PVC一次性使用輸液器中可瀝濾物研究

劉穎玲 吳長偉 翟永利 聶 蕾 陳水廷

(1.云南省醫(yī)療器械檢驗(yàn)研究院，昆明 650106； 2.昆明醫(yī)科大學(xué)，昆明 650500)

醫(yī)療器械的可瀝濾物(Leachables)是指醫(yī)療器械或材料在臨床使用過程中釋放出的物質(zhì)的統(tǒng)稱，一般包括滅菌殘留劑、工藝殘留物、降解產(chǎn)物以及材料中的單體及添加劑(如穩(wěn)定劑、抗氧化劑、增塑劑、著色劑)[1]。一次性使用輸液器臨床上應(yīng)用十分廣泛，在給患者治療的同時也存在著風(fēng)險，輸液器材質(zhì)中的有害物質(zhì)可能會遷移到藥液中，對人體產(chǎn)生不良反應(yīng)。

國產(chǎn)一次性使用輸液器主要以鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)增塑的聚氯乙烯(PVC)輸液器為主，DEHP在水中溶解度很小，但易溶于多數(shù)有機(jī)溶劑和類脂。由于DEPH與PVC基體不是共價鍵結(jié)合，所以DEHP可能會從PVC中遷移出來，隨藥液一同進(jìn)入人體，會對患者健康造成危害。動物實(shí)驗(yàn)研究表明DEHP具有廣泛的不良反應(yīng)，表現(xiàn)為生殖毒性[2-3]、肝臟毒性[4]、致癌性[5]。目前測定醫(yī)療器械中的DEHP主要有氣相色譜法[6 ]，氣相色譜-質(zhì)譜法[ 7]，高效液相色譜法[8 ]，紫外-可見分光光度( UV) 法[ 9]。

目前我國輸液器生產(chǎn)中多使用環(huán)己酮作為部件粘合劑粘接成型，環(huán)已酮是一種化學(xué)溶劑，有強(qiáng)烈的刺激性，容易殘留在產(chǎn)品的粘接處及內(nèi)腔中。環(huán)己酮會在輸液過程中進(jìn)入病人血液，對人體造成損害，因此分析、控制輸液器中環(huán)己酮的殘留量十分必要。現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中未對輸液器中環(huán)己酮?dú)埩袅康臋z測方法和限量進(jìn)行規(guī)定。目前醫(yī)療器械中環(huán)己酮的測定方法有分光光度法[10]、氣相色譜法[11,12]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[13,14]、光電離-離子遷移譜法[15]、電噴霧萃取電離-三重四極桿質(zhì)譜法[16]等。以上分析方法中有的只能給出定性指標(biāo)，有的操作煩瑣、重現(xiàn)性差，有的儀器價格昂貴、分析成本高，難以廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量控制。

一次性輸液器在生產(chǎn)工程中若不慎引入重金屬，比如鎘、鉛、鉻、銅、錫等具有較強(qiáng)生物毒性的重金屬元素[17-20]，它們將隨著藥液一同進(jìn)入人體，引發(fā)慢性中毒而威脅人體生命安全。現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定當(dāng)用原子吸收分光光度法或相當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行測定[21,22]，相對于原子吸收法(AAS)，電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)具有靈敏度高、線性范圍寬、分析速度快、準(zhǔn)確度好、可同時進(jìn)行多元素測定等優(yōu)點(diǎn)。

本研究通過模擬臨床使用PVC一次性輸液器輸注過程，對13個廠家15批次的輸液器中的可瀝濾物進(jìn)行了分析。采用高效液相色譜法對輸液器中增塑劑DEHP的溶出量進(jìn)行測定，為輸液器中DEHP的檢測提供方法；采用氣相色譜結(jié)合頂空進(jìn)樣方式，建立了一種具有高選擇性、準(zhǔn)確度、靈敏度，適用于一次性使用輸液器中環(huán)己酮?dú)埩袅康姆治觯徊捎秒姼旭詈系入x子體質(zhì)譜法建立了一種簡便、快速、準(zhǔn)確的多元素測定方法。建立的方法準(zhǔn)確、靈敏，適用于PVC輸液器中DEHP、環(huán)己酮和金屬元素的溶出進(jìn)行測定，為標(biāo)準(zhǔn)完善、質(zhì)量監(jiān)督及相關(guān)風(fēng)險評價提供了參考依據(jù)。

1 儀器、試劑與材料

Waters 2695高效液相色譜儀(美國Waters公司)；Sartorius H2O-1-2-TOC-T型純水機(jī)(德國Sartorius公司)；AEL-40SM電子天平(十萬分之一，日本Shimadzu公司)Clarus 680 型氣相色譜儀( 美國Perkin Elmer公司 )；NexION 1000電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國Perkin Elmer)；BT00-300T循環(huán)泵蠕動泵(保定蘭格恒流泵有限公司)；SW23精密振蕩水浴鍋(德國 JULABO 有限公司)。

DEHP標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯)，99.9%，德國Dr.Ehrenstorfer公司]；環(huán)己酮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度為 99.9%，德國 Dr. Ehren-storfer 公司)；鉻、鎘、銅、鉛、錫、鋇、鈧、鍺、銠、鉍單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1000μg/mL(國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。

甲醇(色譜純，美國Fisher 公司)；95%乙醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，甲硝唑氯化鈉注射液(100mL：甲硝唑0.5g，氯化鈉0.8g，批號：BD180825A2，昆明南疆制藥有限公司)；硝酸(優(yōu)級純，德國Merk公司)。

輸液器樣品為全國范圍內(nèi)抽取的13個廠家15批次在有效期內(nèi)的一次性使用輸液器，編號為QX01～QX15。

2 鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)檢測方法的建立

2.1 色譜條件

色譜柱：phenomenex C18柱(5um，4.6mm×250mm)；流動相：甲醇，流速：1.0mL/min，檢測波長：272nm，柱溫：300C，進(jìn)樣量：10μL。

2.2 溶液的制備

2.2.1對照品溶液

精密稱定DEHP，用甲醇稀釋成10.497mg·mL-1的對照品儲備液。取該儲備液用甲醇稀釋，得到濃度為3.674、5.248、10.497、20.994、31.491、41.988、52.485、62.982、73.497、104.970μg/mL的DEHP系列對照品溶液。

2.2.2供試品溶液

取甲硝唑氯化鈉注射液，在室溫條件下(23℃)，模擬臨床輸液過程，藥液經(jīng)過DEHP增塑的PVC輸液器，調(diào)整流速為30滴/min，收集0～5min、5～10min、10～15min、15～20min、20～25min、25～30min、30～40min、40～50min、50～60min、60min各時間段的藥液，作為待測液。

取95%乙醇，加入純水配制成密度為0.9373g/mL～0.9378 g/mL的乙醇溶液[23]，作為模擬輸液，取100mL注入玻璃輸液瓶中，連接含有DEHP的一次性使用輸液器，在室溫條件下(230C)，模擬臨床輸液過程，調(diào)整流速為30滴/min，收集流出液待測。

2.3 專屬性試驗(yàn)

分別精密取空白液(甲醇)、DEHP對照品溶液、供試品溶液，在“2.1”項(xiàng)條件下測定，結(jié)果表明：甲醇對DEHP的測定無干擾，DEHP的理論塔板數(shù)大于 6000，分離度大于 1.5。

2.4 線性關(guān)系考察、檢出限和定量限

DEHP系列對照品溶液在“2.1”項(xiàng)條件下測定，得到線性關(guān)系、相關(guān)系數(shù)、檢出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)，結(jié)果表明在3.674～104.970μg/mL范圍，DEHP的質(zhì)量濃度與色譜峰面積有良好的線性關(guān)系(表1)。

表1 DEHP的線性關(guān)系、檢出限和定量限

2.5 精密度試驗(yàn)

取同一供試品溶液連續(xù)進(jìn)樣6次，記錄色譜圖，計(jì)算DEHP色譜峰面積的平均值為68118，測定結(jié)果的RSD值為0.41%，表明方法的精密度良好。

2.6 重現(xiàn)性

取同一供試品液，平行測定6次，計(jì)算DEHP色譜峰面積的平均值為68035，測定結(jié)果的RSD值為0.58%，表明方法的重現(xiàn)性良好。

2.7 回收率試驗(yàn)

精密量取已測定DEHP含量的供試品溶液(乙醇模擬輸液)5 mL 9 份，分別置于 10 mL 容量瓶中。各精密加入104.97μg/mLDEHP對照品貯備液1.5，1.9，2.3mL，每種濃度制備3份，用甲醇稀釋至標(biāo)線，按“2.1”項(xiàng)條件測定，在不同加標(biāo)水平下，DHHP的平均回收率為99.1%(n=9)，RSD為1.7%，結(jié)果表明本方法準(zhǔn)確度好，精密度高(表2)。

表2 DEHP回收率試驗(yàn)結(jié)果(n=9)

3 環(huán)己酮檢測方法的建立

3.1 色譜條件

色譜柱為 Elite-5 柱(30 m ×0.32 mm，0.25μm)，程升溫，初始溫度為 50℃保持 3min，以10℃/min 升溫至 100℃，保持 2 min，以 20℃/min 升溫至 170℃，保持 2 min。FID 檢測器，檢測器溫度為 250℃，進(jìn)樣口溫度為 230℃，分流比為 5∶1，流量為2 mL/min。頂空條件：爐溫：80℃；取樣針溫度：90℃；傳輸線溫度：100℃；平衡時間：30 min。

3.2 溶液的制備

3.2.1對照品溶液

精密稱取環(huán)己酮0.10201g ，加入盛有適量水的 5mL 容量瓶中，用 1mL乙醇溶解，加水稀釋至 5mL。精密量取該溶液1mL，用水稀釋至 100 mL，再量取該溶液5mL，用水稀釋至 50 mL，得到濃度為 20.402μg/mL 的環(huán)己酮對照品儲備液。取該儲備液用水稀釋配制成0.5100、1.0201、2.0402、4.0804、6.1206、8.1608、10.201μg/mL的環(huán)己酮系列對照品溶液。

3.2.2供試品溶液

取甲硝唑氯化鈉注射液，在室溫條件下(23℃)，模擬臨床輸液過程，藥液經(jīng)過DEHP增塑的PVC輸液器，調(diào)整流速為30滴/min，收集0～5min、5～10min、10～15min、15～20min、20～25min、25～30min、30～40min、40～50min、50～60min、60min各時間段的藥液，作為待測液。

3.3 專屬性試驗(yàn)

因環(huán)己酮微溶于水，根據(jù)“相似相溶”的原理，在配制對照品儲備液時加入乙醇作為助溶劑。分別精密取空白液(水)、環(huán)己酮對照品溶液、供試品溶液，在“3.1”項(xiàng)條件下測定，結(jié)果表明水、乙醇對環(huán)己酮的測定無干擾，環(huán)己酮的理論塔板數(shù)大于 6 000，分離度大于 1.5。

3.4 線性關(guān)系考察、檢出限和定量限

環(huán)己酮系列對照品溶液在“3.1”項(xiàng)條件下測定，得到線性關(guān)系、相關(guān)系數(shù)、檢出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)，結(jié)果表明在0.5100～10.201μg/mL范圍，環(huán)己酮的質(zhì)量濃度與色譜峰面積有良好的線性關(guān)系(表3)。

表3 環(huán)己酮的線性關(guān)系、檢出限和定量限

3.5 精密度試驗(yàn)

取同一供試品液，平行測定6次，計(jì)算環(huán)己酮色譜峰面積的平均值為9630.28，測定結(jié)果的RSD值為1.2%，表明方法的精密度良好。

3.6 回收率試驗(yàn)

精密量取已測定環(huán)己酮含量的供試品溶液8mL 9 份，分別置于10 mL 容量瓶中。各精密加入20.402μg/mL，環(huán)己酮對照品儲備液0.5，1.0，1.5mL，每種濃度制備3份，用水稀釋至標(biāo)線。按“3.1”項(xiàng)條件測定，在不同加標(biāo)水平下，環(huán)己酮的平均回收率為101.1%(n=9)，RSD為2.4%，結(jié)果表明本方法準(zhǔn)確度好，精密度高(表4)。

表4 環(huán)己酮回收率試驗(yàn)結(jié)果(n=9)

4 6種金屬元素檢測方法的建立

4.1 ICP-MS工作條件、待測元素、內(nèi)標(biāo)元素(表5、表6)

表5 ICP-MS工作參數(shù)

表6 待測元素和內(nèi)標(biāo)元素

4.2 溶液的制備

4.2.1系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

分別精密量取鉻、銅、鎘、錫、鋇和鉛單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，用1%硝酸溶液稀釋成每1mL含鉻、銅、鎘、錫、鋇、和鉛為10μg的混合元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液。精密量取該溶液適量，用1%硝酸溶液稀釋成每1mL含鉻、銅、鎘、錫、鋇和鉛分別為0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0和100.0ng/mL的系列濃度混合溶液。

4.2.2內(nèi)標(biāo)溶液的制備

分別精密量取鈧、鍺、銠和鉍單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，用1%硝酸溶液稀釋成10ng/mL的鈧、鍺、銠和鉍的混合內(nèi)標(biāo)溶液。

4.2.3供試品溶液的制備

將3套輸液器和1只300mL硅硼玻璃燒瓶、蠕動泵連成封閉循環(huán)系統(tǒng)，將燒瓶置于(37±1)0C的恒溫震蕩水浴鍋中，加入水250mL，以1L/h的流量使之循環(huán)2h，將靜脈針的管路部分切成1cm長的段，將其浸入循環(huán)玻璃燒瓶的循環(huán)液中，與串聯(lián)的輸液器一起制備供試品溶液，收集全部浸提液冷至室溫，作為供試品溶液。回路上不裝輸液器，同法制備空白液[22]。浸提液冷卻后立即加入10g/L的硝酸溶液作為供試品溶液(每 250mL 的浸提液中加入2.5mL濃度為10 g/L硝酸溶液)[23]。

4.3 線性關(guān)系考察、檢出限和定量限

取系列濃度混合溶液，按“4.1”項(xiàng)條件下測定，以各元素與內(nèi)標(biāo)元素強(qiáng)度的比值為縱坐標(biāo)，各元素濃度(ng/mL)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，6種元素在0～100 ng/mL濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系均良好。取1%硝酸空白溶液連續(xù)測定11次，以測定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍計(jì)算各元素的檢出限，10倍計(jì)算各元素的定量限(見表7)。

表7 6種元素的線性關(guān)系、檢出限和定量限

4.4 精密度試驗(yàn)

取同一濃度混合溶液，按“4.1”項(xiàng)條件連續(xù)測定6次，記錄測定值，結(jié)果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb測量值的RSD分別為2.5%、1.4%、2.8%、2.7%、3.0%、1.9% (n=6)。

4.5 重復(fù)性

取同一供試品溶液平行測定6次，結(jié)果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb測量值的 RSD 分別為：0、2.9%、5.4%、7.4%、0.5%、0.9% (n=6)。

4.6 回收率試驗(yàn)

精密量取已測定含量的同一供試品溶液8mL 9 份，分別置于10mL容量瓶中。各精密加入100μg/mL混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0，1.3，1.6mL，每種濃度制備3份樣品溶液，用1%硝酸溶液稀釋至刻度。按“4.1”項(xiàng)條件測定，結(jié)果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb元素的低、中、高濃度溶液的平均回收率分別為：99.2%、100.2%、103.6%、100.9%、107.0%、101.5%，RSD分別為1.5%、0.86%、1.1%、0.83%、2.8%、0.57% (n=9)，表明本法準(zhǔn)確度好，精密度高(表8)。

表8 6種金屬元素回收率試驗(yàn)結(jié)果(n=9)

續(xù)表8

5 測定結(jié)果

取全國范圍內(nèi)抽取的15批次在有效期內(nèi)的一次性使用輸液器，編號為QX01～QX15，按照“2.2.2”項(xiàng)制備供試品溶液，按“2.1”項(xiàng)條件測定DEHP的溶出量；按照“3.2.2”項(xiàng)制備供試品溶液，按“3.1”項(xiàng)條件測定環(huán)己酮的溶出量；按照“4.2.3”項(xiàng)制備供試品溶液，按“4.1”項(xiàng)條件測定金屬元素的溶出量。結(jié)果(見表9～表11)：采用甲硝唑氯化鈉注射液，未檢測出增塑劑，而在乙醇溶液模擬輸液的供試品溶液中，均檢測出DEHP(23.93～41.09μg/mL)，說明浸提介質(zhì)不同對增塑劑的溶出影響較大。輸液器中的環(huán)己酮在各時間段的供試品溶液中均有檢出，在5～10min環(huán)己酮的溶出量最大，隨著時間的推移，環(huán)己酮的溶出量逐漸降低。輸液器中的6種金屬元素在浸提液均有溶出(其中鋇、鉻、銅、鉛、錫的總含量8.8×10-3～9.0×10-2μg/mL，鎘的含量5.8×10-5～1.4×10-4μg/mL)。

表9 乙醇溶液中DEHP的溶出試驗(yàn)結(jié)果

表10 環(huán)己酮的溶出試驗(yàn)結(jié)果

表11 金屬元素的的溶出試驗(yàn)結(jié)果

6 結(jié)論

DEHP為脂溶性物質(zhì)，不溶于水，本試驗(yàn)以甲硝唑氧化鈉注射液作為水溶性藥物，乙醇水溶液是脂類溶劑，替代脂類藥物。試驗(yàn)結(jié)果表明使用PVC一次性輸液器輸注水溶性藥物時，DEHP溶出量很低，而在乙醇溶液中DEHP均有溶出，所以臨床輸注醇溶性藥物、脂溶性藥物和含表面活性劑的藥物時要避免使用PVC輸液器。

不同廠家的輸液器殘留量差異很大，可能與各廠家生產(chǎn)條件，人工操作、貯存條件、儲存時間、外包裝透氣性能等因素有關(guān)。因此有必要在我國輸液器國家標(biāo)準(zhǔn)中增加環(huán)己酮?dú)埩袅康南蘖恳蠹皩?yīng)的檢測方法，盡可能避免環(huán)己酮在產(chǎn)品中的殘留對人體造成損傷。

采用ICP-MS對15 批一次性使用輸液器中的金屬元素進(jìn)行測定，從測定結(jié)果知，每批輸液器中金屬元素(鋇、鉻、銅、鉛、錫的總含量均小于1μg/mL，鎘的含量均小于0.1μg/mL)含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，其中錫的含量較其他元素高，這可能與材質(zhì)和生產(chǎn)工藝有關(guān)。

本研究通過模擬臨床使用PVC一次性輸液器輸注過程，對13個廠家15批次的輸液器中的可瀝濾物進(jìn)行了分析，以期使現(xiàn)有的產(chǎn)品質(zhì)量得到提升，同時也為監(jiān)管部門提供數(shù)據(jù)支持，為標(biāo)準(zhǔn)完善，相關(guān)風(fēng)險評價，及臨床安全、有效用藥用械提供參考。