血液灌流器滤芯中吸附树脂的体外血液相容性评价

王辉国家食品药品监督管理局北京医疗器械质量监督检验中心，北京市，101111

血液灌流器滤芯中吸附树脂的体外血液相容性评价

【作 者】王辉国家食品药品监督管理局北京医疗器械质量监督检验中心，北京市，101111

目的 研究吸附树脂原料进行进一步加工处理的必要性。 方法 依据GB/T 16886.4的有关规定，通过凝血试验，血液学试验，体外自发性血小板粘附试验及补体激活试验对吸附树脂原料进行体外血液相容性评价。 结果 与聚丙烯相比较，吸附树脂原料是内源性凝血系统的极轻微激活剂，对外源性凝血系统有极显著性抑制作用（P＜0.01），对纤维蛋白原、红细胞及网织红细胞呈现极显著性粘附作用（P＜0.01），对血小板有显著性粘附作用（P＜0.05），吸附树脂原料同时也是补体系统的极显著性激活剂（P＜0.01）。 结论 体外血液相容性评价表明：吸附树脂原料必需经过特定的工艺（如表面修饰、微囊化技术等）才可用于人体。

血液灌流器滤芯；吸附树脂；血液相容性

0 引言

血液灌流是患者借助体外循环通过吸附作用以清除血液中的内源性及外源性有害物质的一种治疗方法。目前主要用于抢救药物过量及毒物中毒[1-2]，也用于重症肝炎[3]、高血脂症[4]、脓毒血症[5]的解救及人工肝的支持治疗[6]，还用于尿毒症[7]和狼疮性肾炎[8]等的辅助治疗。血液灌流器的核心部分是其内部装填的固态吸附剂材料（即血液灌流器滤芯），目前市场上血液灌流器所用的吸附剂材料以合成树脂为最多，此外还有活性炭、亲和吸附剂等。合成树脂又分为吸附树脂与离子交换树脂两大类，离子交换树脂因其在使用过程中的副作用较大目前已很少采用，吸附树脂主要以苯乙烯和二乙烯苯共聚而成的中性大孔树脂为多见，其比表面积为500 m2/g左右，吸附能力略逊于活性炭，对各种含有亲脂疏水基团或苯环等芳环结构物质如胆红素、芳香族氨基酸、有机磷农药等吸附能力较强，但其不能消除尿素、电解质和水，也不能纠正酸碱平衡失调，所以主要用于外源性毒物中毒的治疗，对于尿毒症的治疗需与血液透析联合进行（即AP/HD治疗）。吸附剂材料的表面结构决定血液灌流的疗效，同时也影响着受用者在治疗过程中所出现的毒副反应。近年来，动物试验发现吸附树脂会出现微粒脱落、吸附或激活某些血液成分的现象。在临床应用过程中，临床医师需执行较为复杂的肝素预冲方案才能有效防止管路及灌流器凝血堵塞现象的发生[9]，此外，受用者还会出现诸如发热、出血、血细胞及血红蛋白水平降低等副作用。针对这种情况同时亦为了改善吸附树脂对亲水性物质的吸附能力，医学界建议将其作为生产原料，经表面修饰及包膜处理后再用于血液灌流治疗。

血液灌流器的临床应用风险较高，属于三类产品，依据国家有关法律法规，生产企业应对该类产品的生产原料进行严格管控以避免临床不良事件的发生。本研究是依据GB/T 16886.4的要求，随机选取市场上在售的血液灌流器滤芯生产用吸附树脂原料作为试验样品，以聚丙烯作为阴性对照品，通过凝血试验（凝血酶原时间（PT）试验、部分凝血活酶时间（PTT）试验、体外自发性纤维蛋白原粘附试验），体外自发性血小板粘附试验，血液学试验（红细胞计数试验、白细胞计数试验、网织红细胞计数试验）及补体激活试验（C3a试验及C5a试验），对试验样品进行体外血液相容性评价以研究血液灌流器滤芯生产用吸附树脂原料进行进一步加工处理的必要性。

1 材料与方法

1.1材料及设备

试验样品 血液灌流器滤芯生产用吸附树脂原料，由重庆赛英思医疗器械股份有限公司提供。阴性对照品 聚丙烯，由美国AXYGEN公司提供。PTT试验阳性对照品 非硅烷基化玻璃管，由北京市玻璃仪器厂提供。补体激活试验阳性对照品 眼镜蛇毒因子（CVF），由中鑫东泰（莱阳）纳米基因生物技术有限公司提供。

主要试剂 凝血酶原时间测定试剂盒（凝固法）、纤维蛋白原测定试剂（凝固法）、OV缓冲液及氯化钙溶液由德国SIEMENS公司提供；兔脑磷脂溶液由北京世帝仪器有限公司提供；人C3a检测试剂盒（ELISA法）及人C5a检测试剂盒（ELISA法）由北京奇松生物科技有限公司提供。

主要设备及耗材 CA-7000全自动血凝仪（日本Sysmex Corporation），XT-2000i全自动动物血液分析仪(日本Sysmex Corporation)，MK3酶标仪（美国Thermo），3K15低温离心机（德国SIGMA），HW-3恒温水浴（天津市天大天发科技有限公司），采集时间小于4 h的新鲜枸橼酸钠抗凝人贫血小板血浆（北京同仁医院），采集时间小于4 h的新鲜EDTA抗凝兔富血小板血浆（自制），采集时间小于4 h的新鲜EDTA抗凝兔全血（自制），制备时间小于4 h的新鲜人血清（北京同仁医院），K2EDTA抗凝真空采血管（美国BD公司）。

1.2试验方法

1.2.1 凝血试验

开启全自动血凝仪并将所用试剂置于相应试剂位至少稳定30 min，以兔脑磷脂溶液取代APTT试剂放于APTT试剂位上，取人新鲜全血，迅速经2000×g离心10 min以分离出贫血小板血浆（PPP），试验样品及阴性对照品分别平行制备三份，阳性对照品制备一份（以非硅烷基化玻璃管作为PTT试验的阳性对照品），所有供试物（包括试验样品、阴性对照品及阳性对照品）与贫血小板血浆按0.2 g/mL的比例，37 ℃，接触15 min，用全自动血凝仪分别重复测定各接触后血浆样本的PTT值、PT值及纤维蛋白原水平（阳性对照品接触血浆只测定PTT值），依据GB/T 14233.2-2005的相关要求，对所有测定结果进行统计学分析。

1.2.2 血液学试验

开启全自动动物血液分析仪并至少稳定30 min，试验样品及阴性对照品分别平行制备三份，所有供试物（包括试验样品及阴性对照品）与新鲜制备兔全血按0.1 g/mL的比例，37oC接触1 h，用全自动动物血液分析仪分别重复测定各接触后血液样本的红细胞、白细胞及网织红细胞水平，依据GB/T 14233.2-2005的相关要求，对所有测定结果进行统计学分析。

1.2.3 体外自发性血小板粘附试验

开启全自动动物血液分析仪并至少稳定30 min，取兔新鲜全血，迅速经200×g离心10 min以分离出富血小板血浆(PRP)，试验样品及阴性对照品分别平行制备三份，所有供试物(包括试验样品及阴性对照品)与富血小板血浆按0.1 g/mL的比例，(20 ～25)oC(室温)接触1 h，用全自动动物血液分析仪分别重复测定各接触后血浆样本的血小板水平，依据GB/T 14233.2-2005的相关要求，对所有测定结果进行统计学分析。

1.2.4 补体激活试验

以眼镜蛇毒因子（CVF）作为阳性对照品，所有供试物（包括试验样品、阴性对照品及阳性对照品）均分别平行制备三份，与新鲜人血清按0.2 g/mL的比例，37oC接触1 h，用人C3a检测试剂盒及人C5a检测试剂盒分别重复测定各接触后血清样本的C3a及C5a水平，依据GB/T 14233.2-2005的相关要求，对所有测定结果进行统计学分析。

2 结果

试验结果显示：与聚丙烯相比较，吸附树脂原料是内源性凝血系统的极轻微激活剂(表1，结合表2判定)，对外源性凝血系统有极显著性抑制作用(P＜0.01，表3)，对纤维蛋白原、红细胞及网织红细胞呈现极显著性粘附作用（P＜0.01，表4），对血小板有显著性粘附作用（P＜0.05，表4），是补体系统的极显著性激活剂（P＜0.01，表4）。

表1 PTT试验结果Tab.1 The results of PTT test

表2 凝血性判定系统Tab.2 Coagulation decision-making system

表3 PT试验结果Tab.3 The results of PT test

3 讨论

作为血液灌流器核心部分（血液灌流器滤芯）重要原材料的吸附树脂，其吸附能力主要取决于树脂颗粒三维网状结构的分子筛作用及表面基团与被吸附物质之间的亲和力。直接用作滤芯，树脂颗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红细胞、白细胞、血小板和凝血因子等，此外，作为一种异体物质，其表面化学基团可介导诸如白细胞、血小板及补体体统激活等血-吸附剂反应。体外血液相容性研究显示：吸附树脂原料对人血液中的红细胞、网织红细胞及血小板等有形成分有显著性甚至极显著性吸附作用，其可激活机体的补体系统，从而引发受用者出现一系列临床和亚临床表现。由此看来，吸附树脂原料必需经过特定的工艺才可用于人体，目前这方面的工作主要是：通过微囊化技术及表面修饰使吸附树脂的血液相容性大为改善。用琼脂糖、白蛋白、火棉胶等作为微囊包膜材料使树脂颗粒微囊化，一方面可显著增强吸附树脂的机械强度，有效防止吸附剂脱颗粒现象的发生，另一方面可改变树脂颗粒表面孔隙通道的尺寸，降低吸附树脂对血液有形成分和功能蛋白的截留，从而确保临床使用过程中的血流通畅及低灌注压力；通过表面修饰可掩蔽树脂颗粒表面的活性基团，从而有效防止其对血液成分的激活作用。对吸附树脂原料再加工这一环节管控不力，可能会导致该类产品的受用者出现严重的不良反应。生产企业及有关监管部门应从生产原料及终产品这两个环节对该类产品进行管控以避免临床不良事件的发生。

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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 其它血液相容性试验结果 (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

王辉，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.