一次性使用导尿管细胞毒性试验研究

侯 丽，曾冬明，王 昕，郑秀娥

国家食品药品监督管理局济南医疗器械质量监督检验中心，山东省医疗器械生物学评价重点实验室，济南，250101

一次性使用导尿管细胞毒性试验研究

【作 者】侯 丽，曾冬明，王 昕，郑秀娥

国家食品药品监督管理局济南医疗器械质量监督检验中心，山东省医疗器械生物学评价重点实验室，济南，250101

为了进一步明确目前导尿管的毒性情况，对进行注册检测的一次性使用导尿管类产品进行了细胞毒性试验评价，并就试验方法与导尿管材质间的关系进行了分析。分析结果表明，在导尿管的上市检测中加强细胞毒性的检测，对于临床导尿管的选择，有着重要的指导意义。

导尿管；细胞毒性；尿道感染和狭窄

一次性使用导尿管是经由尿道插入膀胱，通过吸附、负压和虹吸等作用引流尿液出体外的管腔类产品。在我国，按照《医疗器械分类目录》，其管理类别为 II 类。由于导尿管在临床应用日益普遍，而且随着医疗技术的不断发展，导尿管的材质、种类和功能等日益增加，临床出现粘膜损伤（刺激）、感染的问题也日益得到重视，因此应该对其安全性和有效性加以必要的控制。根据GB/T16886试验选择指南，导尿管属于黏膜接触类产品[1]，应进行的生物学评价试验有粘膜刺激、皮肤致敏和细胞毒性等试验，其中的细胞毒性试验，早已被公认为是鉴别筛选具有良好生物相容性材料和最敏感的一种体外试验方法。但由于导尿管材质不同，细胞毒性试验结果差别很大。我们对2011下半年本实验室检测的一次性使用导尿管类产品进行了细胞毒性试验评价，其结果可供该同类产品的注册检测和临床选用导尿管作参考。

1 试验样品与方法

1.1 试验样品

本次进行细胞毒性研究的导尿管样品量为34个，其中材质为硅橡胶和PVC的有9个，乳胶类（包括硅化乳胶导尿管）有25个，基本涵盖了目前临床使用中的主要导尿管种类。

1.2 试验方法

1.2.1 样品浸提液和对照浸提液的制备

1.2.1.1 样品浸提液的制备

根据GB/T16886.12-2005标准，分别按4 g/20 ml（简称试验一）和1.25 cm2/ml（简称试验二）两种浸提比例进行浸提[2]，设置三个浓度梯度分别为100%、50%和25%，浸提介质均为含血清细胞培养基，浸提温度37±1oC，浸提时间72±2 h。

1.2.1.2 阴性和阳性对照

阴性对照物为高密度聚乙烯，购自Hatano Research Institute/Food and Drug Safety Center, Japan。

阳性对照物为0.25%ZDBC的聚氨酯，购自Hatano Research Institute/Food and Drug Safety Center, Japan。

按4 g/20 ml浸提介质（含血清细胞培养基）的比例，37±1oC浸提72±1 h。分别制备阴性、阳性对照供试液。

1.2.1.3 溶剂对照

将不含试验材料的细胞培养液（含10%血清），于37±1oC中同法处理72±1 h。

1.2.2 试剂与细胞

MEM培养基，赛默飞世尔生物化学制品（北京）有限公司产品，批号为NWE0403，胎牛血清，杭州四季青生物工程材料有限公司产品，批号为100517，细胞：小鼠成纤维细胞L929，购自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所。

1.2.3 试验方法

按照ISO10993-5：2009医疗器械生物学评价 第5部分 体外细胞毒性试验MTT法进行检测[3]。

2 结果

根据本次试验细胞毒性试验结果，将导尿管大体分为两类：按两种浸提方法试验结果均不大于1级，有硅橡胶和PVC类，共9个产品；按两种浸提方法试验结果均大于1级，有乳胶类（包括硅化乳胶），共25个产品。根据试验结果的不同又分为以下两组。

2.1 按0.2 g/ml的比例进行浸提时，细胞毒性试验结果为在100%浓度为4级（50%浓度4级，25%浓度不大于2级）的有14个，占全部样品的41.2%。而以上产品按1.25 cm2/ml的比例浸提时，细胞毒性结果明显优于上述结果：100%浓度大于2级（小于4级）的仅有4个（50%浓度大于2级2个，50%浓度1级2个），占全部样品的11.8%；100%浓度不大于2级的有10个，占全部样品的29.4%（如表1所示）。

表1 两种不同浸提比例细胞毒性结果Tab.1 The cytotoxicity result of two different extraction ratios

2.2 按照0.2 g/ml的比例进行浸提时，细胞毒性试验结果在100%浓度为4级（50%浓度4级，25%浓度大于2级）的有11个，占全部样品的32.4%。而以上产品按1.25 cm2/ml的比例浸提时，100%浓度仍为4级的有9个，占全部样品的26.5%（其中，50%浓度仍为4级的有3个，占8.8%）；100%浓度不大于2级的有2个，占全部样品的5.9%（如表2所示）。

表2 两种不同浸提比例细胞毒性结果Tab.2 The cytotoxicity result of two different extraction ratios

3 结果分析

3.1 浸提方法的选择

根据本类产品的临床使用特点，接触人体的部位为外表面（内腔用来冲洗和引流尿液未接触人体），因此我们在试验时没有将试验材料加工成小段样品或是选择整体浸提，而是在无菌条件下选用合适的干净的化学惰性的封闭容器做为浸提器具，只有导尿管外表面接触浸提介质（导尿管两端保持在浸提介质以上），将试验系统对细胞毒性试验结果的影响降低到最小限度，因而试验系统对试验结果的影响因素基本被排除。根据GB/T16886.12导尿管属于不规则形状固体器械，选择0.2 g/ml的浸提比例。另外，考虑到样品的管壁厚度能更客观地反映试验结果，我们在实验中又选择了1.25 cm2/ml的浸提比例。按照GB/T16886.5，由于含血清的细胞培养基既能支持细胞生长，又能做为极性和非极性浸提介质，故在本次研究中选择含血清的细胞培养基作为浸提介质。为了尽可能地模拟临床使用，将浸提时间延长至72±1 h。

由于硅橡胶和PVC材质的生物相容性较好，在两次试验结果中细胞毒性均不大于1级。而在试验一（按0.2 g/ml的比例进行浸提）中，当浸提液浓度为100%和50%时，除了硅橡胶或PVC类材质外的导尿管细胞毒性结果均为4级，各种材质间试验结果没有差异。这显然不利于不同材质毒性的筛选与样品间毒性的分析判断。考虑到细胞毒性普遍偏大，因此将硅橡胶或PVC类材质外的导尿管的试验浓度进一步稀释，即选择25%浓度又进行了试验，结果出现了一定的分布性。在试验二（按1.25 cm2/ml的比例进行浸提）中，试验结果表明，硅橡胶或PVC类导尿管细胞毒性绝大多数仍为1级，甚至出现了0级的结果；其余材质的导尿管毒性较第一次试验降低，47%导尿管的细胞毒性可小于4级，毒性4级的导尿管仅占导尿管产品的26.4%。进一步选择25%浓度对这部分产品继续试验，全部导尿管均可达2级以下毒性。试验结果充分反映出了不同材质导尿管间存在细胞毒性差异。

两次试验结果之间的差异表明，样品制备是材料进行本试验的关键步骤，试验前必须详细了解材料的性质，根据具体的样品选择合适的试验方法，设定合适的试验浓度梯度，能够更真实、准确地反映样品的毒性。

3.2 关于材质的分析

经调查，我国医院中使用的导尿管主要分为四类[4]：① 采用橡胶或有机物如聚氯乙烯( PVC)、聚氨酯( PU) 的导尿管，目前临床使用较少；② 硅化乳胶导尿管，即在天然乳胶导尿管表面包被一层硅橡胶，以其适中的价格在临床广泛使用；③ 硅橡胶导尿管；④ 带涂层导尿管，即在导尿管表面涂上抗菌涂层或改性的亲水性材料。从我们实验室2011年下半年注册检测的产品可以看出，目前我国生产和注册硅橡胶导尿管的企业相对较少，乳胶类产品还占有较大的比例。另外，鉴于样本量问题，本次研究没有包括第四类导尿管。

在本次分析研究中可知，由于硅胶类和PVC类导尿管产品的生物相容性较好，细胞毒性试验结果较为统一。在其它类导尿管中，相同材质的产品其细胞毒性结果大多数较为一致，但部分导尿管细胞毒性结果有较大差异。在按0.2 g/ml的比例浸提，浓度为25%进行试验时，41.2%的导尿管细胞毒性为4级，32.4%的导尿管细胞毒性为为2级，其级差达两级。这说明产品间同材不同质的现象较为明显。这其中除了材料本身的细胞毒性外，生产过程中工艺、配料、助剂和添加剂使用比例不正确也会造成部分影响，即不同生产商或者不同品牌间的产品质量控制水平参差不齐。这就提示在我国当前情况下，在导尿管的注册技术审评过程中（省级或国家级技术审评部门），对细胞毒性较大的导尿管类产品要根据检测结果客观地进行评价，既不能一味放宽本身细胞毒性较大材料的要求，又不能因为毒性较大拒绝产品的上市。评估样品的毒性不能仅凭材质或工艺就作出结论，对每个样品或样品的每个组件的毒性评价，都必须以实验数据为基础。

据相关文献报道[4-5]，导尿管留置于尿道后，毒性物质释放，可引起尿道粘膜的化学性损伤，促使尿道感染和狭窄的发生。目前，在我国不同水平的医疗机构中，由于价格和认识的原因，需要长期留置导尿管的病人可能会选择不同材质的产品。因此，在导尿管上市前进行细胞毒性的检测，对导尿管的毒性大小进行评估，同时结合导尿管的理化性能进行综合考虑，对于指导临床选择导尿管，从而减少尿道刺激、感染或狭窄的发生有着重要的现实意义。

[1] GB/T16886.1-2001, 医疗器械生物学评价第1部分: 评价与试验[S].

[2] GB/T16886.12-2005, 医疗器械生物学评价第12部分: 样品制备与参照样品[S].

[3] ISO10993-5: 2009 医疗器械生物学评价 第5部分: 体外细胞毒性试验[S].

[4] 许宏, 韦莉萍. 留置导尿相关感染的研究进展[J]. 护士进修杂志, 2005, 20 (1): 7-8.

[5] 陈策, 钱云程, 高清元. 留置导尿管致尿道狭窄107例[J], 人民军医, 2000, 43(09): 510.

The Cytotoxicity Study of Sterile Urethral Catheter for Single Use

【Writers】Hou Li, Zeng Dongming, Wang Xin, Zheng Xiue

State Food and Drug Administration Jinan Quality Supervision and Inspection Center for Medical Devices. Key lab of

biological evaluation of medical devices of Shandong province ,Jinan, 250101 WTo further demonstrate the toxicity of the catheter, cytotoxicity evaluation was conducted in registration inspection products and the relationship between testing methods and materials were analyzed. This result showed that to strengthen cytotoxicity assay in registration inspection is important to choose catheter in clinic.

catheter, cytotoxicity, urinary tract infection and stricture

R318

B

10.3969/j.issn.1671-7104.2012.03.016

1671-7104(2012)03-0213-02

2012-01-16

侯丽，E-mail:521keren@sina.com