贴敷类医疗器械表面活性物质测试 - 中析研究所生物检测中心

贴敷类医疗器械表面活性物质测试规范

一引言

贴敷类医疗器械（如膏药贴医用胶带伤口敷料基材功能性皮肤贴片载体层等）常含有或可能在生产灭菌过程中引入表面活性剂类物质。这些物质（如聚山梨酯（吐温）聚氧乙烯蓖麻油衍生物泊洛沙姆十二烷基硫酸钠等）虽能改善亲水性粘附性或加工性能，但潜在的迁移或渗出可能对患者皮肤造成刺激过敏或影响创面愈合。因此，严格检测和控制贴敷类产品中可迁移的表面活性物质含量，是评价其生物安全性和质量可控性的关键环节，直接关系到产品的有效性与使用安全。

二测试目的与意义

本测试旨在通过标准化的程序，提取并定量贴敷类医疗器械在模拟使用条件下（如接触体液汗液或延长接触时间）可能释放至人体的表面活性物质。其核心目的在于：

安全性保障： 评估可迁移表面活性物质水平是否低于公认的安全阈值，避免局部刺激致敏或系统性风险。
质量控制： 建立批间一致性的监控标准，确保生产工艺稳定可靠。
合规性依据： 满足国内外医疗器械监管法规（如中国《医疗器械监督管理条例》ISO 10993 生物相容性系列标准美国FDA指南欧盟MDR等）对可沥滤物/可提取物研究的要求，特别是ISO 10993-18对化学表征的指导。
风险识别与管理： 识别产品中可能存在的未知或非预期表面活性物质组分，指导材料选择与工艺优化。

三测试原理概述

测试通常基于模拟浸提（Extraction） 过程：

浸提： 将具有代表性的贴敷产品样品置于适宜的浸提介质（模拟体液或加速浸提溶剂）中，在规定的温度和时间条件下进行处理。
分离： 将浸提液中的目标表面活性物质与干扰基质分离（常采用过滤离心等前处理）。
定量分析： 运用高灵敏度高选择性的仪器分析方法（如分光光度法色谱法）对浸提液中目标表面活性物质进行定性和/或定量检测。
结果判定： 将测得的含量（常以每平方厘米产品表面积释放的微克数 µg/cm² 表示）与基于毒理学评估建立的安全限值（如允许日暴露量 PDE阈值毒理学关注度 TTC）进行比较。

四主要测试步骤与方法

样品制备：
- 取样： 取同批次具有代表性的最终灭菌产品或无菌加工产品。
- 处理： 清洁样品表面（如需），去除离型纸/膜等非贴敷主体部分。精确裁切或冲压获得规定表面积的样品单元。
- 称重/测量： 精确测量样品的总表面积（cm²）或重量（g）。表面积通常是更关键的参数。
浸提介质选择：
- 原则： 优先选择最坏情况模拟且能有效溶解目标表面活性物质的介质。
- 常用介质：
  - 极性溶剂： 纯化水生理盐水（0.9% NaCl溶液）——模拟汗液组织液。
  - 有机溶剂/混合溶剂： 乙醇/水混合液（如25%, 50%, 75%乙醇）、异丙醇/水——用于提取亲脂性或需要更强溶解力的表面活性剂。选择需依据目标物溶解度和产品预期用途。
  - 模拟体液： 如人工汗液（符合GB/T 3922或ISO 105-E04标准）。
- 浸提比例： 通常设定为 1-6 cm²/mL (表面积/介质体积) 或等效的重量体积比。此比例应确保在检测限下能充分反映可迁移量，并避免过度浸提。
浸提条件设定：
- 温度： 模拟使用温度（如37±1°C）或采用加速条件（如50±2°C, 70±2°C）。加速条件需证明其合理性（如不影响物质降解且能反映迁移趋势）。
- 时间： 模拟预期最长使用时间（如24h, 48h, 72h）或采用加速时间（如24h, 72h 在较高温度下）。通常选择 24±2小时 和 72±2小时 作为标准考察点。
- 方式： 密闭容器内持续振摇（如水平振荡）或静置。确保样品完全浸没。
浸提液前处理：
- 分离： 浸提结束后，立即将浸提液与样品分离。
- 净化： 通过 0.22 μm 或 0.45 μm 微孔滤膜过滤 或离心 (如3000-4000 rpm, 10-15分钟) 去除可能存在的颗粒物纤维或未溶解的胶体。
- 保护： 处理后的浸提液应置于惰性容器中，低温（如4°C）避光保存，并尽快分析，防止降解或污染。
分析方法：
- 常用技术：
  - 紫外-可见分光光度法 (UV-Vis)：
    - 原理： 某些表面活性剂在特定波长有特征吸收（如基于发色团反应）。
    - 适用： 具有特定生色团的表面活性剂（如含芳香环或能与染料形成复合物）。方法简单快速，但特异性相对较低，易受干扰。
    - 标准方法： 可参考《中华人民共和国药典》通则相关章节（如0832 残留溶剂测定法原理用于特定物质）。
  - 高效液相色谱法 (HPLC)：
    - 原理： 利用不同表面活性物质在固定相和流动相间分配系数差异分离，常用紫外（UV）蒸发光散射（ELSD）或质谱（MS）检测器。
    - 优点： 分离能力强特异性高灵敏度好（尤其联用MS）。可同时分离分析多种表面活性剂及其同系物。
    - 关键： 需优化色谱柱流动相配比梯度程序及检测器参数。ELSD对无紫外吸收的物质特别有效。
  - 气相色谱法 (GC/GC-MS)：
    - 原理： 适用于挥发性或经衍生化后具有挥发性的小分子表面活性剂（如某些低分子量聚醚脂肪酸盐衍生物）。
    - 优点： 分辨率高，GC-MS能提供结构信息，定性能力强。
    - 限制： 对热不稳定或高分子量强极性表面活性剂不适用。
  - 两相滴定法：
    - 原理： 阳离子表面活性剂与阴离子染料（如溴酚蓝二硫化蓝）在氯仿等有机溶剂中形成有色络合物，通过滴定测定。
    - 适用： 离子型表面活性剂（阴离子阳离子）。步骤相对繁琐，特异性取决于染料选择。
- 方法学确立：
  - 专属性： 证明方法能区分目标物与可能的干扰物（如基质成分降解产物）。
  - 线性与范围： 建立浓度与响应值的线性关系及定量范围。
  - 精密度： 评估重复性（同一实验室内）和中间精密度（不同日不同分析员不同仪器）。
  - 准确度： 通过加标回收试验验证（通常回收率应在80%-120%范围内）。
  - 检测限(LOD)与定量限(LOQ)： 确定方法能可靠检出和定量的最低浓度。
  - 耐用性： 考察方法参数（如流速柱温流动相比例微小变动）对结果的影响。
定量与计算：
- 使用经充分验证的标准曲线进行定量。
- 结果通常表示为：单位面积浸提量 (µg/cm²) = (C * V) / A
  - C：浸提液中目标物质的浓度 (µg/mL)，由标准曲线计算得出。
  - V：所用浸提介质的体积 (mL)。
  - A：被浸提样品的总表面积 (cm²)。

五结果判定与报告

数据报告：
- 清晰报告每种目标表面活性物质的检测结果（µg/cm²），注明浸提介质温度时间。
- 报告检测方法的名称关键参数及验证数据摘要（如回收率RSD）。
- 提供代表性色谱图/光谱图（如适用）。
- 明确说明检测限（LOD）和定量限（LOQ）。
结果判定：
- 核心依据： 将测得的最大可迁移量（通常取最严苛但合理的浸提条件下的结果）与基于毒理学风险评估设定的安全阈值进行比较。
- 安全阈值来源：
  - 公认的药典或标准限值（若有明确规定）。
  - ISO 10993-17 标准中提供的毒理学风险评估方法（如计算允许限量）。
  - 针对特定表面活性物质的安全性数据库（如ECHA数据IARC评估）推导出的PDE（Permitted Daily Exposure）或基于TTC（Threshold of Toxicological Concern）原则设定的通用限值（如1.5 µg/day 对于特定关注化合物）。
- 判定结论： 若所有目标表面活性物质的可迁移量均低于其相应的安全阈值，则判定为“符合要求”。若超出阈值，则需进行进一步的风险评估（如评价临床暴露的实际情况额外毒理研究）或改进产品设计/工艺。

六关键考量因素与注意事项

代表性： 样品必须能代表最终上市产品（包括基材胶粘剂防粘层等所有组成部分）。
浸提条件合理性： 选择的介质温度时间应基于产品预期用途（接触时间接触性质）进行科学论证，能够反映临床最坏情况下的潜在迁移。
方法特异性与灵敏度： 方法必须能准确识别和定量目标物，避免假阳性或假阴性。灵敏度（LOD/LOQ）需满足安全阈值检测要求。
基质效应： 产品浸提液中的其他成分可能干扰分析（如增塑剂抗氧化剂未反应单体），需通过方法优化（如色谱分离质谱选择性离子监测）或适当的前处理来消除。
稳定性研究： 评估目标表面活性物质在浸提介质及样品溶液中的稳定性，确保整个分析过程中结果可靠。
空白对照： 必须进行浸提介质空白和实验过程空白对照，排除背景干扰。
未知物筛查： 除目标物外，应采用高分辨质谱（如LC-QTOF-MS）等技术进行非目标或未知表面活性物质的筛查，这是化学表征的重要组成部分。
表面活性剂降解： 注意高温加速浸提可能导致物质降解，产生新的化合物需评估。
法规更新： 密切关注国内外法规指南和标准的更新（如ISO 10993-18:2020，各国药典），确保测试策略符合最新要求。

七结论

贴敷类医疗器械表面活性物质测试是评估其化学安全性的核心环节。通过科学设计浸提实验，采用经充分验证的灵敏且特异的分析方法，准确测定可迁移表面活性物质的含量，并与基于毒理学评估的安全阈值进行比较，是确保产品符合生物相容性要求保障患者使用安全和满足法规监管的关键。持续的测试方法优化严格的流程控制和全面的风险评估意识对于医疗器械制造商建立可靠的质量体系至关重要。该测试应作为产品研发放行和定期监控中的常规项目执行。