镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法_郑亚亚.pdf

第 卷 第 期 年 月北京生物医学工程 镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法郑亚亚 吕原原 杨英 杨艳丽 闫鹏伟李景元 宋丽霞 缪祥文 汤京龙摘 要 目的 镍钛形状记忆合金骨植入物临床使用过程中存在镍离子析出的风险，植入物镍离子释放在体内很难直接测试，为此本文建立一种镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法。方法 选用磷酸盐缓冲盐溶液（，）作为测试液，用于植入物镍离子的浸提，将植入物置于带盖容器中，容器中装有，将容器静置在温度稳定控制的恒温培养箱内（）下，静置相应设置的时间点，每个时间点设 组空白试验和 个相同平行试样进行镍释放量测定，分别用石墨炉原子吸收光谱仪（，）和电感耦合等离子体质谱仪（，）设备测试溶液中镍离子浓度。结果 随时间推移从器械中释放出来的镍离子浓度整体呈下降趋势，镍离子释放时点为 周时，释放周期结束，测得镍离子释放量平均值为 （），累计释放量平均值为 。测得镍离子释放量平均值为 （），累计释放量平均值为 。和 两种测试方法测试结果差异性不大，结果数据的走势相同说明试验可重复性高。结论 此方法可为镍钛形状记忆合金骨植入物的风险评估提供依据，确保植入物在临床使用过程中镍离子的析出不会对人体造成伤害，保证其临床使用的安全性。关键词 镍钛形状记忆合金骨植入物；镍离子释放；体外测试方法：中图分类号 ；文献标志码 文章编号（）本文著录格式 郑亚亚，吕原原，杨英，等镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法北京生物医学工程，（）：，（）：，；，；，：（：）；（：）【】，（），（），（）（），（），（），【】；基金项目：国家重点研发计划（）资助作者单位：兰州西脉记忆合金股份有限公司（兰州）中国食品药品检定研究院（北京）甘肃省医疗器械检验检测所（兰州）通信作者：李景元，：；汤京龙，：引言镍钛形状记忆合金骨植入物由镍钛记忆合金材料制造，具有形状记忆效应、较好的生物相容性、超弹性及优良的耐磨性，符合人体对植入材料的要求，在临床中得到了广泛应用。但镍钛形状记忆合金骨植入物植入人体后存在镍离子析出的风险，而镍离子是一种重金属离子，摄入过多会引起中枢性循环和呼吸紊乱，使心肌、脑、肺、肾出现水肿、出血或变性，因此镍钛形状记忆合金骨植入物在临床使用过程中镍离子析出的问题备受关注。由于植入物镍离子释放在体内很难直接测试，因此需要采用体外方法进行间接测试。为了评价镍钛形状记忆合金骨植入物的风险，本文建立一种镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法。测试方法 设备及材料石墨 炉 原 子 吸 收 光 谱 仪（，）（日立 ，精度为 或亚 级）和电感耦合等离子体质谱仪（，）（安捷伦科技，精度为 或亚 级）；高温高压灭菌器（多美）；恒温培养箱，控温能力为（）；容积为 的带盖容器（为了防止试验器材中带入镍离子影响测试结果，容器和盖均由不含镍且耐酸的非金属聚丙烯材料制成）。测试实验试样植入物的大小会影响镍离子的析出量，因此测试试样选择兰州西脉记忆合金股份有限公司生产的表面积最大的产品。产品名称：环抱式接骨器；产品规格：；生产批号：；表面积：。准备测试溶液（）磷酸盐缓冲盐溶液（，）作为浸提液。由生工生物工程（上 海）股 份 有 限 公 司 制 备。生 产 批 号：。（）浸提比例：依据 医疗器械生物学评价 第 部分：样品制备与参照材料标准，本文中的样品表面积 浸提液体积之比为 。计算所需浸提液体积时，考虑镍离子的检出限、溶解度极限，试样离容器底部 ，且低于浸提液面 ，使所用 能全部覆盖试样。实验过程中样品表面积 浸提液体积比为 ，其数值在 范围内，符合 标准的要求。测试步骤 浓度为 ，为 ，高温高压北京生物医学工程 第 卷灭菌，置于 冰箱密封保存备用。试样用非金属材料制成鱼线悬吊于装有 的带盖容器中，离容器底部 ，以免试样测试面积接触容器的底部或壁，使试样表面积部分被容器壁遮挡从而影响镍离子的释放。为了消除容器和鱼线中镍的干扰，容器和鱼线浸入稀硝酸贮存 以上进行预处理。预处理以后，以去离子水冲洗并干燥。试样低于浸提液面 ，使所用 全部覆盖试样。试验采用对同一器械进行多次浸提的方式。首先，将器械放置于带盖容器中，容器中装有，在温度范围（）内进行浸提。设定的浸提时间点为 、周、周、周、周，每个时间点设 组空白试验和 个相同平行试样进行含镍量测定，到达规定的时间后，取出全部浸提液，再注入新溶液继续浸提，重复上述过程，直至完成所有设置时间点的浸提。每个平行组和空白组对应时间点的测试液分别采用 和 进行 次测试，以平均值作为测试结果。检出限与定量限依据中华人民共和国药典 年版四部 电感耦合等离子体质谱法中规定，在最佳试验条件下，测定不少于 份的空白样品溶液，以连续测定空白样品溶液响应值的 倍标准偏差所对应的待测元素浓度作为检出限；以连续测定空白溶液响应值的 倍标准偏差所对应的待测元素浓度作为定量限。镍释放量的计算参考 首饰 镍释放量的测定 光谱法标准，样品的镍释放量 （）按以下公式计算：（）式中：为试样测试面积，；为测试溶液的体积，；为相应设置时间点测试溶液中的镍浓度，；为相应设置时间点空白试验溶液中的镍浓度，；为相应设置时间点样品的实际浸提天数。计算结果保留到小数点后两位。结果采用 和 测定测试溶液中的镍离子释放量，结果见表。表 测定测试溶液中的镍离子释放量（）（）设置的时间点累计镍离子释放量（）镍离子释放量 （）平行组 平行组 平行组 平行组 平行组 平行组 周 周 周 周 表 测定测试溶液中的镍离子释放量（）（）设置的时间点累计镍离子释放量（）镍离子释放量 （）平行组 平行组 平行组 平行组 平行组 平行组 周 周 周 周 测得的镍离子释放量均值为 （），累计释放量均值为 。测得的镍离子释放量均值为 （），累计释放量均值为 。试验结果显示，分别采用 和 进行次测试，两种测试方法测试结果的差异性不大，测试结果的走势相同说明试验可重复性高，且数据的差异性在检测设备精度以及实验误差的可控范围内，说明植入物镍离子释放量的测试结果与实际相符。结论本文提供了镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法，解决了关于镍钛形状记忆合第 期 郑亚亚，等：镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法金骨植入物镍离子释放监测的问题，可为镍钛形状记忆合金骨植入物的风险评估提供依据，确保植入物在临床使用过程中镍离子的析出不会对人体造成伤害，保证其临床使用的安全性。参考文献 中国组织工程研究与临床康复杂志社学术部医用 形状记忆合金在中国临床医学领域的应用 中国组织工程研究与临床康复，（）：王琛，夏露，陈亚明镍离子对小鼠成纤维细胞毒性的实验研究口腔医学，（）：，（）：李政宁，伍伟锋，刘唐威先天性心脏病封堵器镍对人体的影响国际心血管病杂志，（）：，（）：康立娟，孙凤春 镍与人体健康及毒理作用 世界元素医学，（）：，（）：曹宏梅，赖宏伟，董树国，等微量元素镍概论广东微量元素科学，（）：王海鹰，鲍善芬，赵霖，等镍钛形状记忆合金骨内植入生物安全度的深入研究军医进修学院学报，（）：，（）：汤京龙，马立翠，温莉茵，等我国医用镍钛形状记忆合金标准现状分析 中国药事，（）：，（）：李明生物样品中的镍含量 国外医学医学地理分册，（）：郭静，米丛波 种镍钛正畸弓丝镍离子析出的体外实验口腔医学研究，（）：，（）：（收稿，修回）（上接第 页），（）：，：，（）：，：，（）：，：，：，（）：，（），（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：，：，：（收稿，修回）北京生物医学工程 第 卷