模擬宮腔液中葡萄糖對銅腐蝕的影響

王樹云，楊朝菊，潘紅梅，王樹松

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臨床研究

模擬宮腔液中葡萄糖對銅腐蝕的影響

王樹云，楊朝菊，潘紅梅，王樹松

目的 探討模擬宮腔液中葡萄糖對銅腐蝕的影響。方法 應(yīng)用TCu380A進(jìn)行了模擬宮腔液浸泡實(shí)驗(yàn)，設(shè)定模擬宮腔液葡萄糖濃度(分別為0.125、0.250、0.500、0.750、1.000 g/L)，采用原子吸收分光光度法測定浸泡液中銅離子濃度，分析葡萄糖濃度對銅離子釋放的影響。結(jié)果 放置初期銅離子釋放速率較快，隨著浸泡時間的延長其釋放速率迅速減慢，并在7周左右達(dá)到穩(wěn)定。隨著葡萄糖濃度的增加，銅釋放速率增加，銅腐蝕累積量隨之增加，當(dāng)葡萄糖濃度>0.50 g/L時其銅腐蝕累積量無明顯變化(P>0.05)。隨著pH值的增加，銅離子釋放速率減少；不同pH值葡萄糖濃度為0.75 g/L與0.50 g/L的銅腐蝕累積量間無明顯變化(F=2.253、2.846、1.861，P>0.05)，說明宮腔液中高于0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕沒有明顯影響。結(jié)論 TCu380A銅釋放速率隨著葡萄糖濃度的增加而升高，隨pH增高而降低，葡萄糖0.50 g/L濃度對TCu380A銅腐蝕呈飽和濃度。

宮內(nèi)節(jié)育器；銅離子；腐蝕；葡萄糖

含銅宮內(nèi)節(jié)育器(copper-bearing intrauterine device，CuIUD)是目前我國育齡婦女應(yīng)用最為廣泛的避孕節(jié)育器械[1，2]，因其在宮腔內(nèi)腐蝕釋放出銅離子而產(chǎn)生較好的避孕效果，因此宮內(nèi)節(jié)育器內(nèi)銅的腐蝕行為直接關(guān)系到CuIUD的有效性和安全性。由于個體差異,人體宮腔液的成分也各異，不同成分及濃度宮腔液對CuIUD中銅的腐蝕行為有不同影響[1～3]。葡萄糖對銅離子釋放行為的影響未見報道。現(xiàn)以TCu380A宮內(nèi)節(jié)育器為例，觀察宮腔液中葡萄糖濃度對銅離子釋放情況的影響。

1 材料與方法

1.1 材料 TCu380A宮內(nèi)節(jié)育器由天津醫(yī)療器械廠生產(chǎn)，由2節(jié)銅套加1節(jié)銅絲組成，銅純度為99.99%。TAS-986型原子吸收分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)。

銅測定條件：Cu空心陰極管，空氣—乙炔火焰(空氣5 L/min，乙炔1.5 L/min)，燈電流為3 mA，測定波長為324.8 nm，光譜帶寬為0.4 nm。

1.2 模擬宮腔液和標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 標(biāo)準(zhǔn)模擬宮腔液組成:NaCl 4.97 g/L、KCl 0.224 g/L、CaCl20.167 g/L、NaHCO30.25 g/L、葡萄糖0.50 g/L、NaH2PO4·2H2O 0.072 g/L，用1 mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)模擬宮腔液pH值為7.0[4]。標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立：將銅標(biāo)準(zhǔn)液1 mg/ml用1%硝酸稀釋，制備得10 μg/ml銅儲備液。再分別吸取銅儲備液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、2.0 ml于10 ml的容量瓶中，用模擬宮腔液定容，即得到濃度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0和2.0 μg/ml的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定吸光度并制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。配制0.2、1.0、2.0 μg/ml的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行精密度與回收率實(shí)驗(yàn)，重復(fù)操作5次。經(jīng)測定得的標(biāo)準(zhǔn)曲線為: A=0.1213C+0.0097，其中A表示吸光度值，C表示銅濃度(μg/ml)。在0.2～2.0 μg/ml范圍內(nèi)，A和C線性關(guān)系良好。平均精密度為1.45%，平均回收率為98.3%，符合分析方法的要求。

1.3 銅離子體外釋放的影響因素 (1)葡萄糖濃度：將標(biāo)準(zhǔn)模擬宮腔液中葡萄糖濃度調(diào)整為：0.125、0.250、0.500、0.750和1.00 g/L。(2)pH值：將標(biāo)準(zhǔn)模擬宮腔液中pH調(diào)整為6.5、7.0和7.5，則葡萄糖濃度調(diào)整為：0.25、0.50和0.75 g/L。

1.4 體外Cu2+釋放方法 每個實(shí)驗(yàn)采用5只CuIUD，每只分別浸入盛有50 ml上述各條件下模擬宮腔液的錐形瓶中密封，置于(37.0±0.1)℃的恒溫箱中，采取換液的辦法。起初每天換1次液，1周后每2 d換1次液，30 d后每周換1次液。以保證銅離子釋放環(huán)境達(dá)到所要求的“漏槽”狀態(tài)，用火焰原子吸收法測浸提液的銅離子濃度。

2 結(jié) 果

2.1 TCu380A銅離子釋放 從標(biāo)準(zhǔn)模擬宮腔液時銅釋放速率與浸泡時間的變化曲線可以看出，浸泡初期釋放速率較快，隨著浸泡時間的延長其釋放速率迅速減慢，并在7周左右達(dá)到穩(wěn)定。不同葡萄糖濃度時其銅釋放曲線基本相似。見圖1。

圖1 TCu380A在標(biāo)準(zhǔn)模擬宮腔液中銅釋放速率與浸泡時間的變化曲線

2.2 不同葡萄糖濃度對銅腐蝕的影響 在模擬宮腔液中，隨著葡萄糖濃度的增加，TCu380A中銅釋放速率增加，銅腐蝕累積量隨之增加；隨著浸泡時間的延長，銅腐蝕累積量增加。見表1。葡萄糖濃度≥0.50 g/L的3組銅腐蝕累積量間沒有明顯差異(P>0.05)。說明宮腔液中0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕速率來說已經(jīng)呈飽和濃度。

表1 不同葡萄糖濃度時TCu380A銅腐蝕累積量

注：與0.125 g/L比較，aP<0.05；與0.250 g/L比較，bP<0.05

2.3 不同pH值下葡萄糖濃度對銅腐蝕的影響 在模擬宮腔液中，隨著pH值的增加，TCu380A中銅釋放速率減少，銅腐蝕累積量隨之減少；在相同浸泡時間時，銅腐蝕累積量隨pH值的增加而減少(F=9.766、13.672、12.414、14.628,P<0.05)。不同pH值時葡萄糖濃度為0.50 g/L與0.75 g/L的銅腐蝕累積量間沒有明顯差異(F=2.253、2.846、1.861,P>0.05)。說明宮腔液中高于0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕沒有明顯影響。同一pH值時，隨著葡萄糖濃度的增加，TCu380A中銅釋放速率、銅腐蝕累積量均隨之增加，其增加趨勢同2.2項(xiàng)之描述。見表2。

3 討 論

CuIUD在宮腔中通過腐蝕釋放出銅離子，會引起子宮內(nèi)膜局部的炎性反應(yīng)，并且會引起組織中細(xì)胞和宮腔液成分的變化。從CuIUD中釋放的活性物質(zhì)，能抑制或殺滅精子，同時對孕卵形成、卵泡著床等各環(huán)節(jié)起抗生育作用，從而顯著提高避孕效果[3]。

表2 不同葡萄糖濃度時TCu380A銅腐蝕累積量

注：與pH 6.5相同葡萄糖濃度比較，aP<0.05; 同一pH值時，與葡萄糖0.25 g/L比較，bP<0.05

金屬銅在模擬宮腔液中在其表面生成氧化亞銅氧化膜，氧化亞銅在溶液中形成銅離子。其中氧化膜起到阻礙腐蝕的作用[5]。如式(1)、(2)。

8Cu+2H2O+O2→4Cu2O+4H++4e-

(1)

Cu2O+2H+→2Cu2++H2O+2e-

(2)

本實(shí)驗(yàn)顯示，TCu380A在浸入模擬宮腔液的初始階段銅腐蝕速率很高，隨著氧化亞銅的生成量增加，銅表面氧化膜逐漸致密，反應(yīng)速率趨于緩慢穩(wěn)定。理想的CuIUD應(yīng)該是使宮腔局部維持在高濃度，以發(fā)揮其避孕節(jié)育的作用。TCu380A的銅表面積為380 mm2，能固定在子宮底部子宮肌層，被認(rèn)為是一種高效、安全的宮內(nèi)節(jié)育器[6]。

TCu380A中銅絲和銅管在浸入模擬宮腔液的初始階段腐蝕速率很高，隨著銅離子的釋放，腐蝕產(chǎn)物沉積在表面，阻礙了腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，釋放速率趨于平緩。在圖1中發(fā)現(xiàn)第36天時，銅釋放速率高出前后兩時間點(diǎn)，可能存在暴釋現(xiàn)象，有待于縮短換液時間得到證實(shí)。有研究顯示[7，8]，植入宮內(nèi)前期含銅宮內(nèi)節(jié)育器都有不同程度的暴釋現(xiàn)象,TCu380A銅離子的暴釋現(xiàn)象最嚴(yán)重,這與Tcu380A的銅表面積最大有直接關(guān)系。研究結(jié)果表明[9]，Cu2+濃度越大，避孕效果越好，同時不良反應(yīng)也越嚴(yán)重，容易造成出血和經(jīng)期延長等現(xiàn)象，這是因?yàn)楦呷芪g量的Cu2+會促進(jìn)子宮內(nèi)膜血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的分泌，造成子宮的異常出血[10，11]。

有實(shí)驗(yàn)表明[12～14]，CuIUD浸泡在模擬宮腔液中其成分對Cu2+的釋放速率影響較大，氯化物因氯離子對的侵蝕作用而加速Cu2+的釋放，酸式鹽使溶液的pH值增加而降低Cu2+的釋放，蛋白質(zhì)通過加速銅的陽極溶解過程而促進(jìn)銅的釋放。葡萄糖濃度是影響銅釋放速率的主要因素之一。本結(jié)果顯示，TCu380A銅釋放速率隨著葡萄糖濃度的增加而升高，但葡萄糖濃度高于0.50 g/L其腐蝕累積量沒有明顯增加。pH值是影響CuIUD中Cu腐蝕過程的一個重要因素。張承典等[15]報道Cu的腐蝕速度隨模擬宮腔液pH值的減小而明顯增大，pH為6.3時的腐蝕速度相當(dāng)于pH為8.0時的數(shù)倍。Mora等[16]試驗(yàn)表明在模擬宮腔液基本成分的基礎(chǔ)上隨著pH 值減小，腐蝕速度增大。本研究也顯示，pH值增加而降低Cu2+的釋放，不同pH值時隨著葡萄糖濃度增加銅釋放速率增加，但葡萄糖濃度高于0.50 g/L其釋放速度沒有明顯變化。因此，認(rèn)為宮腔液0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕是飽和濃度，宮腔內(nèi)葡萄糖濃度的增加不會對銅釋放速率產(chǎn)生影響，也不會影響抗生育效果。

本實(shí)驗(yàn)的局限性在于所采用的宮腔模擬液成分與人體內(nèi)宮腔液成分有所差別，pH值變化與蛋白質(zhì)成分可能對銅離子釋放有影響,對在體試驗(yàn)情況有待進(jìn)一步研究。

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河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(No.13277771D)

050051 石家莊，河北省人民醫(yī)院檢驗(yàn)科(王樹云，現(xiàn)在河北省清河縣中心醫(yī)院檢驗(yàn)科)

王樹松，E-mail:wshsong@sina.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2015.05.027

2014-12-13)