模拟宫腔液中葡萄糖对铜腐蚀的影响

2015-06-09王树云杨朝菊潘红梅王树松

疑难病杂志 2015年5期

王树云，杨朝菊，潘红梅，王树松

临床研究

模拟宫腔液中葡萄糖对铜腐蚀的影响

王树云，杨朝菊，潘红梅，王树松

目的探讨模拟宫腔液中葡萄糖对铜腐蚀的影响。方法应用TCu380A进行了模拟宫腔液浸泡实验，设定模拟宫腔液葡萄糖浓度(分别为0.125、0.250、0.500、0.750、1.000 g/L)，采用原子吸收分光光度法测定浸泡液中铜离子浓度，分析葡萄糖浓度对铜离子释放的影响。结果放置初期铜离子释放速率较快，随着浸泡时间的延长其释放速率迅速减慢，并在7周左右达到稳定。随着葡萄糖浓度的增加，铜释放速率增加，铜腐蚀累积量随之增加，当葡萄糖浓度>0.50 g/L时其铜腐蚀累积量无明显变化(P>0.05)。随着pH值的增加，铜离子释放速率减少；不同pH值葡萄糖浓度为0.75 g/L与0.50 g/L的铜腐蚀累积量间无明显变化(F=2.253、2.846、1.861，P>0.05)，说明宫腔液中高于0.50 g/L葡萄糖浓度对铜腐蚀没有明显影响。结论 TCu380A铜释放速率随着葡萄糖浓度的增加而升高，随pH增高而降低，葡萄糖0.50 g/L浓度对TCu380A铜腐蚀呈饱和浓度。

宫内节育器；铜离子；腐蚀；葡萄糖

含铜宫内节育器(copper-bearing intrauterine device，CuIUD)是目前我国育龄妇女应用最为广泛的避孕节育器械[1，2]，因其在宫腔内腐蚀释放出铜离子而产生较好的避孕效果，因此宫内节育器内铜的腐蚀行为直接关系到CuIUD的有效性和安全性。由于个体差异,人体宫腔液的成分也各异，不同成分及浓度宫腔液对CuIUD中铜的腐蚀行为有不同影响[1～3]。葡萄糖对铜离子释放行为的影响未见报道。现以TCu380A宫内节育器为例，观察宫腔液中葡萄糖浓度对铜离子释放情况的影响。

1 材料与方法

1.1 材料 TCu380A宫内节育器由天津医疗器械厂生产，由2节铜套加1节铜丝组成，铜纯度为99.99%。TAS-986型原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

铜测定条件：Cu空心阴极管，空气—乙炔火焰(空气5 L/min，乙炔1.5 L/min)，灯电流为3 mA，测定波长为324.8 nm，光谱带宽为0.4 nm。

1.2 模拟宫腔液和标准曲线的建立标准模拟宫腔液组成:NaCl 4.97 g/L、KCl 0.224 g/L、CaCl20.167 g/L、NaHCO30.25 g/L、葡萄糖0.50 g/L、NaH2PO4·2H2O 0.072 g/L，用1 mol/L的HCl溶液调节模拟宫腔液pH值为7.0[4]。标准曲线的建立：将铜标准液1 mg/ml用1%硝酸稀释，制备得10 μg/ml铜储备液。再分别吸取铜储备液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、2.0 ml于10 ml的容量瓶中，用模拟宫腔液定容，即得到浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0和2.0 μg/ml的系列标准溶液，测定吸光度并制作标准曲线。配制0.2、1.0、2.0 μg/ml的铜标准溶液，进行精密度与回收率实验，重复操作5次。经测定得的标准曲线为: A=0.1213C+0.0097，其中A表示吸光度值，C表示铜浓度(μg/ml)。在0.2～2.0 μg/ml范围内，A和C线性关系良好。平均精密度为1.45%，平均回收率为98.3%，符合分析方法的要求。

1.3 铜离子体外释放的影响因素 (1)葡萄糖浓度：将标准模拟宫腔液中葡萄糖浓度调整为：0.125、0.250、0.500、0.750和1.00 g/L。(2)pH值：将标准模拟宫腔液中pH调整为6.5、7.0和7.5，则葡萄糖浓度调整为：0.25、0.50和0.75 g/L。

1.4 体外Cu2+释放方法每个实验采用5只CuIUD，每只分别浸入盛有50 ml上述各条件下模拟宫腔液的锥形瓶中密封，置于(37.0±0.1)℃的恒温箱中，采取换液的办法。起初每天换1次液，1周后每2 d换1次液，30 d后每周换1次液。以保证铜离子释放环境达到所要求的“漏槽”状态，用火焰原子吸收法测浸提液的铜离子浓度。

2 结果

2.1 TCu380A铜离子释放从标准模拟宫腔液时铜释放速率与浸泡时间的变化曲线可以看出，浸泡初期释放速率较快，随着浸泡时间的延长其释放速率迅速减慢，并在7周左右达到稳定。不同葡萄糖浓度时其铜释放曲线基本相似。见图1。

图1 TCu380A在标准模拟宫腔液中铜释放速率与浸泡时间的变化曲线

2.2 不同葡萄糖浓度对铜腐蚀的影响在模拟宫腔液中，随着葡萄糖浓度的增加，TCu380A中铜释放速率增加，铜腐蚀累积量随之增加；随着浸泡时间的延长，铜腐蚀累积量增加。见表1。葡萄糖浓度≥0.50 g/L的3组铜腐蚀累积量间没有明显差异(P>0.05)。说明宫腔液中0.50 g/L葡萄糖浓度对铜腐蚀速率来说已经呈饱和浓度。

表1 不同葡萄糖浓度时TCu380A铜腐蚀累积量

注：与0.125 g/L比较，aP<0.05；与0.250 g/L比较，bP<0.05

2.3 不同pH值下葡萄糖浓度对铜腐蚀的影响在模拟宫腔液中，随着pH值的增加，TCu380A中铜释放速率减少，铜腐蚀累积量随之减少；在相同浸泡时间时，铜腐蚀累积量随pH值的增加而减少(F=9.766、13.672、12.414、14.628,P<0.05)。不同pH值时葡萄糖浓度为0.50 g/L与0.75 g/L的铜腐蚀累积量间没有明显差异(F=2.253、2.846、1.861,P>0.05)。说明宫腔液中高于0.50 g/L葡萄糖浓度对铜腐蚀没有明显影响。同一pH值时，随着葡萄糖浓度的增加，TCu380A中铜释放速率、铜腐蚀累积量均随之增加，其增加趋势同2.2项之描述。见表2。

3 讨论

CuIUD在宫腔中通过腐蚀释放出铜离子，会引起子宫内膜局部的炎性反应，并且会引起组织中细胞和宫腔液成分的变化。从CuIUD中释放的活性物质，能抑制或杀灭精子，同时对孕卵形成、卵泡着床等各环节起抗生育作用，从而显著提高避孕效果[3]。

表2 不同葡萄糖浓度时TCu380A铜腐蚀累积量

注：与pH 6.5相同葡萄糖浓度比较，aP<0.05; 同一pH值时，与葡萄糖0.25 g/L比较，bP<0.05

金属铜在模拟宫腔液中在其表面生成氧化亚铜氧化膜，氧化亚铜在溶液中形成铜离子。其中氧化膜起到阻碍腐蚀的作用[5]。如式(1)、(2)。

8Cu+2H2O+O2→4Cu2O+4H++4e-

(1)

Cu2O+2H+→2Cu2++H2O+2e-

(2)

本实验显示，TCu380A在浸入模拟宫腔液的初始阶段铜腐蚀速率很高，随着氧化亚铜的生成量增加，铜表面氧化膜逐渐致密，反应速率趋于缓慢稳定。理想的CuIUD应该是使宫腔局部维持在高浓度，以发挥其避孕节育的作用。TCu380A的铜表面积为380 mm2，能固定在子宫底部子宫肌层，被认为是一种高效、安全的宫内节育器[6]。

TCu380A中铜丝和铜管在浸入模拟宫腔液的初始阶段腐蚀速率很高，随着铜离子的释放，腐蚀产物沉积在表面，阻碍了腐蚀反应的进行，释放速率趋于平缓。在图1中发现第36天时，铜释放速率高出前后两时间点，可能存在暴释现象，有待于缩短换液时间得到证实。有研究显示[7，8]，植入宫内前期含铜宫内节育器都有不同程度的暴释现象,TCu380A铜离子的暴释现象最严重,这与Tcu380A的铜表面积最大有直接关系。研究结果表明[9]，Cu2+浓度越大，避孕效果越好，同时不良反应也越严重，容易造成出血和经期延长等现象，这是因为高溶蚀量的Cu2+会促进子宫内膜血管内皮生长因子(VEGF)的分泌，造成子宫的异常出血[10，11]。

有实验表明[12～14]，CuIUD浸泡在模拟宫腔液中其成分对Cu2+的释放速率影响较大，氯化物因氯离子对的侵蚀作用而加速Cu2+的释放，酸式盐使溶液的pH值增加而降低Cu2+的释放，蛋白质通过加速铜的阳极溶解过程而促进铜的释放。葡萄糖浓度是影响铜释放速率的主要因素之一。本结果显示，TCu380A铜释放速率随着葡萄糖浓度的增加而升高，但葡萄糖浓度高于0.50 g/L其腐蚀累积量没有明显增加。pH值是影响CuIUD中Cu腐蚀过程的一个重要因素。张承典等[15]报道Cu的腐蚀速度随模拟宫腔液pH值的减小而明显增大，pH为6.3时的腐蚀速度相当于pH为8.0时的数倍。Mora等[16]试验表明在模拟宫腔液基本成分的基础上随着pH 值减小，腐蚀速度增大。本研究也显示，pH值增加而降低Cu2+的释放，不同pH值时随着葡萄糖浓度增加铜释放速率增加，但葡萄糖浓度高于0.50 g/L其释放速度没有明显变化。因此，认为宫腔液0.50 g/L葡萄糖浓度对铜腐蚀是饱和浓度，宫腔内葡萄糖浓度的增加不会对铜释放速率产生影响，也不会影响抗生育效果。

本实验的局限性在于所采用的宫腔模拟液成分与人体内宫腔液成分有所差别，pH值变化与蛋白质成分可能对铜离子释放有影响,对在体试验情况有待进一步研究。

1 吴尚纯.宫内节育器的安全性研究[J].实用妇产科杂志,2014,30(7):483-485.

2 吴尚纯,邹燕.宫内节育器应用现状与研究进展[J].中国实用妇科与产科杂志,2009,25(10):795-797．

3 王树松.宫内节育器及其铜腐蚀[J].河北医药,2011,33(8):1227-1229.

4 张承典,徐乃欣,陆菊芳,等.模拟宫腔液中铜腐蚀行为的研究[J].中国腐蚀与防护学报,1995,15(4):261-266.

5 金诚,孙江涛,由臣,等.宫内节育器铜管铜离子释放特性研究[J].天津理工大学学报,2011,27(4):5-7.

6 尉建霞,韩丽晖.固定式宫内节育器和TCu380A宫内节育器15年临床对比研究[J].实用妇产科杂志,2010,26(9):697-700.

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9 张双双,李瑛,吴明军,等.宫内节育器铜离子体外释放及其影响因素研究[J].中国计划生育学杂志,2013,21(10):652-657.

10 李丽,刘效群,王树松.放置含铜IUD后异常出血者子宫内膜组织铜离子浓度和血管内皮生长因子表达关系的研究[J].中国计划生育学杂志,2011,19(3):142-144.

11 顾向应,赵璐,范庆春,等.含铜宫内节育器腐蚀性及对子宫内膜影响的研究[J].中国计划生育学杂志,2005,13(8):484-485.