新型生物可降解材料ＰＨＢ的全身毒性試驗

湯蘇陽　艾玉峰等

湯蘇陽艾玉峰董兆麟楊青芳施新猷お

作者單位：湯蘇陽、艾玉峰第四軍醫大學西京醫院整形外科中心

董兆麟西北大學ぱ釙嚳肌∥鞅憊ひ蕩笱Иな┬麻唷〉謁木醫大學動物實驗中心 け究翁饈芄家"863"計劃新材料領域資助(715-004-0160)

摘要目的：評價生物可降解性材料聚撥陋摻腔丁酯在動物體內 的急、慢性全身毒性。方法：參照ISO對醫用植入材料的評價標準和所推薦的生物學試驗， 對PHB進行其浸出液經靜脈注射后的急性全身性毒性反應和PHB長期埋植動物體內血液常規、 血液生化指標的觀察。結果：ＰＨＢ在動物體內的急性全身性毒性反應為無毒，慢性長期埋 置PHB在動物體內不引起明顯的血液常規、血液生化學的改變。結論：新型可降解材料ＰＨ Ｂ具有優良的生物相容性及安全性。

關鍵詞生物可降解材料PHB全身毒性反應試驗生物相容性 生物安全性お

THE ACUTE AND CHRONIC GENERAL TOXICITY TO A NEWBIODEGRDA BLE POLY3睭YDROXYBUTYRATE

ＴａｎｇＳｕｙａｎg，ＡｉＹｕｆｅｎｇ，ＤｏｎｇＺhａｏｌｉ ｎ，Yang Qingfang,Shi Xinyou

Plastic Surgical Center of XiJing Hospital The Fourth Military Medical Un iversity (Xian710032)

ＡｂｓｔｒａｃｔObjective：To evaluate the acute and chr onic general toxicity to a new biodegradable PHB.Ｍethods：According to ISO ab out biological evaluationand and test of medical materias. We carried out a syst emic biological evaluation of domestic medical PHB including acute general toxic ity and embeded under skins for long time to proceed the blood routine examinati on and serum biochemical tests.Ｒesult：The acute general toxicity of PHB is n early no The chronic general toxicity of PHB embedding suggest no significativechanges in the blood routine examination and serum biochemical tests.Ｃonclusion ：The result showed that this new medical biodegradable PHB has good biocompat ibilty and biological safety.

ＫｅｙｗｏｒｄｓBiodegradable materialPHBGeneral Tox icityBiocompatibilityBiological safetyお

合成的或天然的可降解聚合物正被廣泛地應用于生物醫學^{〔1 〕}，特別是組織工程和遺傳工程以及醫學外科領域^〔2，3〕。聚β摻腔丁酯 (Po ly3hydraxybutyrate 簡稱PHB)是一種由微生物細胞合成的生物可降解性高分子聚合物， 它兼有天然與人工合成的高分子聚合物的優點。目前英國ICI公司已將它做外科勿需拆除的 支架、縫線等引入醫學外科領域，特別是整形美容外科領域^〔4〕。而目前我國尚無P HB成品應用于臨床醫學。本文是我們繼"新型生物降解材料PHB細胞毒性試驗^〔5〕之 后所作的全身毒性試驗的報告。采用的PHB成品是西北大學、西北工業大學、第四軍醫大學 西京醫院整形外科中心聯合開發研制的。根據國際標準化組織(Intenational Standard Org anization 簡稱ISO)對醫用植入材料的評價標準及其所推薦的生物學試驗^〔4〕，對P HB進行急性、慢性毒性反應試驗，現報告結果如下。お

1急性全身性毒性試驗

1.1被試動物及中毒判斷標準選用清潔級SD大鼠40只，雌雄各半，動物周齡 不低于8周，體重130g～150g之間，試驗期間給予標準實驗室飲食，不予限量，按照隨機分 配的方法，將動物分為試驗組和對照組，每組各有10只雌性及10只雄性，試驗組給予試驗材 料，對照組給予等量的介質，操作過程兩組均一致。根據體重變化、中毒癥狀或有無死亡等 ，確定為無毒(合格)、輕度毒性、中度毒性、重度毒性及死亡五級^〔4〕。

1.2材料PHB分子量為1.47×10⁵(粘度法)顆粒狀物及膜片狀物兩種以過粗洗、精洗 、消毒，原則上按照ISO文件要求^〔6〕：

試樣表面積/浸體介質=3cm2/ml。

用生理鹽水浸提高壓滅菌121℃ 1h，用于急性全身性毒性試驗。

1.3給予途徑以每1千克體重50ml劑量標準將試樣注入大鼠尾靜脈，用相似的方式給予 對照組注射相當體積的生理鹽水。

1.4試驗結果動物靜脈注射PHB浸出液后立即觀察。4、24、48、72小時及第七天未觀察 到動物出現步態不穩、癱瘓、呼吸困難、驚厥、嘔吐、大小便排泄不良等變化，證明PHB浸 出液不引起大鼠急性全身性毒性反應。大鼠體重呈增長趨勢，均無死亡和中毒反應。お

2慢性毒性反應及植入刺激性反應

2.1動物和試驗材料同急性全身毒性反應

2.2試驗方法試驗前將大鼠背部脊柱兩側用10%硫化堿脫毛，面積8cm2，檢查脫皮區 無皮膚損傷及皮膚刺激反應后，進行試驗。無菌手術將直徑10mm×2.5mm PHB制品植入背部 皮下，左右兩側各一，每天定時觀察植入部位有無皮膚刺激、感染、壞死等變化，每兩周稱 體重一次，連續觀察兩個月至十二個月；戊基巴比妥鈉麻醉動物后，立即由下腔靜脈采血， 作血液及血液生化學常規檢查，分別檢查植入部位周圍皮下組織有無病變，并作必要的病理 組織學檢查。

2.3試驗結果

2.3.1一般情況觀察PHB制品植入大鼠背部皮下兩個月后，動物一般行為表現、胃腸道 反應、食飲、大小便等，與未植入的正常動物均無明顯差異(P＞0.05)， 體重變化見表1。お

2.3.2血液學檢查PHB制品植入大鼠體內2個月對血液學指標影響見表2，3

2.3.3血液生化檢查PHB制品植入大鼠體內對血液生化學指標影響見表4～5 お

由表1～5結果可見PHB制品植入大鼠體內二個月后，紅細胞，白細胞，血紅蛋 白等血液指標、肝功、腎功、血球蛋白等血液生化學指標與未植入PHB制品正常動物無明顯 差異(P＞0.05)。

2.3.4病理組織學檢查PHB制品植入大鼠12個月后，經解剖，PHB植入物在動物皮下， 已由致密的結締組織包裹、肉眼未見有出血、感染等刺激反應，取心、肝、脾、腎上腺、皮 膚等主要臟器，10%中性福爾馬林固定，脫水、包埋、切片、染色后病理組織學檢查，見各 組織細胞形態基本正常，與正常對照組比較無明顯差異，因此證明PHB制品植入動物體內無 局部刺激反應和慢性毒性反應。お

3討論

對生物可降解材料PHB生物相容性的研究，國外已有報道^〔8〕，而國內對P HB生物相容性的研究尚未見報道。現在的研究結果表明：PHB浸出液經靜脈輸入SD大鼠體內 后，急性全身毒性試驗結果顯示為無毒。PHB皮下植入慢性毒性試驗和植入刺激反應的結果 顯示長期植入PHB不會引起大鼠體內各器官系統的結構變化，不會引起多種酶體系的改變和 機體防御機能的改變。不破壞血液中的有形成份，由于PHB是一種生物可降解材料，它在體 內滯留時間一般為6個月至一年^〔8〕，植入初期處于固體狀態的PHB本身對局部和全 身組織、無化學物質的毒性作用，當PHB隨時間推移發生降解，其降解產物主要是β摻腔 丁酸乙酰乙酸、二氧化碳和水，最終完全被生物排出體外^〔7〕，無毒副作用。具有 較好的組織相容性及血液相容性。

根據ISO關于醫用植入材料所推薦的生物學試驗標準，目前我們進行了PHB的初期試驗，二期 試驗結果顯示，新開發的PHB符合醫用植入性材料的要求，與國外同種材料相比，實驗結果 一致^〔8〕。關于PHB的長期生物安全性試驗正在繼續進行之中，期待PHB盡早應用于 醫學外科特別是整形美容外科領域。お

參考文獻

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5湯蘇陽，艾玉峰，董兆麟等.新型生物降解材料PHB細胞相容性研究.中國美容醫學雜志 .2000；(2)：86

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收稿日期2000-03-05

編輯/姜如蓉