医用高分子材料甲壳胺的生物安全评价研究

摘要

目的：从热原、急性毒性、溶血、皮内刺激、体外细胞毒性、潜在皮肤致敏性、沙门氏菌回复突变、染色体畸变(体内哺乳动物骨髓细胞微核实验)、精子致畸和亚慢性毒性几个方面对甲壳胺的生物安全性进行较全面的评价。 方法：在热原试验中，将一定剂量供试品静脉注入家兔，观察发现3只试验用兔的体温升高情况；在急性全身毒性试验中，将供试品分别通过静脉和腹腔给予昆明鼠，在注射后4、24、48、72h观察试验组和对照组昆明鼠的一般状态、毒性表现和死亡动物数，以及72h后的动物体重；在溶血试验中，将新鲜制备的抗凝兔血加入供试品中，观察各组是否出现溶血现象，并测其吸光度；在皮内刺激试验中，将供试品注射于家兔背部，观察接种点的红斑和水肿情况，并计算皮内刺激反应指数；在体外细胞毒性试验中，将供试品与特定细胞系接触，评价其对细胞的毒性作用和程度，并用MTT法测定细胞相对增殖率；在潜在皮肤致敏试验中，受试动物经供试品的两步诱导和激发后，观察激发部位皮肤情况；在AMES试验中，通过点滴板评价技术选择对测交品系无抑制作用的提取液，用标准平板掺入方法进行测试，观察各组的菌落生长情况，并计算被测样品菌落计数平均值与阴性对照菌落计数平均值的比值；在微核试验中，将受试品腹腔给予受试动物，取其双侧股骨内骨髓，制备涂片，油镜观察，计算各组PCEs占红细胞总数的比值，用作骨髓毒性的指示，并进行统计学比较；在精子畸形试验中，将受试物腹腔给予受试动物，分离附睾，制作涂片，观察结构完整的1000个精子，计数其中畸形的精子，计算畸形精子发生率，采用秩和检验分析试验组的精子畸变率与阴性对照组之间的差异；在亚慢性毒性试验中，将测试样品无菌植入受试动物腹股沟面的皮下囊袋中，在整个植入期内，每周称重一次，并逐个进行详细的临床检查。植入期结束后，进行实验室观察和病理解剖，并对观察结果进行分析。结果：热原实验中，3只家兔的体温升高均低于0.6℃，且3只家兔的升温总和低于0.6°，可以认为甲壳胺没有致热性。在急性毒性试验中，注射后立即观察昆明鼠，没有出现不良反应，在注射后4、24、48、72h继续观察试验组和对照组昆明鼠的一般状态、毒性表现和死亡动物数，以及72h后的动物体重，结果表明试验组动物症状和体重的变化都在可接受的范围之内，可以认为甲壳胺无急性全身毒性作用。溶血试验中阳性对照管中观察到溶血现象，试验品和阴性对照管中未见溶血现象。移入比色皿内测吸光度，得到试验组溶血率为0.7％，<5％，结果表明，甲壳胺-生物止血愈合海绵没有引起溶血反应。皮内刺激试验中，皮内刺激反应指数为0.89，表明该试验品有轻微刺激作用。体外细胞毒性试验中，显微镜下观察可见阳性对照呈现明显的细胞毒性，空白及阴性对照细胞形态正常，试验组观察到有极轻的毒性。定量测试结果表明，试验品毒性为1级，空白对照为0级，而阳性对照为4级。定量测试和定性测试的结果均表明，甲壳胺.生物止血愈合海绵具有极轻的细胞毒性。潜在皮肤致敏试验中，SC组和CSO组的致敏反应情况相同，二者的试验组和阴性对照组的红斑和水肿记分等级均为0，而阳性对照组的红斑和水肿记分等级均≥1。所以在本项试验条件下，甲壳胺一生物止血愈合海绵无潜在皮肤致敏性。AMES试验中，各个菌株的阴阳性的自发回变菌落数均按预期生长，阴性对照在各自的范围内，阳性对照回变菌落数均至少为阴性的2倍以上，试验样品回变菌落数与阴性对照基本无差异。计算被测样品菌落计数平均值与阴性对照菌落计数平均值的比值均介于0.5和2之间，表示菌株生长未受抑制，且受试品对各受试菌株无诱导作用。因此，本研究中试验品提取液对各试验菌株没有诱导性，不具有致突变作用。微核试验中，各组PCEs占红细胞总数的比值的差别均无统计学意义，计算各组MPCEs在PCEs中所占的数量，阳性对照的雌雄两组与样品组(SC)的雌雄两组的差别均有统计学意义，与样品组(CSO)的雌雄两组的差别也均有统计学意义，阴性对照(SC和CSO)与样品组(SC和CSO)的差别均无统计学意义。本次试验结果表明，试验组没有出现细胞毒性的迹象，可以认为被测样品浸提液不会对小鼠产生遗传毒性。精子畸形试验中，试验组小鼠精子畸形发生率与阴性对照组比较差异无显著性(P>0.05)，而CP阳性对照组与阴性对照组比较有显著差异(P<0.05)。结果表明在本次研究的条件下，被测样品浸提液并未表现出对小鼠产生遗传毒性的迹象。亚慢性毒性试验中，在整个试验期间，试验组和对照组对比，大鼠的一般行为、体重增长、进食、尿常规、血液学、血生化、脏器重量及病理检查均未见显著性差异(P>0.05)。在本次研究条件下，我们认为甲壳胺植入皮下组织92天后，没有导致毒性效应的特异性变化，不会引起亚慢性毒性。 结论：甲壳胺作为生物止血愈合海绵在本研究的试验条件下，无致热性，不会引起急性全身毒性反应和溶血反应，对皮肤、粘膜有轻微刺激作用，但在可接受范围内，具有轻微的细胞毒性，对皮肤无潜在致敏性，无致突变作用，无遗传毒性，因此，可以认为甲壳胺作为生物止血愈合海绵具有较高的生物安全性。关于甲壳胺在医疗器械领域的开发应用尚在起步阶段，尚未见有类似的针对甲壳胺的生物安全性的全面评价的报道，因此本研究为甲壳胺的在医疗领域的开发应用提供了可靠的安全性数据。

目录

论文说明：符号说明

声明

前言

实验方法及结果

第一部分热原试验

第二部分急性全身毒性试验

第三部分溶血试验

第四部分皮内刺激试验

第五部分体外细胞毒性试验

第六部分潜在皮肤致敏性试验

第七部分鼠伤寒沙门氏菌/回复突变试验(AMES)

第八部分体内哺乳动物骨髓细胞微核试验

第九部分精子畸形试验

第十部分亚慢性毒性试验

讨论

附图

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文