向有緣,王書晗,彭俊,柯浩奇

（深圳市藥品檢驗(yàn)研究院（深圳市醫(yī)療器械檢測中心），廣東 深圳 518052）

封堵器屬于一種植入物用器械，被廣泛應(yīng)用于房間隔缺損、室間隔缺損等常見先天性心臟病的臨床介入治療中［1］。采用鎳鈦金屬材料制備的封堵器在應(yīng)用中會(huì)有引發(fā)后期并發(fā)癥的不良效用，且存在著手術(shù)治療上的限制［1-2］。為了盡可能地減少封堵器在植入后產(chǎn)生的多種不良并發(fā)癥，同時(shí)保證封堵器的較好治療效果，采用生物可降解材料制備的生物可降解封堵器在近年來的研究和應(yīng)用中引起了較多關(guān)注［2］。聚乳酸（Polylactic acid，PLA）作為一類新型的可吸收無毒生物醫(yī)用材料，在人體內(nèi)具有較好的生物相容性和生物降解性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用方面有著廣闊的應(yīng)用前景［3-5］。采用PLA 材料制備的可吸收房間隔缺損封堵器，具有較好的生物可降解性能，屬于一類生物可降解封堵器產(chǎn)品。聚乳酸也被稱為聚丙交酯，通常采用乳酸合成丙交酯和丙交酯開環(huán)聚合兩步流程來合成［6-7］。用于開環(huán)聚合過程的催化劑種類較多，其中含錫化合物是常用的一種，如辛酸亞錫［8］、四苯基錫［9］等。在精制工藝去除含錫催化劑的過程中，錫殘留量過多會(huì)影響植入物用PLA 的生物相容性和生物降解性能，且人體內(nèi)錫的殘留累積到一定程度時(shí)引起腸胃疾病的幾率較大。因此，為保證生物可降解封堵器產(chǎn)品的質(zhì)量符合使用要求，降低植入物用PLA 的健康風(fēng)險(xiǎn)，評估測定生物可降解封堵器產(chǎn)品中的錫殘留量尤為重要。

目前，對于PLA 中錫殘留量的測定方法已有相關(guān)報(bào)道，但大多是對于原材料中殘留錫的檢測，較少對于PLA 材質(zhì)產(chǎn)品中錫殘留量檢測方法的研究。已報(bào)道的相關(guān)研究中，鄧翎等［10］使用火焰原子吸收光譜法建立了測定聚乳酸基外科植入物中殘留錫的分析方法，趙國琴等［11］探索了一種適用于測定聚乳酸輔料中錫殘留量的苯芴酮光度法，王世亮等［12］建立了一種可用于測定藥用輔料聚乳酸中殘留錫的石墨爐原子吸收光譜法。對于PLA 材質(zhì)生物可降解封堵器中錫殘留量的測定相比文獻(xiàn)中對輔料PLA中錫殘留量測定更加具有實(shí)際意義，降低原材料應(yīng)用的安全風(fēng)險(xiǎn)更加具有針對性。對于產(chǎn)品中殘留錫的安全限量值，已有國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其中食品中錫的限量值為250 mg?kg?1、飲料類的錫限量值為150 mg?kg?1［13］。PLA 中催 化劑殘留錫的限 量值也有行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)YY/T 0661-2017 和YY/T 0510-2009 做了嚴(yán)格的規(guī)定，其中外科植入物用聚乳酸樹脂中的殘 留錫限 量值應(yīng) 不大于150 μg?g?1［14-15］。同時(shí)，使用該材料生產(chǎn)的生物可降解封堵器產(chǎn)品中錫殘留量也應(yīng)低于原材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中錫的殘留限量值。

先采用微波消解方式對PLA 材料生物可降解封堵器進(jìn)行消解，通過微波快速升溫及密閉系統(tǒng)內(nèi)部高壓消解有效結(jié)合，避免了封堵器中殘留微量錫元素的揮發(fā)損失。另外，微波消解也具有用酸量少、消解時(shí)間短、消解效率高的優(yōu)點(diǎn)，該法使用廣泛，能夠很好地滿足封堵器中錫殘留量測定的樣品前處理要求［16-17］。然后采用石墨爐原子吸收法（GFAAS）和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES），對封堵器中的錫殘留量進(jìn)行測定。最后通過方法學(xué)驗(yàn)證評估了測定方法的可行性和準(zhǔn)確性，通過檢測結(jié)果對比試驗(yàn)評估了產(chǎn)品的符合性。兩種檢測方法具有測試快捷、簡便、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)［18-19］，檢出限和定量限較低，精密度和回收率均滿足中國藥典2020 年版中的相關(guān)要求。GFAAS 法和ICP-AES法，可為測定生物可降解封堵器中錫殘留量的標(biāo)準(zhǔn)方法研究，以及方法精密度和準(zhǔn)確度評定提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與試劑

樣品為聚乳酸材質(zhì)可吸收房間隔缺損封堵器（生產(chǎn)有效期內(nèi)的產(chǎn)品）。試劑為錫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，1000 μg?mL?1），硝酸（市售產(chǎn)品，優(yōu)級純），磷酸二氫銨（市售產(chǎn)品，優(yōu)級純）。

1.2 儀器與設(shè)備

儀器：原子吸收分光光度計(jì)（PerkinElmer，Pi?nAAcle 900T），電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES，PerkinElmer，Avio 200）。

設(shè)備：微波消解系統(tǒng)（CEM，MARS5），純水器（Milli-Q Gradient），電子天平（瑞士梅特勒-托利多，MS 204S/01），錫 無 極 放 電 燈（PerkinElmer，N3050675）。

1.3 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取0.1 g 封堵器產(chǎn)品試樣，加入微波消解罐中，同時(shí)加入5 mL 硝酸，按照消解程序（表1）消解試樣。消解完成并冷卻后將消解液轉(zhuǎn)至25 mL 容量瓶中，使用少量的硝酸（濃度2%）洗滌消解罐3次，合并洗滌液，用2%的硝酸定容至刻度。隨后，根據(jù)測定需要稀釋消解液，作為試樣待測液。同法制備試樣空白、平行樣。

表1 微波消解程序Table 1 Microwave digestion procedures

1.4 儀器工作條件

GFAAS 法工作條件：波長286.33 nm，狹縫0.7 nm，積分方式為峰面積，積分時(shí)間3.0 s，燈電流225 mA，原子化溫度2200 ℃，背景校正方式為塞曼。

ICP-AES 法工作條件：波長189.927 nm，延遲時(shí) 間30 s，氣 體 流 速12 L ?min?1，輔 助 氣 流 速0.2 L?min?1，霧化氣流速0.6 L?min?1，高頻發(fā)生器功率1300 W。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

1.5.1 GFAAS 法

用2%硝酸逐級稀釋錫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，配制濃度為100 μg?L?1的校準(zhǔn)曲線儲(chǔ)備溶液。先將原子吸收分光光度計(jì)開機(jī)，預(yù)熱待測錫元素?zé)簦M(jìn)行石墨爐優(yōu)化。選擇磷酸二氫銨作為測試時(shí)的基體改進(jìn)劑，儀器自動(dòng)稀釋濃度為0、20、40、60、80、100 μg?L?1的系列錫標(biāo)準(zhǔn)溶液。以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中錫的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo)，經(jīng)線性擬合建立校準(zhǔn)曲線。

1.5.2 ICP-AES 法

分別配置0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0 mg?L?1的不同濃度系列錫標(biāo)準(zhǔn)溶液。先將ICP-AES 開機(jī)預(yù)熱，點(diǎn)燃等離子體，待其運(yùn)行穩(wěn)定后，完成光譜初始化。將系列錫標(biāo)準(zhǔn)溶液按濃度由低到高的順序分別由蠕動(dòng)泵吸入，儀器自動(dòng)測定各個(gè)濃度對應(yīng)的特征譜線強(qiáng)度值。以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中錫的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的譜線強(qiáng)度值為縱坐標(biāo)，經(jīng)線性擬合建立校準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 GFAAS 法測定生物可降解封堵器產(chǎn)品中錫殘留量

2.1.1 校準(zhǔn)曲線及方法檢出限和定量限

在儀器最佳測試條件下，每個(gè)濃度的溶液平行測定2 次，取其平均值作為該點(diǎn)的吸光度值，擬合得到校準(zhǔn)曲線如圖1 所示。從圖1 可見，隨著溶液中錫濃度升高，對應(yīng)吸光度值也在逐漸變大。錫濃度與對應(yīng)吸光度值呈現(xiàn)出了較好的線性關(guān)系，線性回歸方 程 為y=0.0043x+2×10?5，線 性 相 關(guān) 系 數(shù) 為0.999 638。

圖1 GFAAS 法的校準(zhǔn)曲線Figure 1 Calibration curve for GFAAS method

按照樣品分析步驟，對空白溶液進(jìn)行平行測定11 次。以3 倍的測試值標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)含量計(jì)算出該方法的檢出限，以10 倍的測試值標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)含量計(jì)算出該方法的檢出限和定量限，檢出限為0.29 μg?L?1、定量限為0.97 μg?L?1。

2.1.2 方法精密度（RSD）及回收率

在儀器最佳測試條件下，對同一測試溶液做7次平行測定，錫含量的測試結(jié)果分別為19.36、19.20、19.56、19.82、19.14、19.25、18.99 μg?L?1，平均值為19.33 μg?L?1，RSD（n=7）為1.45%。

回收率試驗(yàn)測試結(jié)果列于表2。由表2 可知，回收率的平均值為103.8%，RSD（n=6）為1.19%。依據(jù)中國藥典（2020 年版 第四部），對待測定成分含量100 μg?g?1的加標(biāo)回收率限度為85%—110%，測試回收率結(jié)果滿足檢測要求。

表2 GFAAS 法回收率測試結(jié)果表Table 2 Recovery results for GFAAS method

2.2 ICP-AES 法測定生物可降解封堵器產(chǎn)品中錫殘留量

2.2.1 校準(zhǔn)曲線及方法檢出限和定量限

在儀器最佳測試條件下，對系列溶液進(jìn)行測試，經(jīng)擬合得到校準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖2 所示。從圖2 可見，錫濃度與對應(yīng)特征譜線強(qiáng)度值呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系，線性回歸方程為y=1.0001x－0.0002，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 968。

圖2 ICP-AES 法的校準(zhǔn)曲線Figure 2 Calibration curve for ICP-AES method

按照樣品分析步驟，制備出空白溶液并平行測定11 次，由測試結(jié)果計(jì)算得到該方法的檢出限和定量 限，檢 出 限 為2.68 μg ?L?1、定 量 限 為8.94 μg ?L?1。

2.2.2 方法精密度及回收率

在儀器最佳測試條件下，對同一試樣做6 次平行測定，錫含量的測試結(jié)果分別為0.239、0.233、0.224、0.227、0.223、0.230 mg ?L?1，平 均 值 為0.229 mg?L?1，RSD（n=6）為2.63%?；厥章试囼?yàn)測試結(jié)果列于表3。由表3 可知，回收率的平均值為96.1%，RSD（n=6）為1.39%。

表3 ICP-AES 法回收率測試結(jié)果表Table 3 Recovery results for ICP-AES method

2.3 封堵器產(chǎn)品中錫殘留量測定及檢測方法的比較分析

每種分析方法平行測定兩個(gè)試樣，取兩者的平均值作為最終的錫殘留量測定值，結(jié)果列于表4。由表4 可知，GFAAS 法測得的錫殘留量為27 μg ?g?1，而ICP-AES 法 測 得 的 錫 殘 留 量 為31 μg ?g?1。

表4 生物可降解封堵器產(chǎn)品中錫殘留量測定結(jié)果表Table 4 Determination results of tin residues in biodegradable occluder products

采用GFAAS 法和ICP-AES 法測定生物可降解封堵器中殘留錫含量，在儀器最佳測試條件下得到的校準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.999 以上，滿足了樣品測試所需的線性條件。兩種分析方法所測得的檢出限和定量限較低，表明兩種方法均能夠滿足樣品中微量殘留錫的測定。GFAAS 法所得的檢出限和定量限明顯低于ICP-AES 法的，表明GFAAS 法測試含量范圍更寬。兩種分析方法的精密度值均小于5%，表明兩種方法均可滿足樣品分析所需精密度的要求，而GFAAS 法的精密度更好。兩種分析方法的回收率平均值均在85%—110%之間，GFAAS 法的回收率相對ICP-AES 法更高，回收率的精密度值小于5%，符合樣品分析所需的回收率范圍條件。

3 結(jié)論

通過微波消解的方式對樣品進(jìn)行前處理，采用GFAAS 法和ICP-AES 法測定產(chǎn)品中的錫殘留量，測試方法簡便、快速、靈敏度高、可行性較好，適用于生物可降解封堵器中微量殘留錫的測定。GFAAS法及ICP-AES 法測得封堵器中錫殘留量分別為27和31 μg ?g?1，均 低 于 行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 中 的 限 量 值150 μg ?g?1，產(chǎn) 品 滿 足 使 用 要 求 及 安 全 要 求。相 比 于ICP-AES 法，GFAAS 法檢出限和定量限更低，方法精密度更好，且實(shí)際應(yīng)用中的儀器設(shè)備價(jià)格更低、維護(hù)成本也相對較低，更加適用于生物可降解封堵器中錫殘留量的測定。