新型生物可降解材料PHB的全身毒性试验
汤苏阳 艾玉峰 董兆麟 杨青芳 施新猷
摘 要 目的：评价生物可降解性材料聚-β-羟基丁酯在动物体内的急、慢性全身毒性。方法：参照ISO对医用植入材料的评价标准和所推荐的生物学试验，对PHB进行其浸出液经静脉注射后的急性全身性毒性反应和PHB长期埋植动物体内血液常规、血液生化指标的观察。结果：PHB在动物体内的急性全身性毒性反应为无毒，慢性长期埋置PHB在动物体内不引起明显的血液常规、血液生化学的改变。结论：新型可降解材料PHB具有优良的生物相容性及安全性。
关键词 生物可降解材料 PHB 全身毒性反应试验 生物相容性 生物安全性
THE ACUTE AND CHRONIC GENERAL TOXICITY TO A NEW BIODEGRDABLE POLY-3-HYDROXYBUTYRATE
Tang Suyang，Ai Yufeng，Dong Zhaolin，Yang Qingfang,Shi Xinyou
（Plastic Surgical Center of Xi'Jing Hospital The Fourth Military Medical University Xi'an 710032）
Abstract Objective：To evaluate the acute and chronic general toxicity to a new biodegradable PHB. Methods：According to ISO about biological evaluationand and test of medical materias. We carried out a systemic biological evaluation of domestic medical PHB including acute general toxicity and embeded under skins for long time to proceed the blood routine examination and serum biochemical tests. Result：The acute general toxicity of PHB is nearly no The chronic general toxicity of PHB embedding suggest no significative changes in the blood routine examination and serum biochemical tests.Conclusion： The result showed that this new medical biodegradable PHB has good biocompatibilty and biological safety.
Key words Biodegradable material PHB General Toxicity Biocompatibility Biological safety
合成的或天然的可降解聚合物正被广泛地应用于生物医学〔1〕，特别是组织工程和遗传工程以及医学外科领域〔2，3〕。聚β-羟基丁酯 (Poly-3hydraxybutyrate 简称PHB)是一种由微生物细胞合成的生物可降解性高分子聚合物，它兼有天然与人工合成的高分子聚合物的优点。目前英国ICI公司已将它做外科勿需拆除的支架、缝线等引入医学外科领域，特别是整形美容外科领域〔4〕。而目前我国尚无PHB成品应用于临床医学。本文是我们继“新型生物降解材料PHB细胞毒性试验〔5〕之后所作的全身毒性试验的报告。采用的PHB成品是西北大学、西北工业大学、第四军医大学西京医院整形外科中心联合开发研制的。根据国际标准化组织(Intenational Standard Organization 简称ISO)对医用植入材料的评价标准及其所推荐的生物学试验〔4〕，对PHB进行急性、慢性毒性反应试验，现报告结果如下。
1 急性全身性毒性试验
1.1 被试动物及中毒判断标准 选用清洁级SD大鼠40只，雌雄各半，动物周龄不低于8周，体重130g～150g之间，试验期间给予标准实验室饮食，不予限量，按照随机分配的方法，将动物分为试验组和对照组，每组各有10只雌性及10只雄性，试验组给予试验材料，对照组给予等量的介质，操作过程两组均一致。根据体重变化、中毒症状或有无死亡等，确定为无毒(合格)、轻度毒性、中度毒性、重度毒性及死亡五级〔4〕。
1.2 材料 PHB分子量为1.47×105(粘度法)颗粒状物及膜片状物两种以过粗洗、精洗、消毒，原则上按照ISO文件要求〔6〕：
试样表面积/浸体介质=3cm2/ml。
用生理盐水浸提高压灭菌121℃ 1h，用于急性全身性毒性试验。
1.3 给予途径 以每1千克体重50ml剂量标准将试样注入大鼠尾静脉，用相似的方式给予对照组注射相当体积的生理盐水。
1.4 试验结果 动物静脉注射PHB浸出液后立即观察。4、24、48、72小时及第七天未观察到动物出现步态不稳、瘫痪、呼吸困难、惊厥、呕吐、大小便排泄不良等变化，证明PHB浸出液不引起大鼠急性全身性毒性反应。大鼠体重呈增长趋势，均无死亡和中毒反应。
2 慢性毒性反应及植入刺激性反应
2.1 动物和试验材料同急性全身毒性反应
2.2 试验方法 试验前将大鼠背部脊柱两侧用10%硫化碱脱毛，面积8cm2，检查脱皮区无皮肤损伤及皮肤刺激反应后，进行试验。无菌手术将直径10mm×2.5mm PHB制品植入背部皮下，左右两侧各一，每天定时观察植入部位有无皮肤刺激、感染、坏死等变化，每两周称体重一次，连续观察两个月至十二个月；戊基巴比妥钠麻醉动物后，立即由下腔静脉采血，作血液及血液生化学常规检查，分别检查植入部位周围皮下组织有无病变，并作必要的病理组织学检查。
2.3 试验结果
2.3.1 一般情况观察 PHB制品植入大鼠背部皮下两个月后，动物一般行为表现、胃肠道反应、食饮、大小便等，与未植入的正常动物均无明显差异(P＞0.05)，体重变化见表1。
表1 PHB制品植入大鼠皮下不同时间对体重的影响(g,±S)
组别 n 植入前 植入2周 4周 6周 8周
试验组
对照组 10
10 156±21
159±24 170±23
174±25 205±26
199±31 235±29
229±30 259±33
256±28
2.3.2 血液学检查 PHB制品植入大鼠体内2个月对血液学指标影响见表2，3
表2 PHB植入大鼠皮下对红细胞，血红蛋白的影响(±S)
组别 n 红细胞(×1012/L) 血红蛋白(g/L)
试验组
对照组 10
10 4.07±0.41
3.67±0.86 119.07±15.82
107.00±24.88
表3 PHB植入大鼠皮下对白细胞总数
(×109/L)及分类(%)的影响(±S)
组别 n 白细胞 嗜中性 淋巴 单核 嗜酸性
试验组
对照组 10
10 6.90±1.21
5.77±1.88 22.0
26.3 73.7
70.5 2.3
1.5 2.0
1.5
2.3.3 血液生化检查 PHB制品植入大鼠体内对血液生化学指标影响见表4～5
表4 PHB制品植入后对血浆总蛋白、白蛋白、球蛋白影响(±S)
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