模擬宮腔液中葡萄糖對銅腐蝕的影響

王樹云，楊朝菊，潘紅梅，王樹松

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臨床研究

模擬宮腔液中葡萄糖對銅腐蝕的影響

王樹云，楊朝菊，潘紅梅，王樹松

目的 探討模擬宮腔液中葡萄糖對銅腐蝕的影響。方法 應用TCu380A進行了模擬宮腔液浸泡實驗，設定模擬宮腔液葡萄糖濃度(分別為0.125、0.250、0.500、0.750、1.000 g/L)，采用原子吸收分光光度法測定浸泡液中銅離子濃度，分析葡萄糖濃度對銅離子釋放的影響。結果 放置初期銅離子釋放速率較快，隨著浸泡時間的延長其釋放速率迅速減慢，并在7周左右達到穩定。隨著葡萄糖濃度的增加，銅釋放速率增加，銅腐蝕累積量隨之增加，當葡萄糖濃度>0.50 g/L時其銅腐蝕累積量無明顯變化(P>0.05)。隨著pH值的增加，銅離子釋放速率減少；不同pH值葡萄糖濃度為0.75 g/L與0.50 g/L的銅腐蝕累積量間無明顯變化(F=2.253、2.846、1.861，P>0.05)，說明宮腔液中高于0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕沒有明顯影響。結論 TCu380A銅釋放速率隨著葡萄糖濃度的增加而升高，隨pH增高而降低，葡萄糖0.50 g/L濃度對TCu380A銅腐蝕呈飽和濃度。

宮內節育器；銅離子；腐蝕；葡萄糖

含銅宮內節育器(copper-bearing intrauterine device，CuIUD)是目前我國育齡婦女應用最為廣泛的避孕節育器械[1，2]，因其在宮腔內腐蝕釋放出銅離子而產生較好的避孕效果，因此宮內節育器內銅的腐蝕行為直接關系到CuIUD的有效性和安全性。由于個體差異,人體宮腔液的成分也各異，不同成分及濃度宮腔液對CuIUD中銅的腐蝕行為有不同影響[1～3]。葡萄糖對銅離子釋放行為的影響未見報道。現以TCu380A宮內節育器為例，觀察宮腔液中葡萄糖濃度對銅離子釋放情況的影響。

1 材料與方法

1.1 材料 TCu380A宮內節育器由天津醫療器械廠生產，由2節銅套加1節銅絲組成，銅純度為99.99%。TAS-986型原子吸收分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)。

銅測定條件：Cu空心陰極管，空氣—乙炔火焰(空氣5 L/min，乙炔1.5 L/min)，燈電流為3 mA，測定波長為324.8 nm，光譜帶寬為0.4 nm。

1.2 模擬宮腔液和標準曲線的建立 標準模擬宮腔液組成:NaCl 4.97 g/L、KCl 0.224 g/L、CaCl20.167 g/L、NaHCO30.25 g/L、葡萄糖0.50 g/L、NaH2PO4·2H2O 0.072 g/L，用1 mol/L的HCl溶液調節模擬宮腔液pH值為7.0[4]。標準曲線的建立：將銅標準液1 mg/ml用1%硝酸稀釋，制備得10 μg/ml銅儲備液。再分別吸取銅儲備液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0、2.0 ml于10 ml的容量瓶中，用模擬宮腔液定容，即得到濃度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1.0和2.0 μg/ml的系列標準溶液，測定吸光度并制作標準曲線。配制0.2、1.0、2.0 μg/ml的銅標準溶液，進行精密度與回收率實驗，重復操作5次。經測定得的標準曲線為: A=0.1213C+0.0097，其中A表示吸光度值，C表示銅濃度(μg/ml)。在0.2～2.0 μg/ml范圍內，A和C線性關系良好。平均精密度為1.45%，平均回收率為98.3%，符合分析方法的要求。

1.3 銅離子體外釋放的影響因素 (1)葡萄糖濃度：將標準模擬宮腔液中葡萄糖濃度調整為：0.125、0.250、0.500、0.750和1.00 g/L。(2)pH值：將標準模擬宮腔液中pH調整為6.5、7.0和7.5，則葡萄糖濃度調整為：0.25、0.50和0.75 g/L。

1.4 體外Cu2+釋放方法 每個實驗采用5只CuIUD，每只分別浸入盛有50 ml上述各條件下模擬宮腔液的錐形瓶中密封，置于(37.0±0.1)℃的恒溫箱中，采取換液的辦法。起初每天換1次液，1周后每2 d換1次液，30 d后每周換1次液。以保證銅離子釋放環境達到所要求的“漏槽”狀態，用火焰原子吸收法測浸提液的銅離子濃度。

2 結 果

2.1 TCu380A銅離子釋放 從標準模擬宮腔液時銅釋放速率與浸泡時間的變化曲線可以看出，浸泡初期釋放速率較快，隨著浸泡時間的延長其釋放速率迅速減慢，并在7周左右達到穩定。不同葡萄糖濃度時其銅釋放曲線基本相似。見圖1。

圖1 TCu380A在標準模擬宮腔液中銅釋放速率與浸泡時間的變化曲線

2.2 不同葡萄糖濃度對銅腐蝕的影響 在模擬宮腔液中，隨著葡萄糖濃度的增加，TCu380A中銅釋放速率增加，銅腐蝕累積量隨之增加；隨著浸泡時間的延長，銅腐蝕累積量增加。見表1。葡萄糖濃度≥0.50 g/L的3組銅腐蝕累積量間沒有明顯差異(P>0.05)。說明宮腔液中0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕速率來說已經呈飽和濃度。

表1 不同葡萄糖濃度時TCu380A銅腐蝕累積量

注：與0.125 g/L比較，aP<0.05；與0.250 g/L比較，bP<0.05

2.3 不同pH值下葡萄糖濃度對銅腐蝕的影響 在模擬宮腔液中，隨著pH值的增加，TCu380A中銅釋放速率減少，銅腐蝕累積量隨之減少；在相同浸泡時間時，銅腐蝕累積量隨pH值的增加而減少(F=9.766、13.672、12.414、14.628,P<0.05)。不同pH值時葡萄糖濃度為0.50 g/L與0.75 g/L的銅腐蝕累積量間沒有明顯差異(F=2.253、2.846、1.861,P>0.05)。說明宮腔液中高于0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕沒有明顯影響。同一pH值時，隨著葡萄糖濃度的增加，TCu380A中銅釋放速率、銅腐蝕累積量均隨之增加，其增加趨勢同2.2項之描述。見表2。

3 討 論

CuIUD在宮腔中通過腐蝕釋放出銅離子，會引起子宮內膜局部的炎性反應，并且會引起組織中細胞和宮腔液成分的變化。從CuIUD中釋放的活性物質，能抑制或殺滅精子，同時對孕卵形成、卵泡著床等各環節起抗生育作用，從而顯著提高避孕效果[3]。

表2 不同葡萄糖濃度時TCu380A銅腐蝕累積量

注：與pH 6.5相同葡萄糖濃度比較，aP<0.05; 同一pH值時，與葡萄糖0.25 g/L比較，bP<0.05

金屬銅在模擬宮腔液中在其表面生成氧化亞銅氧化膜，氧化亞銅在溶液中形成銅離子。其中氧化膜起到阻礙腐蝕的作用[5]。如式(1)、(2)。

8Cu+2H2O+O2→4Cu2O+4H++4e-

(1)

Cu2O+2H+→2Cu2++H2O+2e-

(2)

本實驗顯示，TCu380A在浸入模擬宮腔液的初始階段銅腐蝕速率很高，隨著氧化亞銅的生成量增加，銅表面氧化膜逐漸致密，反應速率趨于緩慢穩定。理想的CuIUD應該是使宮腔局部維持在高濃度，以發揮其避孕節育的作用。TCu380A的銅表面積為380 mm2，能固定在子宮底部子宮肌層，被認為是一種高效、安全的宮內節育器[6]。

TCu380A中銅絲和銅管在浸入模擬宮腔液的初始階段腐蝕速率很高，隨著銅離子的釋放，腐蝕產物沉積在表面，阻礙了腐蝕反應的進行，釋放速率趨于平緩。在圖1中發現第36天時，銅釋放速率高出前后兩時間點，可能存在暴釋現象，有待于縮短換液時間得到證實。有研究顯示[7，8]，植入宮內前期含銅宮內節育器都有不同程度的暴釋現象,TCu380A銅離子的暴釋現象最嚴重,這與Tcu380A的銅表面積最大有直接關系。研究結果表明[9]，Cu2+濃度越大，避孕效果越好，同時不良反應也越嚴重，容易造成出血和經期延長等現象，這是因為高溶蝕量的Cu2+會促進子宮內膜血管內皮生長因子(VEGF)的分泌，造成子宮的異常出血[10，11]。

有實驗表明[12～14]，CuIUD浸泡在模擬宮腔液中其成分對Cu2+的釋放速率影響較大，氯化物因氯離子對的侵蝕作用而加速Cu2+的釋放，酸式鹽使溶液的pH值增加而降低Cu2+的釋放，蛋白質通過加速銅的陽極溶解過程而促進銅的釋放。葡萄糖濃度是影響銅釋放速率的主要因素之一。本結果顯示，TCu380A銅釋放速率隨著葡萄糖濃度的增加而升高，但葡萄糖濃度高于0.50 g/L其腐蝕累積量沒有明顯增加。pH值是影響CuIUD中Cu腐蝕過程的一個重要因素。張承典等[15]報道Cu的腐蝕速度隨模擬宮腔液pH值的減小而明顯增大，pH為6.3時的腐蝕速度相當于pH為8.0時的數倍。Mora等[16]試驗表明在模擬宮腔液基本成分的基礎上隨著pH 值減小，腐蝕速度增大。本研究也顯示，pH值增加而降低Cu2+的釋放，不同pH值時隨著葡萄糖濃度增加銅釋放速率增加，但葡萄糖濃度高于0.50 g/L其釋放速度沒有明顯變化。因此，認為宮腔液0.50 g/L葡萄糖濃度對銅腐蝕是飽和濃度，宮腔內葡萄糖濃度的增加不會對銅釋放速率產生影響，也不會影響抗生育效果。

本實驗的局限性在于所采用的宮腔模擬液成分與人體內宮腔液成分有所差別，pH值變化與蛋白質成分可能對銅離子釋放有影響,對在體試驗情況有待進一步研究。

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河北省科技支撐計劃項目(No.13277771D)

050051 石家莊，河北省人民醫院檢驗科(王樹云，現在河北省清河縣中心醫院檢驗科)

王樹松，E-mail:wshsong@sina.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2015.05.027

2014-12-13)