biāo)定值。52a(五)環(huán)氧乙烷殘留量的測(cè)定(IS010993-7)

被環(huán)氧乙烷(EO)滅菌后的藥用高分子材料，往往含有殘留的EO。由于EO有毒性，可導(dǎo)致皮炎、溶血、致畸，不排除接觸產(chǎn)生癌變的可能，所以殘留量EO應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。進(jìn)行EO滅菌后的藥用高分子材料應(yīng)測(cè)定其EO殘留量。

1．浸提液的制備將被測(cè)樣品截成小塊，精密稱取1g放入裝有500μl去離子水的頂空瓶中，密封，容器內(nèi)壓力為