刁立琴,康莉,付釗,高保栓,王亞茹
河北省醫(yī)療器械與藥品包裝材料檢驗研究院 (河北石家莊 050227)
殼聚糖創(chuàng)傷敷料是以殼聚糖為主材料制造成的一種生物產(chǎn)品,具有抑菌消炎、止血止痛、促進創(chuàng)面愈合、滋養(yǎng)修復黏膜、免疫調節(jié)活性的作用。殼聚糖創(chuàng)傷敷料作為一種新型的創(chuàng)傷敷料,已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)敷料,廣泛用于臨床創(chuàng)傷和傷口的愈合。
細胞毒性實驗是進行生物學評價的重要檢測指標。GB/T 16886.5-2017《醫(yī)療器械生物學評價 第5部分:體外細胞毒性試驗》是最新的國家標準,其中MTT 法是目前常用的細胞毒性檢測方法。由于該標準僅規(guī)定了共性的實驗方法,并沒有明確規(guī)定如何選擇合理的樣品制備方法,因此,針對殼聚糖創(chuàng)傷敷料這類可溶性產(chǎn)品,本研究結合YY 0953-2016 《醫(yī)用羧甲基殼聚糖》的行業(yè)標準,進行了一系列的對比實驗,以探討不同的樣品制備方法對殼聚糖創(chuàng)傷敷料細胞毒性實驗結果的影響。
材料:殼聚糖創(chuàng)傷敷料,陽性對照材料為20%的二甲基亞砜(dimethylsulfoxide,DMSO),陰性對照材料為高密度聚乙烯。
細胞:小鼠成纖維細胞L-929(中國科學院上海生命科學院細胞資源中心)。
主要試劑:1640培養(yǎng)基(北京Solarbio生物科技有限公司);MEM培養(yǎng)基[賽默飛世爾(蘇州)儀器有限公司];胎牛血清(Biological Industries Israel Beit Haemek Ltd);DMSO(SIGMA-ALDRICH);異丙醇(天津市百世化工有限公司);高密度聚乙烯膜(Hatano Research Institute,F(xiàn)DSC);0.9%氯化鈉注射液(石家莊四藥有限公司);MTT(Sigma公司),溶于不含酚紅的MEM中,濃度為1 mg/ml,溶液采用過濾器(孔徑≤0.22 μm)經(jīng)無菌過濾法除菌,過濾后當天使用。
材料浸提液制備(表1):將樣品按不同的浸提介質和浸提比例分為1~4組,其中按6 cm2/ml 加入含10%胎牛血清的MEM 培養(yǎng)基,在5% CO2培養(yǎng)箱中37 ℃浸提24 h 后作為浸提液1組;同法以含10%胎牛血清的1640培養(yǎng)基和0.9%氯化鈉注射液制備浸提液2組和浸提液3組;每組設置100%浸提液和50%浸提液,分別標示為1a 組、1b 組、2a 組、2b 組和3a 組、3b 組[1]。將樣品按2 mg/ml 的比例加入含10%胎牛血清的MEM 培養(yǎng)基,在5% CO2培養(yǎng)箱中37 ℃浸提24 h 后作為浸提液4組[2]。
對照材料浸提液制備。陰性對照液:取高密度聚乙烯膜按表面積3 cm2/ml 的比例加入含10%胎牛血清的MEM(1640或0.9%氯化鈉注射液)培養(yǎng)基,在5% CO2培養(yǎng)箱中37 ℃浸提24 h。陽性對照液:20%的DMSO。
表1 浸提液制備分組
細胞毒性實驗方法:將1×105/ml 細胞懸液接種于96孔板,每孔100 μl;置5% CO2培養(yǎng)箱中37 ℃培養(yǎng)24 h 后,棄去原培養(yǎng)液;加入樣品浸提液、空白對照液、陰性對照液和陽性對照液,每孔100 μl 置CO2培養(yǎng)箱中37 ℃培養(yǎng)24 h;除去原培養(yǎng)液,每孔加入50 μl MTT 溶液;繼續(xù)培養(yǎng)2 h 后除去孔內MTT 溶液,加入100 μl 異丙醇,振蕩10 min,在酶標儀570 nm 和650 nm 雙波長下測定吸光度(OD 值),按下式計算存活率:
存活率(%)=(100×OD570e)/ OD570b
注: OD570e為實驗樣品組(陰性、陽性對照組)吸光度平均值,OD570b為空白對照組吸光度平均值[3]。
細胞存活率結果顯示,3a組(80%)>1a組(69%)>2a組(18%);4組(93%)>1a組(69%),表明殼聚糖創(chuàng)傷敷料在不同的浸提介質和浸提比例下,細胞毒性結果差異顯著,見表2~5。
表2 GB/T 16886.5-2017 MTT 法實驗結果(MEM 組,6 cm2/ml)
表3 GB/T 16886.5-2017 MTT 法實驗結果(1640組,6 cm2/ml)
表4 GB/T 16886.5-2017 MTT 法實驗結果(0.9%氯化鈉注射液組,6 cm2/ml)
表5 GB/T 16886.5-2017 MTT 法實驗結果(MEM 組,2 mg/ml)
表2~4結果顯示,殼聚糖創(chuàng)傷敷料在其他方法相同,僅浸提介質不同的情況下,細胞存活率結果出現(xiàn)顯著差異,0.9%氯化鈉注射液組>MEM 組>1640組。我們分析認為,殼聚糖創(chuàng)傷敷料在3種浸提介質中都能很好地溶解,0.9%氯化鈉注射液的成分相對單一,而1640和MEM 中含有多種氨基酸和葡萄糖等,成分相對復雜,在和樣品浸提的過程中,可能因不同成分和樣品相互作用,甚至發(fā)生反應,導致最終的浸提液差異,因此,不能簡單以細胞存活率的高低來判定哪種浸提介質是適宜的,應結合臨床實際應用,模擬創(chuàng)面體液環(huán)境,才能保證評價結果的臨床預期。
表2~5結果顯示,浸提介質均選擇含10%胎牛血清的MEM,按2 mg/ml 浸提比例的細胞存活率結果明顯高于按6 cm2/ml 浸提比例的結果。按GB/T 16886.12-2017中規(guī)定選用面積比,根據(jù)產(chǎn)品厚度<0.5 mm,選擇6 cm2/ml;同時,YY 0953-2016標準中6.18.2規(guī)定,可用0.9%氯化鈉注射液配制成含羧甲基殼聚糖2 mg/ml 溶液作為實驗液。對比2 mg/ml 和6 cm2/ml 浸提比例,按質量/體積同等換算為面積/體積比,浸提液相當于稀釋了8倍,雖然得到的細胞存活率結果較高,但是否與實際應用一致有待考證。
GB/T 16886.12-2017中規(guī)定,有質量比為0.2 g/ml 和0.1 g/ml 兩種浸提比例。但是,對于殼聚糖創(chuàng)傷敷料這種可溶性產(chǎn)品,這兩種浸提比都難以使產(chǎn)品充分溶解,無法獲取浸提液,顯然這兩種浸提方法都不適用此類產(chǎn)品,因此,從臨床應用情況考慮,我們認為采用面積比更加貼合實際。
實驗樣品的前期制備對結果起著關鍵作用。GB/T 16886.12-2017雖然給出了樣品制備的原則,卻是對醫(yī)療器械的通用要求,針對具體品種,需要實驗者或者企業(yè)自己選擇。從本研究結果可知,對于殼聚糖創(chuàng)傷敷料這類產(chǎn)品,不同的樣品制備方法在同一實驗室內結果差異顯著,而且針對其可溶性這類特性,因為沒有統(tǒng)一的制備方法,即使相同的產(chǎn)品在不同的實驗室間也會出現(xiàn)很大差異,這不僅不利于國家對同類產(chǎn)品的監(jiān)管評判,也對現(xiàn)有的標準方法提出了挑戰(zhàn)。隨著市場上醫(yī)療器械產(chǎn)品日益豐富,材質特性日益多元化,我們認為,有必要根據(jù)醫(yī)療器械產(chǎn)品特性,制定相關的產(chǎn)品標準,才能保障產(chǎn)品的安全有效。