醫用器具溶血安全性評估試驗詳解

引言：血液相容性的關鍵關卡
醫用器具在與人體循環系統接觸時，其材料必須具有良好的血液相容性，其中溶血（紅細胞破裂釋放血紅蛋白）是最需警惕的風險之一。溶血試驗通過嚴謹的體外模擬，評估器械或其浸提液誘發紅細胞溶解的潛在能力，是保障患者安全、篩選合格材料與產品不可或缺的門檻。

一、核心機理：紅細胞為何會破裂？

• 物理損傷： 器械表面的粗糙度、銳邊、孔隙結構或不當的流體剪切力可對紅細胞膜造成直接的機械破壞。
• 化學侵襲： 材料中殘留的單體、添加劑、催化劑、滅菌殘留物、降解產物等化學物質可滲透或溶解紅細胞脂質雙分子層，或干擾其離子平衡。
• 滲透壓失衡： 材料釋放的可溶性物質若顯著改變周圍環境的滲透壓（過高或過低），將導致水分異常進出紅細胞，引發膨脹破裂或皺縮損傷。
• 免疫反應誘導： 某些材料雖不直接溶解紅細胞，但可能激活補體系統等免疫途徑，間接導致紅細胞裂解（此機制在標準體外溶血試驗中較少直接體現）。

二、試驗體系構建：嚴謹的體外模擬

• 樣品制備：
  • 直接接觸法： 適用于預期與血液直接接觸的器械或組件（如導管、透析膜）。將試樣與稀釋抗凝血液混合孵育。
  • 間接接觸法（浸提液法）： 更通用。試樣按規定比例與生理鹽水或細胞培養基等溶劑在適宜溫度（如37°C）下浸提一定時間（如24h、72h）。獲取浸提液用于后續試驗。
• 血液來源與處理：
  • 來源： 通常采用健康人新鮮抗凝靜脈血（肝素鈉/枸櫞酸鹽抗凝），需符合倫理規范并獲得知情同意。
  • 紅細胞懸液制備： 血液經離心（如1500-2000g, 10min）去除血漿和白細胞/血小板層（棕黃層），紅細胞沉淀用生理鹽水洗滌至少3次至上清液無色透明，最后用生理鹽水配制成規定濃度（如2%-5%）的紅細胞懸液。
• 分組設置（關鍵對照）：
  • 陰性對照（NC）： 生理鹽水 + 紅細胞懸液（代表無溶血基礎水平）。
  • 陽性對照（PC）： 蒸餾水 + 紅細胞懸液（代表100%溶血）。
  • 試驗組： 樣品（直接接觸）或樣品浸提液 + 紅細胞懸液。
  • 空白對照組： 僅溶劑（浸提液法時評估溶劑本身影響）。
• 孵育條件：
  • 溫度： 通常為（37 ± 1）°C，模擬人體核心溫度。
  • 時間： 常用3小時（如ISO 10993-4推薦），也可根據器械預期使用時間調整（如短期接觸可縮短，長期植入可延長）。
  • 環境： 保持混合物均勻（如輕微振蕩或靜置）。
• 離心與檢測：
  • 孵育后，所有管輕柔混勻后離心（如1500-2000g, 10min）。
  • 小心吸取上清液（避免擾動沉淀）。
  • 使用分光光度計在最大吸收波長附近（通常為540nm、570nm或577nm）測定上清液吸光度（OD值）。同時測定陰性對照和陽性對照上清液OD值。

三、結果計算與科學評判

• 溶血率（%）計算公式：
  溶血率 (%) = [(ODt - ODnc) / (ODpc - ODnc)] × 100%
  • ODt：試驗組上清液吸光度
  • ODnc：陰性對照組上清液吸光度
  • ODpc：陽性對照組上清液吸光度
• 判定標準（普遍遵循）：
  • 溶血率 < 5%： 合格。表明樣品在試驗條件下未引起顯著溶血，具備基本血液相容性。
  • 溶血率 ≥ 5%： 不合格。表明存在不可接受的溶血風險，需深入調查原因（材料選擇、工藝、殘留物等）并進行改進或風險再評估。
• 注意事項：
  • 陽性對照驗證： PC組溶血率應接近100%，證明試驗系統靈敏有效。
  • 陰性對照基線： NC組應無明顯溶血（溶血率接近0%）。
  • 物理干擾： 若樣品碎片或顏色干擾吸光度測定，需采用適當方法（如過濾、離心、設定樣品空白）校正。
  • 觀察記錄： 除定量測定外，孵育后肉眼觀察混合物有無明顯溶血（紅色變淺或澄清）、凝集或沉淀現象并記錄。
  • 動態考察： 對高風險或長期植入器械，必要時考察不同時間點的溶血情況。

四、適用范圍與核心價值

• 應用對象：
  • 所有預期直接或間接接觸循環血液的醫療器械（如輸液/輸血器具、體外循環管路、透析器、心血管植入物、血液凈化吸附材料、手術器械等）。
  • 新型生物材料的血液相容性篩選評估。
• 核心價值：
  • 安全性保障： 識別并剔除具有溶血風險的產品，防止臨床使用中引發血紅蛋白尿、貧血、腎損傷甚至休克等嚴重后果。
  • 設計優化依據： 為器械材料選擇、表面改性及生產工藝優化提供關鍵反饋。
  • 法規準入基礎： 滿足國內外醫療器械監管機構（如NMPA、FDA、CE）對生物相容性評價的基本要求（ISO 10993-4, GB/T 16886.4等標準核心內容）。
  • 質量控制手段： 作為產品批次放行或原材料入廠的質控指標之一。

：守護血液安全的科學基石
溶血試驗以其標準化、可量化、相對快速的特點，成為評估醫用器具血液相容性的基石實驗。通過嚴格控制試驗條件、規范操作流程并嚴謹解讀數據，該試驗能有效識別潛在溶血危害，為保障患者用械安全、推動醫療器械產業高質量發展提供堅實的科學支撐。持續的試驗方法優化與更貼近生理狀態的模型開發，將進一步提升其預測價值和臨床相關性。