聚丙烯纤维药液过滤膜微粒脱落的试验方法研究

【作 者】宋金子，贾彧飞，柴玉莲，孙丙诚，李海心

1 国家食品药品监督管理局济南医疗器械质量监督检验中心，山东省医疗器械生物学评价重点试验室，山东，济南，250101

2 西藏自治区药检所，西藏，拉萨，850000

3 山东恒信检测技术开发中心，山东，济南，250101

静脉输液是临床上常用的有效治疗手段之一。对于各种原因引起的失血、失液和休克等危重患者，均要通过静脉输液的方法达到治疗疾病、抢救生命和控制感染的目的[1]。静脉输液时，微粒会随着血液的肺循环进入体循环里的微循环，给人带来近期和远期的伤害难以估量，不溶性微粒对人体的危害以及如何防范日益得到人们的重视。药液过滤器作为输液器过滤性能的关键部件，它本身的微粒脱落更是不容忽视。因此，对药液过滤膜的微粒脱落状况，进行准确评价是十分必要的。

近年来，在生物医药的研究中，聚丙烯膜以其优良的力学性能、溶质扩散能力以及较高的反应活性，得到广泛的应用。聚丙烯膜由于其优良的透气性、易加工性、无毒且有很高的化学稳定性，是一种理想的医疗器械用膜。聚丙烯微孔膜目前广泛应用于人工肾透析仪、血浆过滤器和人工肺膜式氧合器等医疗器械中,发挥其不可替代的作用[2]。然而，在聚丙烯膜的临床使用过程中，其自身微粒脱落现象已引起了学者们和临床医生的广泛重视。为此，我国行业标准YY 0770.1《医用输、注器具用过滤材料》在历经两年的酝酿和临床、生产、科研、检验人员共同参与的广泛、充分研讨的基础上，已经由国家食品药品监督管理局发布实施。

1 试验目的

对于药液过滤膜，如何进行微粒脱落的试验，不同的试验方法会对试验结果产生怎样的影响？YY 0770.1《医用输、注器具用过滤材料》中附录A中A.3和A.4给出了针对药液过滤材料进行微粒脱落的两种试验方法，其中A.3.3.1和A.3.3.2分别规定了对于滤膜片材和滤膜卷材的样品制备方法。对于片材，A.3.3.1规定“在层流条件下，按制造商提供的方法打开包装，用镊子夹取总表面积约为20 cm2的过滤材料作为试验样品”；对于卷材，A.3.3.2规定“在层流条件下，打开包装，将未展开的卷材放于层流条件的试验台上，用手术刀和模板或冲头直接在卷材的中部切除适宜深度，用镊子弃去上面的两层，取第三层作为试验样品”[3]。本文对聚丙烯纤维药液过滤膜采用不同的试验方法对其微粒脱落进行试验，旨在探讨不同的试验方法（尤其是是否回避滤膜边缘）对聚丙烯纤维药液过滤膜微粒脱落的影响。

2 试验方法

2.1 样品准备

聚丙烯纤维双面处理膜片

2.2 试验仪器

(1) GWJ-5S型微粒检测仪，有搅拌系统，可对2～100μm的微粒进行计数并做粒径分布研究。仪器制造商为天津市天大天发科技有限公司。选用≥5μm的通道，手动测量方式，一次取样量设为5 mL，测量3次，取平均值。

(2) 滤器（φ50 mm）、接头、管子、平头镊子、不锈钢板尺、手术刀、烧杯。用洗洁精洗刷后，在百级净化的条件下，用洁净水冲洗若干次。

(3) 洗脱液用经0.22 μm孔径滤膜滤过的洁净水。

2.3 试验环境

在百级净化的条件下进行

2.4 试验过程

(1) 第一组（简称“圆”)

取制造商在洁净条件下冲裁并包装好的圆形双面滤膜试片（Φ50 mm），先在盛有200 mL洁净水的烧杯中左右往复涮洗5个周次作为初洗，后按同法在另一个烧杯中精洗，涮洗两遍后放入盛有200 mL洁净水的广口瓶中盖上瓶盖，在(23±1)oC的环境温度中浸泡2h，摇晃50次后，进行测量。

(2) 第二组（简称“方”）

取制造商在洁净条件下包装好的滤膜片材数层，裁取44 mm×44 mm(面积与圆形滤材相等)的方形滤膜，去掉最上和最下面的两层滤膜。用清洗过的平头镊子取滤膜，先在盛有200 mL洁净水的烧杯中左右往复涮洗5个周次作为初洗，后按同法在另一个烧杯中精洗，涮洗两遍后放入盛有200 mL洁净水的广口瓶中盖上瓶盖，在(23±1)oC的环境温度中浸泡2 h，摇晃50次后，进行测量。

(3) 第三组（简称“方 不晃”）

与第二组试验方法完全相同，只是浸泡后不加摇晃，取其浸泡液直接测量。

(4) 第四组（简称“烧边”）

取制造商在洁净条件下冲裁并包装好的圆形双面滤膜试片（Φ50 mm），用微弱的明火沿滤膜边缘缓缓地烧结一圈，使聚丙烯纤维膜的边缘因高温而熔结。然后按第一组的试验方法先后经过初洗、精洗、浸泡、摇晃，测量其脱落微粒。以期降低滤膜边缘处的微粒脱落。

(5) 第五组（简称“滤器”）

在百级净化的条件下，取制造商在洁净条件下冲裁并包装好的圆形双面滤膜片（Φ50 mm），按与上述相同的方法经过初洗、精洗。然后，把滤膜放入清洗过的过滤器内并将滤器拧紧，滤器上方接洁净水，待滤器下方排完空气有水流出时关闭上方水源。 在(23±1)oC环境温度中浸泡2 h后，打开上方水源，使洁净水流过滤器约100 mL作为洗脱液，进行测量。

将上述五组按相同的方法浸泡4 h、6 h 及 24 h后，再检测滤膜的微粒脱落。

2.5 本底液微粒的测量

(1) 第一组～第四组 在百级净化的条件下，按相同的试验方法和取样量，用微粒检测仪测量三次取平均值。

(2) 第五组 在百级净化的条件下，使试验用洁净水流过清洗过的第五组试验用滤器、接头及管路约100 mL，用微粒检测仪测量三次，取平均值。

3 试验结果

3.1 本底液微粒数量（见表1）

表1 本底微粒含量Tab.1 The particle number of background

3.2 五组试验的结果

在去掉本底微粒数如表2，图1所示。

表2 试验结果Tab.2 The results of test

4 结果讨论

(1) 从第一、二组与第四、五组的比较中可以看出，带着裁切边缘与回避了裁切边缘测试滤膜的微粒污染，试验结果的差别有1～3个数量级之巨！可见对于聚丙烯纤维膜，裁切边缘的微粒脱落相当严重，考核这种滤膜的微粒脱落带着边缘进行试验显然是不合适的。

图1 试验结果Fig.1 The results of test

图2 .被机器冲裁的滤膜边缘Fig.2.The edge of cut membrane

将制造商冲裁的圆形滤膜边缘放在40倍的显微镜下观察，可明显看到裁切边缘的状况，见图2。由此可以得出结论：第一、二组的试验结果中边缘脱落的微粒数量占了绝大多数，或者可以说，滤膜本身的微粒脱落与之相比，可忽略不计。

(2) 从第一组与第二组数据看，无论用模具冲裁还是用手术刀切割，微粒脱落结果没有显著差异。这提示不管使用机器裁切还是手工切割，对微粒脱落试验结果没有太大的影响。

(3) 第一、二组与第三组比较，差别是显著的，提示水流的晃动冲击对裁切滤膜的边缘微粒脱落有加剧作用。

(4) 第四组与第五组相比，试验方法一组采用正反两面均浸泡在水中并摇晃；另一组将滤膜装入滤器，使洗脱液浸润滤膜后浸泡，然后以滤过的方式从滤膜孔中流过，结果没有显著差异。说明只要回避了边缘，洗脱液的制取方式对结果无关紧要。

(5) 从表2的纵向和图1的横向看，随浸泡时间的增加，聚丙烯膜的微粒脱落并没有趋势性的改变。

结论：考核聚丙烯药液过滤膜的微粒污染时，试验方法必须排除其边缘微粒脱落对试验结果的影响。

[1] 王冰, 张梅英. 防范静脉输液中不溶性微粒危害的研究进展[J].上海护理, 2009 , 9（1）:64-66.

[2] 汪锰, 王湛, 李政雄, 等. 膜材料及其制备[M]. 北京: 化学工业出版社, 2003

[3] YY 0770.1-2009《医用输、注器具用过滤材料》: 5-7.