劉莉莉，駱紅宇，施燕平，潘華先，秦洋

(1. 山東省醫(yī)療器械產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心,濟(jì)南 2501012.山東省醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,濟(jì)南 2501013. 山東恒信檢測(cè)技術(shù)開發(fā)中心，濟(jì)南 250101)

1 引 言

醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠為生物可降解高分子聚糖類生物材料，具有良好的生物相容性及生物學(xué)活性。所形成的高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有特有的流變學(xué)特性，使其在手術(shù)中可作為手術(shù)工具和保護(hù)工具。醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠小包裝一般采用預(yù)灌封包裝設(shè)計(jì)，再封裝于單包裝容器(袋或塑料泡罩)內(nèi)。

醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠作為一種可植入體內(nèi)的特殊醫(yī)療產(chǎn)品，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響患者身體健康及生命安全。此類產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中往往會(huì)引入微量金屬元素，如果生產(chǎn)企業(yè)和醫(yī)療器械監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)此風(fēng)險(xiǎn)不加以控制，毒性較大的金屬元素就會(huì)隨著產(chǎn)品的植入在體內(nèi)釋放，對(duì)人體各組織器官造成不同程度的損傷。

在對(duì)醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠的金屬元素檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)此類產(chǎn)品中含有不同濃度的鎢元素。追其原因是由于，預(yù)灌封注射器玻璃針筒頂部的內(nèi)部通道成型工藝中會(huì)引入金屬鎢，金屬鎢在400℃時(shí)會(huì)被氧化為氧化鎢，在800℃時(shí)，氧化鎢會(huì)發(fā)生升華，在加工過程中變成蒸汽沉降在玻璃器皿表層[1-2]。

鎢在預(yù)灌封注射器包裝組件的加工工藝中引入，隨著樣品可直接進(jìn)入人體，其安全風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)引起關(guān)注。本研究擬采用微波消解和ICP-MS法建立醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠產(chǎn)品中鎢含量的分析方法，并對(duì)產(chǎn)品的遷入鎢的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的完善提供依據(jù)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與材料

美國(guó)PE公司電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(NexlON 350D)；美國(guó)CEM密閉微波消解系統(tǒng)(MARS-OMNI)；德國(guó)Millipore公司超純水機(jī)(Milli-Q?Advantage A10)；硝酸(J.T.Baker，A.C.S. Reagent)；雙氧水(國(guó)藥集團(tuán)，優(yōu)級(jí)純)；鎢W標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 mg/L，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試GSB 04-1760-2004)；錸Re標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 mg/L，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試GSB 04-1745-2004)；12家市場(chǎng)可售醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠產(chǎn)品。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1樣品前處理 取樣品0.5～1.0 g，加硝酸8 mL，H2O21 mL裝入消解罐內(nèi)，蓋蓋放置反應(yīng)2 h，用微波消解儀進(jìn)行前處理后于120℃趕酸至體積小于1 mL，用1%HNO3定容至50 mL，作為檢驗(yàn)液，同法制備空白。微波消解具體條件見表1。

2.2.2儀器工作條件 ICP-MS工作條件：載氣流量：0.75 L/min；射頻功率：1600 W；霧化器及霧室：同心霧化器及玻璃旋流霧室；采樣錐截取錐類型：鉑錐；分析模式：標(biāo)準(zhǔn)模式；動(dòng)態(tài)帶寬調(diào)節(jié)：RPa=0，RPq=0.25。

表1 微波消解條件

2.2.3測(cè)試方法 以錸187Re作為內(nèi)標(biāo)，采用市售標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)W標(biāo)準(zhǔn)溶液(選用182W和184W)，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線?？瞻滓汉痛郎y(cè)樣品采用標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。

3 結(jié)果

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)

取鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1%HNO3稀釋配制濃度為0、0.2、0.5、1、2、5、8、10 ug/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，1%HNO3將內(nèi)標(biāo)錸的濃度配制為10 ug/L，進(jìn)樣檢測(cè)。

圖1鎢標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

Fig.1Tungstenstandardcurve

從圖1可以看出，無(wú)論是儀器給出的檢出限(DL)還是等效背景濃度(BEC)，均是184W的數(shù)值較低，可優(yōu)先選184W為定量曲線。對(duì)于184W的標(biāo)準(zhǔn)曲線，在0～10 ug/L濃度范圍內(nèi)，線性較好，相關(guān)系數(shù)R=0.9996。

3.2 檢出限試驗(yàn)

重復(fù)進(jìn)樣空白溶液11 次，記錄吸光度。以吸光度標(biāo)準(zhǔn)偏差的3 倍與標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率比值，計(jì)算得到儀器的檢出限為0.006 ug/L，以吸光度標(biāo)準(zhǔn)偏差的10 倍與標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率比值，計(jì)算得到儀器的定量限為: 0.020 ug/L。若按取樣量0.5 g，定容體積50 mL 計(jì)算，得方法檢出限為0.0006 mg /kg，方法定量限為0.002 mg /kg。

3.3 精密度試驗(yàn)

取1份已處理好的供試品溶液，連續(xù)進(jìn)樣11次，測(cè)定吸光度，計(jì)算11 個(gè)結(jié)果的RSD 為2.4 %。

3.4 重復(fù)性試驗(yàn)

精密稱取同批次醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠約0.5 g 6 份，按前述方法進(jìn)行含量測(cè)試。結(jié)果為0.27、0.25、0.28、0.27、0.26、0.25 mg /kg，RSD為4.60%。

3.5 回收率實(shí)驗(yàn)

精密稱取醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠約0.5 g，準(zhǔn)確加入1 ug/mL 的鎢標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 0.1和0.3 mL，按前述方法進(jìn)行含量測(cè)試，結(jié)果見表2。由表2可以看出，待測(cè)元素的加標(biāo)回收率為95.23%和104.54%，表明采用本方法測(cè)定醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠中的鎢元素，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

表2 回收率試驗(yàn)(n=3)

3.6 樣品分析

用上述方法，對(duì)12批市售醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠中的鎢元素進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表3。從表3可以看出，醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠中鎢的含量在0.03～4.56 ug/g之間。

4 討論

因?yàn)獒t(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠中鎢的化合物主要來(lái)源于預(yù)灌封注射器的表層沉積，隨著透明質(zhì)酸鈉凝膠的灌裝而混入樣品中。因此，鎢的含量與質(zhì)酸鈉凝膠的體積和濃度無(wú)關(guān)，只與鎢針在形成內(nèi)部通道時(shí)的升華程度有關(guān)。這一點(diǎn)在表3的數(shù)據(jù)分布上也可以證明。

表3 12批供試樣品鉻含量測(cè)定結(jié)果

Table 3 Determination result of tungsten in 12 batches of samples

目前國(guó)際上關(guān)于金屬元素的安全性評(píng)價(jià)大多參照美國(guó)藥典<232藥品元素雜質(zhì)限度>，人用藥物注冊(cè)技術(shù)要求國(guó)際協(xié)調(diào)會(huì)議< ICH Q3D 元素雜質(zhì)指導(dǎo)原則>以及EMEA關(guān)于金屬催化劑或金屬試劑殘留量限度規(guī)定的指導(dǎo)原則。 但在USP 232及EMEA文件中，元素鎢未出現(xiàn)在需要關(guān)注的元素列表之中[3-4]，在ICH Q3D中也歸類到其他元素雜質(zhì)中(因其較低的毒性和/或在地方法規(guī)中的要求不同，其 PDE 還沒有建立，在指南中并未說(shuō)明)[5]，因此無(wú)相關(guān)的PDE值可以參考。

金屬元素鎢的毒理機(jī)制的研究較少，缺少相關(guān)的毒理學(xué)數(shù)據(jù)。目前可查到的一些生態(tài)毒性實(shí)驗(yàn)，所有已知的數(shù)據(jù)集中在單一態(tài)鎢酸鹽，鎢酸鈉對(duì)小鼠和大鼠的LD50值分別為240 mg/Kg和1190 mg/Kg。但是在最近幾年的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)尿液中鎢含量高的人與高中風(fēng)率之間存在關(guān)聯(lián)。雖然沒有記載鎢單獨(dú)作用并不會(huì)造成人體的健康問題，但有通過動(dòng)物和細(xì)胞培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)表明它與癌癥和肺部感染之間存在關(guān)聯(lián)；另一些研究也顯示了鎢與心臟問題之間存在聯(lián)系[6-10]。

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中，查詢器械類、食品類及環(huán)境保護(hù)類，均未有鎢元素的限量值的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)方面，在美國(guó)，除了職業(yè)暴露空氣污染指數(shù)(難溶鎢類為5 mg/m3，可溶鎢類為1 mg/m3)外，沒有針對(duì)鎢的其他規(guī)定。鎢污染指標(biāo)在蘇聯(lián)首先建立起來(lái)，包括最大允許濃度(環(huán)境污染的一個(gè)定量指標(biāo))。MAC被定義在整個(gè)生命周期中某種化學(xué)物質(zhì)影響人類健康的最低濃度。飲用水和漁業(yè)水庫(kù)中鎢的MAC值分別為0.05和0.0008 mg/L。起初，1966年的飲用水MAC值被定為0.1 mg/L。后來(lái)，當(dāng)有研究發(fā)現(xiàn)在更低濃度的鎢和鉬共同作用下會(huì)對(duì)老鼠產(chǎn)生胚胎毒性時(shí)，MAC值被改為如今的0.05 mg/L[6]。

如若按照每個(gè)成人日均飲水量設(shè)定為1 500至1 700 ml[11]，每日攝入的鎢元素的量應(yīng)控制在75 mg/d。醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠的臨床日使用量假定為5支，則樣品的鎢攝入量見圖2，遠(yuǎn)小于飲用水中的控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖2醫(yī)用透明質(zhì)酸鈉凝膠中鎢元素每日最大攝入量示意圖

Fig2ThemaximumdailyintakeofTungsteninmedicalsodiumhyaluronategel

現(xiàn)在，有一種新型成型系統(tǒng)可以降低針頭的處理溫度，并在其表層形成一種保護(hù)層，以減少機(jī)械接觸。從而可以使鎢的殘留含量大大降低，可浸出的金屬鎢平均殘留量<250 ug/L[2]。按此數(shù)據(jù)，此次的供試樣品除去5mL和10mL的體積較大的注射器外，其他批次都遠(yuǎn)大于此數(shù)值。因此，雖然鎢的含量可滿足人體的安全性評(píng)價(jià)要求，但是預(yù)灌封注射器的廠家還是可以通過工藝革新等措施減小人體鎢的攝入量。