止血海綿溶血試驗(yàn):評(píng)估血液相容性的關(guān)鍵步驟
止血海綿作為直接接觸血液的醫(yī)療器械,其生物相容性至關(guān)重要。其中,溶血試驗(yàn)是評(píng)估其是否會(huì)引起紅細(xì)胞破裂(溶血)的關(guān)鍵體外測試,直接關(guān)系到產(chǎn)品的臨床安全性。本試驗(yàn)?zāi)M止血海綿與血液接觸的場景,定量檢測其引發(fā)溶血的程度。
一、 試驗(yàn)?zāi)康呐c原理
- 目的: 評(píng)價(jià)止血海綿或其浸提液是否會(huì)引起紅細(xì)胞溶解,釋放血紅蛋白,從而判斷其對(duì)紅細(xì)胞的破壞程度。這是評(píng)估醫(yī)療器械血液相容性的基本要求之一。
- 原理: 將止血海綿樣本(或浸提液)與稀釋的抗凝新鮮血液(通常為兔血或人血)在特定條件下(如37℃)共同孵育一定時(shí)間。紅細(xì)胞膜若受到材料中化學(xué)物質(zhì)或物理作用的損傷,會(huì)破裂并釋放出血紅蛋白。通過離心分離未溶解的紅細(xì)胞后,測定上清液中游離血紅蛋白的濃度,計(jì)算相對(duì)于陽性對(duì)照(通常為蒸餾水,引起完全溶血)和陰性對(duì)照(通常為生理鹽水,不引起溶血)的溶血率,以此量化材料的溶血潛能。
二、 試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
本試驗(yàn)主要遵循國際公認(rèn)的醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):
- ISO 10993-4: 《醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià) 第4部分:與血液相互作用試驗(yàn)選擇》
- ISO 10993-5: 《醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià) 第5部分:體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)》(雖然主要針對(duì)細(xì)胞毒性,但溶血試驗(yàn)常被包含或參照其原則)
- GB/T 16886.4 / GB/T 16886.5: 中國國家標(biāo)準(zhǔn)(等同采用ISO 10993-4 / 10993.5)。
三、 主要試驗(yàn)材料與試劑
- 止血海綿樣品:
- 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求制備一定表面積或質(zhì)量的樣品。
- 直接接觸法: 將樣品切割成適宜大小的小塊。
- 浸提法: 將樣品按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比例(如0.2g/mL或6cm²/mL)浸入生理鹽水或適宜的溶劑中,在一定溫度(如37℃或50℃、70℃)下提取規(guī)定時(shí)間(如24小時(shí)、72小時(shí)),取上清液作為測試液。浸提條件需根據(jù)產(chǎn)品特性和預(yù)期臨床應(yīng)用選擇。
- 抗凝全血: 新鮮采集的健康兔血或人血(通常建議使用兔血),使用適宜的肝素鈉或枸櫞酸鈉溶液抗凝。
- 陰性對(duì)照: 生理鹽水(0.9%氯化鈉溶液)。
- 陽性對(duì)照: 蒸餾水或去離子水(確保完全溶血)。
- 稀釋液: 生理鹽水,用于稀釋血液。
- 離心管、移液器、吸頭、試管等。
- 恒溫水浴箱: 維持(37±1)℃。
- 離心機(jī)。
- 分光光度計(jì): 用于測定上清液吸光度(常用波長540nm或545nm附近血紅蛋白的最大吸收峰)。
四、 試驗(yàn)步驟概要
- 血液稀釋: 將抗凝全血用生理鹽水稀釋至適當(dāng)濃度(如4%或8% V/V),制備成稀釋兔血(或人血)。
- 樣品/浸提液準(zhǔn)備: 準(zhǔn)備好止血海綿樣品塊或浸提液。
- 分組與加樣(示例):
- 空白對(duì)照組: 生理鹽水 + 稀釋血液。
- 陰性對(duì)照組: 生理鹽水 + 稀釋血液。
- 陽性對(duì)照組: 蒸餾水 + 稀釋血液。
- 樣品組: 止血海綿樣品/浸提液 + 稀釋血液。
- (每組通常設(shè)平行樣)
- 孵育: 將各組試管輕輕混勻,置于(37±1)℃恒溫水浴中孵育規(guī)定時(shí)間(通常為3±0.1小時(shí))。
- 離心: 孵育結(jié)束后,將各組試管離心(例如800-1000g,5分鐘),使未破裂的紅細(xì)胞沉淀。
- 吸光度測定: 小心吸取各管上清液,用分光光度計(jì)在選定波長(如540nm或545nm)測定吸光度(OD值)。用空白對(duì)照組(生理鹽水+稀釋血液離心后的上清液)調(diào)零。
五、 結(jié)果計(jì)算與判定
- 計(jì)算溶血率:
溶血率 (%) = [(OD樣品 - OD陰性對(duì)照) / (OD陽性對(duì)照 - OD陰性對(duì)照)] × 100%
* `OD樣品`: 止血海綿樣品/浸提液組的吸光度平均值。 * `OD陰性對(duì)照`: 陰性對(duì)照組(生理鹽水)的吸光度平均值。 * `OD陽性對(duì)照`: 陽性對(duì)照組(蒸餾水)的吸光度平均值(代表100%溶血)。
2. 結(jié)果判定(參考ISO 10993-5原則):
* 若計(jì)算得出的溶血率小于5%,通常認(rèn)為該止血海綿樣品無溶血性,符合生物學(xué)安全性的基本要求。
* 若溶血率大于或等于5%,則判定該止血海綿樣品具有溶血性。此時(shí)需結(jié)合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、材料、臨床接觸方式等因素進(jìn)行綜合分析,判斷風(fēng)險(xiǎn)是否可接受,或需要進(jìn)一步研究(如改進(jìn)材料、工藝、重復(fù)試驗(yàn)、進(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn)等)。
六、 試驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)與注意事項(xiàng)
- 血液質(zhì)量: 使用新鮮、健康的抗凝血至關(guān)重要。血液存放時(shí)間過長或處理不當(dāng)會(huì)影響結(jié)果。
- 無菌操作: 盡可能在無菌或潔凈條件下操作,避免微生物污染干擾。
- 溫度與時(shí)間控制: 孵育溫度和時(shí)間的嚴(yán)格控制對(duì)結(jié)果重現(xiàn)性非常重要。
- 樣品制備: 浸提條件(溫度、時(shí)間、比例)的選擇應(yīng)能充分反映材料潛在的溶出物。
- 對(duì)照設(shè)置: 陰性對(duì)照和陽性對(duì)照必須有效且結(jié)果符合預(yù)期(陰性對(duì)照接近0%,陽性對(duì)照接近100%溶血),否則試驗(yàn)無效。
- 平行樣: 設(shè)置平行樣以減少誤差。
- 離心條件: 確保離心力足夠沉淀未溶血的紅細(xì)胞,但又不會(huì)引起額外的機(jī)械性溶血。
七、 意義與局限性
- 意義:
- 初步篩選: 快速、相對(duì)經(jīng)濟(jì)地篩選止血海綿材料或其溶出物對(duì)紅細(xì)胞膜的破壞作用。
- 安全性指標(biāo): 是評(píng)價(jià)醫(yī)療器械血液相容性的核心指標(biāo)之一,直接關(guān)系到臨床應(yīng)用的安全性。
- 質(zhì)量控制: 作為產(chǎn)品放行或工藝變更后的重要生物安全性檢測項(xiàng)目。
- 局限性:
- 體外模擬: 體外環(huán)境無法完全模擬體內(nèi)復(fù)雜的血液流動(dòng)、細(xì)胞相互作用、代謝清除等過程。
- 單一指標(biāo): 僅評(píng)價(jià)對(duì)紅細(xì)胞的急性損傷,不反映對(duì)血小板、白細(xì)胞或凝血系統(tǒng)的影響。
- 材料與血液比例: 試驗(yàn)中設(shè)定的材料表面積/質(zhì)量與血液體積的比例可能無法精確對(duì)應(yīng)實(shí)際臨床接觸情況。
結(jié)論
止血海綿溶血試驗(yàn)是評(píng)估其生物相容性,特別是血液相容性的基礎(chǔ)性、強(qiáng)制性測試。通過標(biāo)準(zhǔn)化的方法定量檢測材料引起紅細(xì)胞溶解的程度,為判斷產(chǎn)品是否具有溶血風(fēng)險(xiǎn)提供關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果(溶血率是否小于5%)是評(píng)價(jià)止血海綿能否安全接觸血液的重要門檻。然而,該結(jié)果需結(jié)合其他生物相容性試驗(yàn)(如細(xì)胞毒性、致敏性、刺激或皮內(nèi)反應(yīng)、凝血試驗(yàn)、補(bǔ)體激活試驗(yàn)等)以及產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)、預(yù)期用途和臨床前/臨床數(shù)據(jù),才能對(duì)其生物安全性做出全面、客觀的評(píng)價(jià)。嚴(yán)格遵守國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和判定,是保證試驗(yàn)結(jié)果可靠性和可比性的關(guān)鍵。