溶血试验评价奥氏体无镍不锈钢生物相容性Word文档下载推荐.docx

1、将金属试件放入试管中，试管中加入10ml生理盐水，另取2个试管做对照组，阴性对照组：10ml生理盐水，阳性对照组：10ml蒸馏水。每个试管中加入人稀释抗凝血0.2ml，水浴后测定各管吸光度。按下式计算溶血率：溶血率=（样品吸光度-阴性吸光度）/（阳性吸光度-阴性吸光度）。结果:奥氏体无镍不锈钢试件的溶血率为3.831%，小于5%。结论:奥氏体无镍不锈钢不会引起人的急性溶血。 【关键词】 奥氏体无镍不锈钢;生物相容性;溶血试验;溶血AbstractObjective：Topreliminarilyevaluatethebiocompatibilityofausteniticnickel free

2、stainlesssteelwithinhaemolysistest.Methods：Firstausteniticnickel freestainlesssteelwasmadeintowafersof5mmdiameterand1mmthickness.Thenthematerialwasputseparatelyinthecuvettewith10mlphysiologicalsalinesolutionasthetestgroup，whilethoseinthecuvettewith10mldistilledwateror10mlphysiologicalsolutionweretak

3、enasthepositivecontrolgroupandthenegativecontrolgroup.Thehumanblood（0.2ml）wasaddedintoeachcuvette.Haemolysisratewasmeasuredaccordingtotheformulaof（theabsorbancevalueofausteniticnickel freestainlesssteel theabsorbancevalueofnegativecontrolgroup）/（theabsorbancevalueofpositivecontrolgroup theabsorbance

4、valueofausteniticnickel freestainlesssteel）.Results：haemolysisrateoftheausteniticnickel freestainlesssteelwas3（831%，whichwaslowerthan5%.Conclusion：theausteniticnickel freestainlesssteelwillnotinduceacutehaemolysis.Keywordsausteniticnickel freestainlesssteel;biocompatibilibyhaemolysis口腔临床的修复治疗与材料学密不可

5、分。近年来随着材料学的发展，各种新兴的材料不断产生，给口腔临床医学带来巨大的变革。目前广泛应用在临床的医用不锈钢为316L含镍为10%15%1。由于镍离子是一种潜在的致敏因子，镍离子在生物体内植入物附近的富集可能诱发毒性效应，发生细胞破坏和炎症反应，对生物体有致畸致癌的危害性2。西方许多国家针对镍的危害早已制定和颁布相关文件和标准来限制生物医用金属中镍的含量。鉴于含镍不锈钢可能对人体健康造成的危害，近年来一些研究者3提出把高氮含量的Cr Mn N系列无镍不锈钢应用于生物医学，他们指出这种不锈钢具有良好的强韧性组合，良好的抗腐蚀能力，最重要的是钢中不含镍元素，从而可避免镍元素在人体内析出造成的致

6、敏性及其他组织反应。本试验采用的BIOSSN4含氮无镍奥氏体不锈钢4是中科院金属研究所发展的一种医用不锈钢材料，其特点是完全去掉了钢中的镍元素，采用氮和锰元素来形成和稳定奥氏体结构1，具有优良的强韧性配合，良好的耐蚀性。本课题主要研究此材料的生物安全性，为临床应用前的测试提供依据。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 实验材料 BIOSSN4含氮无镍奥氏体不锈钢（中科院沈阳金属研究所研制并提供）。阴性对照：生理盐水;阳性对照：蒸馏水。主要试剂：2%草酸钾生理盐水溶液。1.1.2 实验仪器 天平、试管、量筒、微量加样器、吸管;恒温水浴箱;离心机;7230分光光度计。1.1.3 实验对象 随机选取

7、的志愿者的静脉血（志愿者为临床随机选取自愿参与试验的符合医学伦理要求的健康成年人）。1.2 方法1.2.1 金属试件制备 制作半径5mm、厚1mm的圆柱型蜡片（面积1088cm2），铸造形成圆柱型奥氏体无镍不锈钢金属片，打磨抛光后95%酒精超声清洗15min;去离子水冲洗数遍（至少3遍）后置干玻璃小瓶中，将金属片于121高压灭菌后待用5。1.2.2 溶血试验 分别取不同志愿者静脉血20ml加2%草酸钾生理盐水溶液1ml制成新鲜抗凝血，再取8ml抗凝血加10ml生理盐水稀释。取消毒后待测样品，加入10ml生理盐水，放入37水浴预热30min，再取0.2ml稀释的抗凝血加入试管中缓慢混合，在37水

8、浴中保温60min。取蒸馏水10ml作为阳性对照，放入37水浴预热30min，再加0.2ml稀释的抗凝血混匀后置37水浴60min。另取生理盐水10ml作为阴性对照，放入37水浴预热30min，再加0.2ml稀释的抗凝血混匀后置37水浴60min。各试管离心5min（750g），吸取上清液移入比色皿内，用7230分光光度计在波长545nm处测定各管吸光度。溶血率=（样品吸光度-阴性吸光度）/（阳性吸光度-阴性吸光度6，试验重复3次，每次取不同志愿者血，以避免个体差异。2 结果各组吸光度值及材料溶血百分率见表1。表1 各组吸光度值及材料溶血百分率奥氏体无镍不锈钢试件的溶血率为3.831%，小于5

9、%。离心后试管中红细胞下沉，上清液变清无红色，吸取少量含红细胞的下层液进行显微镜下观察，未发现红细胞破裂现象，参照ISO/TR7405-1984（E）规定。溶血试验合格7。可以认为含氮奥氏体无镍不锈钢材料不会引起急性溶血。3 讨论医用金属合金在口腔临床中应用广泛，由于其应用于人体，而人体环境是一个复杂的生理介质，因此医用金属材料在人体内不可避免存在腐蚀或磨蚀现象。如果磨损、腐蚀造成的金属离子溶出对人体组织有毒害作用，就能危害人体的健康。其中最具代表性的是镍离子。由于镍可形成稳定的奥氏体使钢具有良好的强韧性及易加工的性能，因此目前含镍的不锈钢（如316L）已广泛用于医疗。但镍是一种潜在的致敏因子

10、，最常见的损害是镍接触性皮炎8。其次，体外研究表明9镍能减弱DNA、RNA多聚酶的活性，减少DNA复制。还有Ni2+可以消弱机体防御系统的功能，增强细胞对癌的易感性10。因此鉴于含镍医用金属材料可能对人体造成危害，专家建议最好的办法就是严格禁止或限制各种直接接触人体的金属材料中镍的含量。为了适应医学发展的要求，解决医用金属材料安全性可靠性问题，必须开发和改进新的技术和材料。目前医用钛合金具有良好的耐蚀性和生物相容性，但价格昂贵加工困难，因此研究开发高耐蚀性、高强韧性的医用无镍不锈钢具有很大的前景。奥氏体无镍不锈钢作为新型的医用不锈钢材料，以氮元素替代镍非常强烈的形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体相区

11、的元素，有效地保证了不锈钢的单一奥氏体组织的稳定性，而且又具有较高的强度和韧度，这为无镍不锈钢具有优良的综合性能准备了基本条件。但是奥氏体无镍不锈钢作为新兴的材料能否应用于临床，则需要进行生物相容性评价。生物相容性是指材料在宿主的特定环境和部位与宿主直接或间接接触时所产生相互反应的能力，是材料在生物体内处于静动态变化过程中，能耐受宿主各系统作用而保持相对稳定，不被排斥和破坏的生物学性质11。对于材料的生物学性能的评价方法较多，国际标准化组织公布的医疗器械生物学评价试验指南（ISO标准，1997）中基本评价的生物学试验包括细胞毒性、致敏、刺激或皮内反应，全身急性毒性、遗传毒性、植入、血液相容性等

12、。此外，尚有补充评价的生物学试验，目前评价标准已经深入到细胞水平和分子水平。在生物材料的毒性及对细胞影响方面，认为体外实验较体内植入更为敏感12。但是无论何种方法的试验最终可靠的结论还是由长期的临床观察得到，为了保证临床试用的安全和在新材料研制中对材料进行筛选，防止浪费时间和金钱，则必须在临床试用前进行初期筛选试验13。溶血试验作为初期筛选试验是体外细胞毒性实验的一个重要补充14，也是评价材料体外急性溶血活性，鉴定血液相容性的最基本方法之一，能敏感的反映式样对红细胞的影响。材料和血液接触时，其溶血成分的存在可导致红细胞破坏，血红蛋白释放，从而使游离血浆血红蛋白增加，产生对机体的毒副作用15。一

13、般来讲，具有毒性物质材料所造成的溶血反应程度较其在细胞培养中所产生的毒性反应程度大，当在溶血试验中测得有溶血活动时，可提示材料有毒性16。 有实验者在做溶血试验时多以家兔血为实验对象，由于待测试件最终要应用于人体，因此仅采用家兔血进行实验，其结果只能间接的评价实验试件的生物学相容性，缺乏直接证据。胡涛等17以及秦海林等18曾经应用人外周静脉血进行溶血试验，其标准以及试验结果与应用兔血实验一致。本试验直接采用了人血进行试验，其实验结果更具有说服力。本试验初步证明无镍奥氏体不锈钢去除了具有毒性和致敏性的镍元素，又具有良好的生物学相容性，因而其具有巨大的优势和美好前景。无镍奥氏体不锈钢完全可替代目前

14、的含镍医用不锈钢，广泛应用在医疗器械，外科植入物及口腔科各种修复材料中，同时还可以应用在食品餐饮，首饰以及其它与人体经常接触的不锈钢产品方面。通过本试验的研究奥氏体无镍不锈钢试件的溶血率为3.831%，小于5%，且阳性对照组吸光度值为1.046在（0.80.3）范围内，阴性对照组吸光度值为0.028小于0.03，符合设计要求。根据标准15规定溶血率小于5%不会发生溶血，证明奥氏体无镍不锈钢具有良好的血液相容性19，可以进行二期试验和使用试验，为临床应用提供科学依据。【参考文献】 1任伊宾，杨柯，张炳春，等.新型医用不锈钢研究J.生物医学工程杂志，2006，23（5）：1101-1103. 2张

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