PVC一次性使用输液器中可沥滤物研究

2021-02-04刘颖玲吴长伟翟永利陈水廷

分析仪器 2021年1期

刘颖玲吴长伟翟永利聂蕾陈水廷

(1.云南省医疗器械检验研究院，昆明 650106； 2.昆明医科大学，昆明 650500)

医疗器械的可沥滤物(Leachables)是指医疗器械或材料在临床使用过程中释放出的物质的统称，一般包括灭菌残留剂、工艺残留物、降解产物以及材料中的单体及添加剂(如稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、着色剂)[1]。一次性使用输液器临床上应用十分广泛，在给患者治疗的同时也存在着风险，输液器材质中的有害物质可能会迁移到药液中，对人体产生不良反应。

国产一次性使用输液器主要以邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)增塑的聚氯乙烯(PVC)输液器为主，DEHP在水中溶解度很小，但易溶于多数有机溶剂和类脂。由于DEPH与PVC基体不是共价键结合，所以DEHP可能会从PVC中迁移出来，随药液一同进入人体，会对患者健康造成危害。动物实验研究表明DEHP具有广泛的不良反应，表现为生殖毒性[2-3]、肝脏毒性[4]、致癌性[5]。目前测定医疗器械中的DEHP主要有气相色谱法[6 ]，气相色谱-质谱法[ 7]，高效液相色谱法[8 ]，紫外-可见分光光度( UV) 法[ 9]。

目前我国输液器生产中多使用环己酮作为部件粘合剂粘接成型，环已酮是一种化学溶剂，有强烈的刺激性，容易残留在产品的粘接处及内腔中。环己酮会在输液过程中进入病人血液，对人体造成损害，因此分析、控制输液器中环己酮的残留量十分必要。现行国家标准中未对输液器中环己酮残留量的检测方法和限量进行规定。目前医疗器械中环己酮的测定方法有分光光度法[10]、气相色谱法[11,12]、气相色谱-质谱联用法[13,14]、光电离-离子迁移谱法[15]、电喷雾萃取电离-三重四极杆质谱法[16]等。以上分析方法中有的只能给出定性指标，有的操作烦琐、重现性差，有的仪器价格昂贵、分析成本高，难以广泛应用于产品质量控制。

一次性输液器在生产工程中若不慎引入重金属，比如镉、铅、铬、铜、锡等具有较强生物毒性的重金属元素[17-20]，它们将随着药液一同进入人体，引发慢性中毒而威胁人体生命安全。现行国家标准中规定当用原子吸收分光光度法或相当的方法进行测定[21,22]，相对于原子吸收法(AAS)，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)具有灵敏度高、线性范围宽、分析速度快、准确度好、可同时进行多元素测定等优点。

本研究通过模拟临床使用PVC一次性输液器输注过程，对13个厂家15批次的输液器中的可沥滤物进行了分析。采用高效液相色谱法对输液器中增塑剂DEHP的溶出量进行测定，为输液器中DEHP的检测提供方法；采用气相色谱结合顶空进样方式，建立了一种具有高选择性、准确度、灵敏度，适用于一次性使用输液器中环己酮残留量的分析；采用电感耦合等离子体质谱法建立了一种简便、快速、准确的多元素测定方法。建立的方法准确、灵敏，适用于PVC输液器中DEHP、环己酮和金属元素的溶出进行测定，为标准完善、质量监督及相关风险评价提供了参考依据。

1 仪器、试剂与材料

Waters 2695高效液相色谱仪(美国Waters公司)；Sartorius H2O-1-2-TOC-T型纯水机(德国Sartorius公司)；AEL-40SM电子天平(十万分之一，日本Shimadzu公司)Clarus 680 型气相色谱仪( 美国Perkin Elmer公司 )；NexION 1000电感耦合等离子体质谱仪(美国Perkin Elmer)；BT00-300T循环泵蠕动泵(保定兰格恒流泵有限公司)；SW23精密振荡水浴锅(德国 JULABO 有限公司)。

DEHP标准物质[邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯)，99.9%，德国Dr.Ehrenstorfer公司]；环己酮标准物质(纯度为 99.9%，德国 Dr. Ehren-storfer 公司)；铬、镉、铜、铅、锡、钡、钪、锗、铑、铋单元素标准溶液浓度为1000μg/mL(国家有色金属及电子材料分析测试中心)。

甲醇(色谱纯，美国Fisher 公司)；95%乙醇(国药集团化学试剂有限公司)，甲硝唑氯化钠注射液(100mL：甲硝唑0.5g，氯化钠0.8g，批号：BD180825A2，昆明南疆制药有限公司)；硝酸(优级纯，德国Merk公司)。

输液器样品为全国范围内抽取的13个厂家15批次在有效期内的一次性使用输液器，编号为QX01～QX15。

2 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)检测方法的建立

2.1 色谱条件

色谱柱：phenomenex C18柱(5um，4.6mm×250mm)；流动相：甲醇，流速：1.0mL/min，检测波长：272nm，柱温：300C，进样量：10μL。

2.2 溶液的制备

2.2.1对照品溶液

精密称定DEHP，用甲醇稀释成10.497mg·mL-1的对照品储备液。取该储备液用甲醇稀释，得到浓度为3.674、5.248、10.497、20.994、31.491、41.988、52.485、62.982、73.497、104.970μg/mL的DEHP系列对照品溶液。

2.2.2供试品溶液

取甲硝唑氯化钠注射液，在室温条件下(23℃)，模拟临床输液过程，药液经过DEHP增塑的PVC输液器，调整流速为30滴/min，收集0～5min、5～10min、10～15min、15～20min、20～25min、25～30min、30～40min、40～50min、50～60min、60min各时间段的药液，作为待测液。

取95%乙醇，加入纯水配制成密度为0.9373g/mL～0.9378 g/mL的乙醇溶液[23]，作为模拟输液，取100mL注入玻璃输液瓶中，连接含有DEHP的一次性使用输液器，在室温条件下(230C)，模拟临床输液过程，调整流速为30滴/min，收集流出液待测。

2.3 专属性试验

分别精密取空白液(甲醇)、DEHP对照品溶液、供试品溶液，在“2.1”项条件下测定，结果表明：甲醇对DEHP的测定无干扰，DEHP的理论塔板数大于 6000，分离度大于 1.5。

2.4 线性关系考察、检出限和定量限

DEHP系列对照品溶液在“2.1”项条件下测定，得到线性关系、相关系数、检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)，结果表明在3.674～104.970μg/mL范围，DEHP的质量浓度与色谱峰面积有良好的线性关系(表1)。

表1 DEHP的线性关系、检出限和定量限

2.5 精密度试验

取同一供试品溶液连续进样6次，记录色谱图，计算DEHP色谱峰面积的平均值为68118，测定结果的RSD值为0.41%，表明方法的精密度良好。

2.6 重现性

取同一供试品液，平行测定6次，计算DEHP色谱峰面积的平均值为68035，测定结果的RSD值为0.58%，表明方法的重现性良好。

2.7 回收率试验

精密量取已测定DEHP含量的供试品溶液(乙醇模拟输液)5 mL 9 份，分别置于 10 mL 容量瓶中。各精密加入104.97μg/mLDEHP对照品贮备液1.5，1.9，2.3mL，每种浓度制备3份，用甲醇稀释至标线，按“2.1”项条件测定，在不同加标水平下，DHHP的平均回收率为99.1%(n=9)，RSD为1.7%，结果表明本方法准确度好，精密度高(表2)。

表2 DEHP回收率试验结果(n=9)

3 环己酮检测方法的建立

3.1 色谱条件

色谱柱为 Elite-5 柱(30 m ×0.32 mm，0.25μm)，程升温，初始温度为 50℃保持 3min，以10℃/min 升温至 100℃，保持 2 min，以 20℃/min 升温至 170℃，保持 2 min。FID 检测器，检测器温度为 250℃，进样口温度为 230℃，分流比为 5∶1，流量为2 mL/min。顶空条件：炉温：80℃；取样针温度：90℃；传输线温度：100℃；平衡时间：30 min。

3.2 溶液的制备

3.2.1对照品溶液

精密称取环己酮0.10201g ，加入盛有适量水的 5mL 容量瓶中，用 1mL乙醇溶解，加水稀释至 5mL。精密量取该溶液1mL，用水稀释至 100 mL，再量取该溶液5mL，用水稀释至 50 mL，得到浓度为 20.402μg/mL 的环己酮对照品储备液。取该储备液用水稀释配制成0.5100、1.0201、2.0402、4.0804、6.1206、8.1608、10.201μg/mL的环己酮系列对照品溶液。

3.2.2供试品溶液

3.3 专属性试验

因环己酮微溶于水，根据“相似相溶”的原理，在配制对照品储备液时加入乙醇作为助溶剂。分别精密取空白液(水)、环己酮对照品溶液、供试品溶液，在“3.1”项条件下测定，结果表明水、乙醇对环己酮的测定无干扰，环己酮的理论塔板数大于 6 000，分离度大于 1.5。

3.4 线性关系考察、检出限和定量限

环己酮系列对照品溶液在“3.1”项条件下测定，得到线性关系、相关系数、检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)，结果表明在0.5100～10.201μg/mL范围，环己酮的质量浓度与色谱峰面积有良好的线性关系(表3)。

表3 环己酮的线性关系、检出限和定量限

3.5 精密度试验

取同一供试品液，平行测定6次，计算环己酮色谱峰面积的平均值为9630.28，测定结果的RSD值为1.2%，表明方法的精密度良好。

3.6 回收率试验

精密量取已测定环己酮含量的供试品溶液8mL 9 份，分别置于10 mL 容量瓶中。各精密加入20.402μg/mL，环己酮对照品储备液0.5，1.0，1.5mL，每种浓度制备3份，用水稀释至标线。按“3.1”项条件测定，在不同加标水平下，环己酮的平均回收率为101.1%(n=9)，RSD为2.4%，结果表明本方法准确度好，精密度高(表4)。

表4 环己酮回收率试验结果(n=9)

4 6种金属元素检测方法的建立

4.1 ICP-MS工作条件、待测元素、内标元素(表5、表6)

表5 ICP-MS工作参数

表6 待测元素和内标元素

4.2 溶液的制备

4.2.1系列混合标准溶液的制备

分别精密量取铬、铜、镉、锡、钡和铅单元素标准溶液适量，用1%硝酸溶液稀释成每1mL含铬、铜、镉、锡、钡、和铅为10μg的混合元素标准储备液。精密量取该溶液适量，用1%硝酸溶液稀释成每1mL含铬、铜、镉、锡、钡和铅分别为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0和100.0ng/mL的系列浓度混合溶液。

4.2.2内标溶液的制备

分别精密量取钪、锗、铑和铋单元素标准溶液适量，用1%硝酸溶液稀释成10ng/mL的钪、锗、铑和铋的混合内标溶液。

4.2.3供试品溶液的制备

将3套输液器和1只300mL硅硼玻璃烧瓶、蠕动泵连成封闭循环系统，将烧瓶置于(37±1)0C的恒温震荡水浴锅中，加入水250mL，以1L/h的流量使之循环2h，将静脉针的管路部分切成1cm长的段，将其浸入循环玻璃烧瓶的循环液中，与串联的输液器一起制备供试品溶液，收集全部浸提液冷至室温，作为供试品溶液。回路上不装输液器，同法制备空白液[22]。浸提液冷却后立即加入10g/L的硝酸溶液作为供试品溶液(每 250mL 的浸提液中加入2.5mL浓度为10 g/L硝酸溶液)[23]。

4.3 线性关系考察、检出限和定量限

取系列浓度混合溶液，按“4.1”项条件下测定，以各元素与内标元素强度的比值为纵坐标，各元素浓度(ng/mL)为横坐标，绘制标准曲线，6种元素在0～100 ng/mL浓度范围内线性关系均良好。取1%硝酸空白溶液连续测定11次，以测定结果标准偏差的3倍计算各元素的检出限，10倍计算各元素的定量限(见表7)。

表7 6种元素的线性关系、检出限和定量限

4.4 精密度试验

取同一浓度混合溶液，按“4.1”项条件连续测定6次，记录测定值，结果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb测量值的RSD分别为2.5%、1.4%、2.8%、2.7%、3.0%、1.9% (n=6)。

4.5 重复性

取同一供试品溶液平行测定6次，结果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb测量值的 RSD 分别为：0、2.9%、5.4%、7.4%、0.5%、0.9% (n=6)。

4.6 回收率试验

精密量取已测定含量的同一供试品溶液8mL 9 份，分别置于10mL容量瓶中。各精密加入100μg/mL混合元素标准溶液1.0，1.3，1.6mL，每种浓度制备3份样品溶液，用1%硝酸溶液稀释至刻度。按“4.1”项条件测定，结果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb元素的低、中、高浓度溶液的平均回收率分别为：99.2%、100.2%、103.6%、100.9%、107.0%、101.5%，RSD分别为1.5%、0.86%、1.1%、0.83%、2.8%、0.57% (n=9)，表明本法准确度好，精密度高(表8)。

表8 6种金属元素回收率试验结果(n=9)

续表8

5 测定结果

取全国范围内抽取的15批次在有效期内的一次性使用输液器，编号为QX01～QX15，按照“2.2.2”项制备供试品溶液，按“2.1”项条件测定DEHP的溶出量；按照“3.2.2”项制备供试品溶液，按“3.1”项条件测定环己酮的溶出量；按照“4.2.3”项制备供试品溶液，按“4.1”项条件测定金属元素的溶出量。结果(见表9～表11)：采用甲硝唑氯化钠注射液，未检测出增塑剂，而在乙醇溶液模拟输液的供试品溶液中，均检测出DEHP(23.93～41.09μg/mL)，说明浸提介质不同对增塑剂的溶出影响较大。输液器中的环己酮在各时间段的供试品溶液中均有检出，在5～10min环己酮的溶出量最大，随着时间的推移，环己酮的溶出量逐渐降低。输液器中的6种金属元素在浸提液均有溶出(其中钡、铬、铜、铅、锡的总含量8.8×10-3～9.0×10-2μg/mL，镉的含量5.8×10-5～1.4×10-4μg/mL)。