生物材料血液相容性体外评价的研究进展

韩清臣 天津市滨海新区中医医院检验科 （天津 300450）

内容提要：目前主要采用体外、半体内以及体内实验对生物材料的血液相容性进行评价。体外实验由于快速、经济等特点，在生物材料血液相容性初步筛选实验中得到了广泛应用。生物材料的表面化学性质、总面积以及表面纹理等特性均会对其血液相容性产生影响。因此，生物材料体外血液相容性评价存在与生物材料研发的各个环节。高效、快速、准确的生物材料血液相容性评价方法有助于缩短生物材料研发周期。因此，近些年很多专家学者关于生物材料血液相容性体外评价开展了大量研究工作，并取得了一系列研究成果。文章将这些新进展和新认识进行综合，以期为生物材料血液相容性研究工作的开展提供借鉴。

生物材料血液相容性研究对于生物材料能否在临床治疗中进行应用具有重要意义。生物材料血液相容性体外评价由于操作简单、方便等优点，在生物材料研发过程中得到了广泛应用。本文重点对近些年关于生物材料血液相容性体外评价研究进展进行综述如下。

1.血液与材料接触模型的选取

在生物材料血液相容性体外评价研究接触模型选取方面应该尽量降低非待测材料对血液的激活作用，提高血液与材料的接触面积，同时考虑评价方便快捷等方面[1,2]。通常在初期的血液相容性评价研究中主要采用相对简单的接触模型[3]。而对于成型产品的体外血液相容性评价研究应该尽量选用与临床实际应用相接近的接触模型[4]。

2.检测指标与检测方法

2.1 血液蛋白

生物材料与血液发生接触之后，首先是血浆蛋白在生物材料表面黏附。因此血浆蛋白的种类和数量对后续血液中其他成分的激活具有重要影响[5]。目前关于纤维蛋白原、白蛋白以及免疫球蛋白的研究较为普遍。相关研究表明黏附的纤维蛋白原和免疫球蛋白对于血小板和白细胞的黏附激活具有促进作用，而黏附的白蛋白对于血小板和白细胞的黏附激活具有抑制作用，能够防止血栓的形成[6]。目前主要采用放射免疫法、酶联免疫法、光反射干涉生物传感器法、原子力显微镜法以及椭圆偏震术法等对生物材料表明黏附的血浆蛋白进行检测，其中光反射干涉生物传感器法以及椭圆偏震术法等在黏附血浆蛋白检测中具有实时、动态、无损等特点[7]。

2.2 血小板

黏附在生物材料表明的血小板被激活后会发生聚集以及释放效应，其颗粒内容物能够导致炎症的发生和血栓的形成[8]。比如P血栓球蛋白、血小板Q颗粒膜蛋白-140、血小板因子4以及凝血酶敏感蛋白等对于血栓的形成均具有促进作用。而血小板膜磷脂代谢产物血栓烷A2具有收缩血管以及促进血小板聚集的作用。相关研究表明可以通过检测血栓烷A2来有效评价血小板的激活程度[9]。此外，血小板活化之后还可以产生大量的微粒，通过为凝血因子活化提供磷脂结合位点来激活凝血系统[10]。目前主要采用放射免疫法、酶联免疫法、电镜观察法以及戊二醛诱导的荧光技术对直材料表明黏附的血小板进行检测；采用放射免疫法和酶联免疫法对血小板活化后释放的颗粒内容物进行检测，其中P血栓球蛋白是目前公认的评价血小板激活的敏感指标[11]。

2.3 补体系统

生物材料与血液发生接触之后，关于补体系统的激活目前存在一些争议，主流观点认为补体系统是经过替代途径被有效激活，也有观点认为经典途径和替代途径均参与了补体系统的激活[12]。比如在对缺乏C4的患者开展血液透析时，补体系统的激活存在明显延迟。补体系统激活后会产生CIq以及C5b-9等物质，其可以激活血小板和白细胞，容易导致炎症和血栓的发生。目前对补体系统激活的检测方法主要包括放射免疫法、酶联免疫法以及CH50补体活性检测法等[13]。近些年应用较为广泛的酶联免疫流动检测方法，相比传统酶联免疫法可以通过硝化纤维膜对SDS中的蛋白含量进行分析，进而更好的评价补体系统的激活程度。

2.4 白细胞

目前研究认为白细胞的激活机制可能与激肽释放酶以及补体有关，还可能与血小板的激活有关。白细胞被激活之后会促进多种细胞因子以及酶的释放，其中蛋白酶对于纤维蛋白原以及胶原等均具有较强的水解作用，进而导致内皮细胞损伤；而CD11b在细胞膜表面的增多能够提高白细胞在内皮细胞表面的黏附程度[14]。目前，主要采用白细胞计数法以及中性弹力酶的酶联免疫法检测法对白细胞激活进行检测[15]。

3.外界非待测材料对血液的激活

在开展生物材料血液相容性体外评价研究中，要有效防止外界非待测材料对血液的激活作用。一是要求供血者身体健康，无吸烟史，在两周内未服用对血液存在影响的相关药物；二是采用19号蝴蝶针进行采血，并且将初采的2mL血液丢弃，有效防止由于采血过程中组织损伤释放的组织因子对血液进行激活；三是生物材料与血液发生接触之后，应该在样品中适当添加抗凝剂，来防止补体系统或血小板的进一步活化。

4.小结

基于以上分析，在生物材料血液相容性体外评价研究方面相关专家学者开展了大量的研究工作，取得了很大进展。但是目前关于血液以生物材料接触方式、相关的检测指标和检测方法等方面尚未形成统一的规范标准，有待于后续进一步研究。