王輝國家食品藥品監(jiān)督管理局北京醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，北京市，101111

血液灌流器濾芯中吸附樹脂的體外血液相容性評價

【作 者】王輝國家食品藥品監(jiān)督管理局北京醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，北京市，101111

目的 研究吸附樹脂原料進(jìn)行進(jìn)一步加工處理的必要性。 方法 依據(jù)GB/T 16886.4的有關(guān)規(guī)定，通過凝血試驗，血液學(xué)試驗，體外自發(fā)性血小板粘附試驗及補體激活試驗對吸附樹脂原料進(jìn)行體外血液相容性評價。 結(jié)果 與聚丙烯相比較，吸附樹脂原料是內(nèi)源性凝血系統(tǒng)的極輕微激活劑，對外源性凝血系統(tǒng)有極顯著性抑制作用（P＜0.01），對纖維蛋白原、紅細(xì)胞及網(wǎng)織紅細(xì)胞呈現(xiàn)極顯著性粘附作用（P＜0.01），對血小板有顯著性粘附作用（P＜0.05），吸附樹脂原料同時也是補體系統(tǒng)的極顯著性激活劑（P＜0.01）。 結(jié)論 體外血液相容性評價表明：吸附樹脂原料必需經(jīng)過特定的工藝（如表面修飾、微囊化技術(shù)等）才可用于人體。

血液灌流器濾芯；吸附樹脂；血液相容性

0 引言

血液灌流是患者借助體外循環(huán)通過吸附作用以清除血液中的內(nèi)源性及外源性有害物質(zhì)的一種治療方法。目前主要用于搶救藥物過量及毒物中毒[1-2]，也用于重癥肝炎[3]、高血脂癥[4]、膿毒血癥[5]的解救及人工肝的支持治療[6]，還用于尿毒癥[7]和狼瘡性腎炎[8]等的輔助治療。血液灌流器的核心部分是其內(nèi)部裝填的固態(tài)吸附劑材料（即血液灌流器濾芯），目前市場上血液灌流器所用的吸附劑材料以合成樹脂為最多，此外還有活性炭、親和吸附劑等。合成樹脂又分為吸附樹脂與離子交換樹脂兩大類，離子交換樹脂因其在使用過程中的副作用較大目前已很少采用，吸附樹脂主要以苯乙烯和二乙烯苯共聚而成的中性大孔樹脂為多見，其比表面積為500 m2/g左右，吸附能力略遜于活性炭，對各種含有親脂疏水基團(tuán)或苯環(huán)等芳環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)如膽紅素、芳香族氨基酸、有機磷農(nóng)藥等吸附能力較強，但其不能消除尿素、電解質(zhì)和水，也不能糾正酸堿平衡失調(diào)，所以主要用于外源性毒物中毒的治療，對于尿毒癥的治療需與血液透析聯(lián)合進(jìn)行（即AP/HD治療）。吸附劑材料的表面結(jié)構(gòu)決定血液灌流的療效，同時也影響著受用者在治療過程中所出現(xiàn)的毒副反應(yīng)。近年來，動物試驗發(fā)現(xiàn)吸附樹脂會出現(xiàn)微粒脫落、吸附或激活某些血液成分的現(xiàn)象。在臨床應(yīng)用過程中，臨床醫(yī)師需執(zhí)行較為復(fù)雜的肝素預(yù)沖方案才能有效防止管路及灌流器凝血堵塞現(xiàn)象的發(fā)生[9]，此外，受用者還會出現(xiàn)諸如發(fā)熱、出血、血細(xì)胞及血紅蛋白水平降低等副作用。針對這種情況同時亦為了改善吸附樹脂對親水性物質(zhì)的吸附能力，醫(yī)學(xué)界建議將其作為生產(chǎn)原料，經(jīng)表面修飾及包膜處理后再用于血液灌流治療。

血液灌流器的臨床應(yīng)用風(fēng)險較高，屬于三類產(chǎn)品，依據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對該類產(chǎn)品的生產(chǎn)原料進(jìn)行嚴(yán)格管控以避免臨床不良事件的發(fā)生。本研究是依據(jù)GB/T 16886.4的要求，隨機選取市場上在售的血液灌流器濾芯生產(chǎn)用吸附樹脂原料作為試驗樣品，以聚丙烯作為陰性對照品，通過凝血試驗（凝血酶原時間（PT）試驗、部分凝血活酶時間（PTT）試驗、體外自發(fā)性纖維蛋白原粘附試驗），體外自發(fā)性血小板粘附試驗，血液學(xué)試驗（紅細(xì)胞計數(shù)試驗、白細(xì)胞計數(shù)試驗、網(wǎng)織紅細(xì)胞計數(shù)試驗）及補體激活試驗（C3a試驗及C5a試驗），對試驗樣品進(jìn)行體外血液相容性評價以研究血液灌流器濾芯生產(chǎn)用吸附樹脂原料進(jìn)行進(jìn)一步加工處理的必要性。

1 材料與方法

1.1材料及設(shè)備

試驗樣品 血液灌流器濾芯生產(chǎn)用吸附樹脂原料，由重慶賽英思醫(yī)療器械股份有限公司提供。陰性對照品 聚丙烯，由美國AXYGEN公司提供。PTT試驗陽性對照品 非硅烷基化玻璃管，由北京市玻璃儀器廠提供。補體激活試驗陽性對照品 眼鏡蛇毒因子（CVF），由中鑫東泰（萊陽）納米基因生物技術(shù)有限公司提供。

主要試劑 凝血酶原時間測定試劑盒（凝固法）、纖維蛋白原測定試劑（凝固法）、OV緩沖液及氯化鈣溶液由德國SIEMENS公司提供；兔腦磷脂溶液由北京世帝儀器有限公司提供；人C3a檢測試劑盒（ELISA法）及人C5a檢測試劑盒（ELISA法）由北京奇松生物科技有限公司提供。

主要設(shè)備及耗材 CA-7000全自動血凝儀（日本Sysmex Corporation），XT-2000i全自動動物血液分析儀(日本Sysmex Corporation)，MK3酶標(biāo)儀（美國Thermo），3K15低溫離心機（德國SIGMA），HW-3恒溫水?。ㄌ旖蚴刑齑筇彀l(fā)科技有限公司），采集時間小于4 h的新鮮枸櫞酸鈉抗凝人貧血小板血漿（北京同仁醫(yī)院），采集時間小于4 h的新鮮EDTA抗凝兔富血小板血漿（自制），采集時間小于4 h的新鮮EDTA抗凝兔全血（自制），制備時間小于4 h的新鮮人血清（北京同仁醫(yī)院），K2EDTA抗凝真空采血管（美國BD公司）。

1.2試驗方法

1.2.1 凝血試驗

開啟全自動血凝儀并將所用試劑置于相應(yīng)試劑位至少穩(wěn)定30 min，以兔腦磷脂溶液取代APTT試劑放于APTT試劑位上，取人新鮮全血，迅速經(jīng)2000×g離心10 min以分離出貧血小板血漿（PPP），試驗樣品及陰性對照品分別平行制備三份，陽性對照品制備一份（以非硅烷基化玻璃管作為PTT試驗的陽性對照品），所有供試物（包括試驗樣品、陰性對照品及陽性對照品）與貧血小板血漿按0.2 g/mL的比例，37 ℃，接觸15 min，用全自動血凝儀分別重復(fù)測定各接觸后血漿樣本的PTT值、PT值及纖維蛋白原水平（陽性對照品接觸血漿只測定PTT值），依據(jù)GB/T 14233.2-2005的相關(guān)要求，對所有測定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。

1.2.2 血液學(xué)試驗

開啟全自動動物血液分析儀并至少穩(wěn)定30 min，試驗樣品及陰性對照品分別平行制備三份，所有供試物（包括試驗樣品及陰性對照品）與新鮮制備兔全血按0.1 g/mL的比例，37oC接觸1 h，用全自動動物血液分析儀分別重復(fù)測定各接觸后血液樣本的紅細(xì)胞、白細(xì)胞及網(wǎng)織紅細(xì)胞水平，依據(jù)GB/T 14233.2-2005的相關(guān)要求，對所有測定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。

1.2.3 體外自發(fā)性血小板粘附試驗

開啟全自動動物血液分析儀并至少穩(wěn)定30 min，取兔新鮮全血，迅速經(jīng)200×g離心10 min以分離出富血小板血漿(PRP)，試驗樣品及陰性對照品分別平行制備三份，所有供試物(包括試驗樣品及陰性對照品)與富血小板血漿按0.1 g/mL的比例，(20 ～25)oC(室溫)接觸1 h，用全自動動物血液分析儀分別重復(fù)測定各接觸后血漿樣本的血小板水平，依據(jù)GB/T 14233.2-2005的相關(guān)要求，對所有測定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。

1.2.4 補體激活試驗

以眼鏡蛇毒因子（CVF）作為陽性對照品，所有供試物（包括試驗樣品、陰性對照品及陽性對照品）均分別平行制備三份，與新鮮人血清按0.2 g/mL的比例，37oC接觸1 h，用人C3a檢測試劑盒及人C5a檢測試劑盒分別重復(fù)測定各接觸后血清樣本的C3a及C5a水平，依據(jù)GB/T 14233.2-2005的相關(guān)要求，對所有測定結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。

2 結(jié)果

試驗結(jié)果顯示：與聚丙烯相比較，吸附樹脂原料是內(nèi)源性凝血系統(tǒng)的極輕微激活劑(表1，結(jié)合表2判定)，對外源性凝血系統(tǒng)有極顯著性抑制作用(P＜0.01，表3)，對纖維蛋白原、紅細(xì)胞及網(wǎng)織紅細(xì)胞呈現(xiàn)極顯著性粘附作用（P＜0.01，表4），對血小板有顯著性粘附作用（P＜0.05，表4），是補體系統(tǒng)的極顯著性激活劑（P＜0.01，表4）。

表1 PTT試驗結(jié)果Tab.1 The results of PTT test

表2 凝血性判定系統(tǒng)Tab.2 Coagulation decision-making system

表3 PT試驗結(jié)果Tab.3 The results of PT test

3 討論

作為血液灌流器核心部分（血液灌流器濾芯）重要原材料的吸附樹脂，其吸附能力主要取決于樹脂顆粒三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子篩作用及表面基團(tuán)與被吸附物質(zhì)之間的親和力。直接用作濾芯，樹脂顆粒表面的孔隙通道可不同程度的截留血液中的有形成分及功能蛋白大分子如紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和凝血因子等，此外，作為一種異體物質(zhì)，其表面化學(xué)基團(tuán)可介導(dǎo)諸如白細(xì)胞、血小板及補體體統(tǒng)激活等血-吸附劑反應(yīng)。體外血液相容性研究顯示：吸附樹脂原料對人血液中的紅細(xì)胞、網(wǎng)織紅細(xì)胞及血小板等有形成分有顯著性甚至極顯著性吸附作用，其可激活機體的補體系統(tǒng)，從而引發(fā)受用者出現(xiàn)一系列臨床和亞臨床表現(xiàn)。由此看來，吸附樹脂原料必需經(jīng)過特定的工藝才可用于人體，目前這方面的工作主要是：通過微囊化技術(shù)及表面修飾使吸附樹脂的血液相容性大為改善。用瓊脂糖、白蛋白、火棉膠等作為微囊包膜材料使樹脂顆粒微囊化，一方面可顯著增強吸附樹脂的機械強度，有效防止吸附劑脫顆粒現(xiàn)象的發(fā)生，另一方面可改變樹脂顆粒表面孔隙通道的尺寸，降低吸附樹脂對血液有形成分和功能蛋白的截留，從而確保臨床使用過程中的血流通暢及低灌注壓力；通過表面修飾可掩蔽樹脂顆粒表面的活性基團(tuán)，從而有效防止其對血液成分的激活作用。對吸附樹脂原料再加工這一環(huán)節(jié)管控不力，可能會導(dǎo)致該類產(chǎn)品的受用者出現(xiàn)嚴(yán)重的不良反應(yīng)。生產(chǎn)企業(yè)及有關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)從生產(chǎn)原料及終產(chǎn)品這兩個環(huán)節(jié)對該類產(chǎn)品進(jìn)行管控以避免臨床不良事件的發(fā)生。

[1] 陳芝, 王漢斌, 楊紅軍, 等. 樹脂血液灌流治療毒鼠強中度的療效觀察[J]. 中華急診醫(yī)學(xué)雜志, 2005, 14(2):1 40-143.

[2] 許平輝, 張曉鶯, 池小鳳, 等. HA型血液灌流器搶救重癥藥物中毒80例[J]. 現(xiàn)代醫(yī)院, 2007, 7(8): 58-59.

[3] 王澤文, 王英杰, 文紅偉, 等. 樹脂血液灌流器對重型肝炎治療作用的體外觀察[J]. 中國血液凈化, 2003, 2(1): 23-25.

[4] 董一民, 周龍珍. HA型血液灌流器與透析器串聯(lián)治療高血脂癥的臨床觀察[J]. 中國現(xiàn)代藥物應(yīng)用, 2007, 1(12): 68.

[5] 張莉. 早期應(yīng)用持續(xù)高容量血液濾過聯(lián)合血液灌流對嚴(yán)重膿毒癥治療效果觀察[J].中華臨床醫(yī)師雜志, 2012, 6(14): 3976-3980.

[6] 王堂明, 邱波. 樹脂吸附血液灌流器治療肝性高膽紅素血癥的臨床觀察[J]. 中國血液凈化, 2005, 4(2): 96-102.

[7] 張建國, 劉曉莉. HA型血液灌流器與透析器串聯(lián)治療尿毒癥病人的臨床觀察[J]. 中國血液凈化, 2002, 1(1): 31-34.

[8] 張靜波, 張耀全, 劉敏,等. DNA免疫吸附治療狼瘡性腎炎的臨床觀察[J]. 中國血液凈化, 2006, 5(1): 27-29.

[9] 郭鳳萍, 周再生, 梁少媚.不同預(yù)沖方法對HA型血液灌流器臨床應(yīng)用的影響[J]. 透析與人工器官, 2005, 16(2): 23-25.

An in Vitro Blood Compatibility Assessment on the Adsorptive Resin in Hemoperfusion Filter Cartridges

【 Writer 】Wang Hui SFDA - Beijing Quality Supervision and Inspection Center for Medical Devices, Beijing, 101111

hemoperfusion filter cartridge, adsorptive resin, blood compatibility

表4 其它血液相容性試驗結(jié)果 (Mean±SD)Tab.4 The Results of other blood compatibility tests (Mean±SD)

R318.08

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2013.06.017

1671-7104(2013)06-0444-03

2013-04-22

王輝，E-mail: parallio@sina.com

【 Abstract 】ObjectiveTo investigate necessity of the further processing for adsorptive resin material.MethodsAccording to GB/ T 16886.4, coagulation tests, haematology tests, in vitro spontaneous platelet-adhesion test and complement activation tests were conducted respectively to assess the in vitro blood compatibility of adsorptive resin material.ResultsIn comparison with polypropylene, he adsorptive resin material appears to be a very slight activator to the endogenous blood coagulation system, it can inhibite the exogenous blood coagulation system very significantly(P＜0.01), it can adhere to fibrinogen, red blood cells, reticulocytes very significantly(P＜0.01), and platelet significantly(P＜0.05). The adsorptive resin material is also revealed to be a very significant activator(P＜0.01) to the complement system.ConclusionsThe in vitro blood compatibility assessment witnesses that it is very necessary for the adsorptive resin material to go through the certain special processing(such as the surface modification and the microencapsulation technology, etc) before its application to human being.