一種含碘涂層PVP材質導尿管的抗菌性能及生物相容性研究

伍錫棟 張俊明 李景蓮 張蕓 江西省醫療器械檢測中心檢測四室 （江西 南昌 330000）

內容提要： 目的：對含碘涂層PVP材質導尿管的樣品前處理方法進行考察比較，建立其抗菌性能檢測方法，為此類產品抗菌性能檢測標準制定提供試驗依據。方法：對GB15979-2002、GB14233.2-2015、QB/T2591-2003等標準進行重現，考察其樣品與菌液接觸溫度的變化及與接觸方式的改變對其抗菌性能的影響；采用急性全身毒性試驗等評價其相關的生物相容性。結果：在靜態前處理培養抗菌結果中顯示25?C的靜態前處理抗菌效果更好，抗菌率為69%；在振蕩法前處理中抗菌率與溫度（25?C、37?C）和振動頻率（100r/min、200r/min、300r/min）均呈正相關關系，結果顯示37?C且300r/min振蕩前處理抗菌率最佳為98%；含碘涂層導尿管生理鹽水浸提液對小鼠的體重增長有影響，在96h觀察期內，與對照組比較，小鼠體重增長均有統計學意義（P<0.05）；在24h時含碘涂層樣品組小鼠體重增長率為-6.0%，與對照組比較具有顯著性差異（P<0.01），且48h、72h和96h小鼠體重均緩慢增長，其增長率與對照組比較，均有統計學意義（P<0.05）。結論：該類產品與菌液接觸的方式及溫度均影響其抗菌性能，在檢測時應考慮其實際使用的環境，模擬實際使用環境更能體現其抗菌效果；急性全身毒性試驗中小鼠體重增長受到影響，這可能是由于其涂層成分浸出所引起的，提示涂層類產品在工藝上應該考慮改進涂層黏附的時效性及穩定性；該試驗研究可為涂層類產品的抗菌性能標準制定及臨床安全性使用提供試驗依據。

導尿管相關性尿路感染（Catheter-Associated Urinary Tractinfection，CAUTI）主要是指患者留置導尿管后或者拔除導尿管48h內發生的各種病原微生物在尿路中異常繁殖所致的尿路感染性疾[1,2]。有研究報道顯示，導尿管相關性尿路感染的前三致病菌為大腸埃希菌、銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌[3,4]。導尿管表面形成的細菌生物膜是菌尿癥和的基礎，在所有的感染中生物膜機制占65%～80%[5,6]。因此，防治的關鍵在于阻止細菌生物膜的形成，而其中一個重要的方法就是改變導尿管的表面理化性質。

含碘涂層目前市場上還沒有，是一種新型的抗菌超滑涂層導尿管，采用親水性高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮（PVP）與聚維酮碘充分混合后，經過恒溫技術，使碘涂層均勻的附著在導尿管上，插入尿道后，聚維酮碘會緩慢溶解釋放，發揮持久抗菌效果，減少抗生素的使用，可以預防諸如大腸桿菌、綠膿桿菌等病原微生物的感染，降低臨床感染率。為了較全面地檢驗該類導尿管的抗菌性能及生物相容性，本文對樣品前處理進行優化，通過不同溫度及振蕩法制取供試液并對其抗菌性能進行研究評價，急性全身毒性試驗等生物相容性進行研究評價，為企業的產品質量控制提供試驗依據，為臨床的合理使用提供參考。

1.材料與方法

1.1 一般材料

含碘涂層PVP導尿管（來源于江西益康醫療器械股份有限公司，批號20191005），金黃色葡萄球菌（CMCC26003），營養肉湯培養基，胰酪大豆瓊脂培養基，胰酪大豆胨液體培養基，棉籽油，生理鹽水等；恒溫培養搖床，生物安全柜，生物顯微鏡，離心機，電子秤，恒溫恒濕培養箱等。

ICR小鼠（18～22g，來源于湖南斯萊克景達實驗動物有限公司，合格證號No.1107272011002858），健康家兔（>2.0kg，來源于湖南斯萊克景達實驗動物有限公司，合格證號No.0001410），飼養條件為：溫度18～26?C，相對濕度40%～70%。

1.2 方法

1.2.1 抗菌性能試驗

參照ISO國際標準、中華人民共和國輕工行業標準和及日本抗菌制品技術協會（Society of Industrial for Antimicrobia Articles，SIAA）等相關抗菌標準要求，在ISO846、ASTMG21-96、QB/T2591-2003及GB15979-2002基礎上進行復現。用培養法（將金黃色葡萄球菌均勻涂布于大小為2.0cm×3.0cm試驗上，制成菌濃度為1×104CFU/片～9×104CFU/片的試樣，用滅菌鑷子夾起已消毒的聚乙烯覆蓋薄膜分別覆蓋在樣品，保證樣品覆蓋膜部位所鋪的菌濃度不變，于帶塞子的錐形瓶中25?C、37?C/相對濕度>90%條件下培養20min后，用生理鹽水洗脫樣品制取供試液，分別取0.5mL供試液于兩個無菌平皿中并傾倒適量瓊脂培養基，于37?C培養箱中培養48h，計數并計算抑菌率）和振蕩法（將大小為2.0cm×3.0cm的樣品浸于濃度為1×104～9×104CFU/mL金黃色葡萄球菌菌液中，25?C、37?C/相對濕度>90%條件下不斷振蕩培養20min（考察轉速100r/min、200r/min、300r/min的影響），分別取0.5mL供試液于兩個無菌平皿中并傾倒適量瓊脂培養基，于37?C培養箱中培養48h，并平板計數計算抗菌率，試驗重復3次，實驗結果取平均值?？咕?（對照樣品菌落數－被試樣品菌落數）/對照樣品菌落數×100%，抗菌率≥90%表示有抗菌作用。

1.2.2 急性全身毒性試驗

取供試品按0.2g/mL比例浸提，浸提介質0.9%氯化鈉和棉籽油。自尾靜脈分別注入氯化鈉注射液浸提液和氯化鈉注射液，腹腔注射棉籽油浸提液和棉籽油對照液，給予容積50mL/kg，注射速度不超過0.1mL/s。給予供試液后，觀察小白鼠即時反應，并于4h、24h、48h、72h和96h記錄觀察動物出現的毒性癥狀，包括開始時間、程度和持續時間。

2.結果

2.1 抗菌試驗

在靜態前處理培養抗菌結果中顯示25?C的靜態前處理抗菌效果更好，抗菌率為69%；在振蕩前處理法中抗菌率與溫度和振動頻率均呈正相關關系，溫度越大，振動頻率越大，抗菌率越好，越能體現產品的抗菌性能。結果見圖1、圖2、圖3和表1。

圖1. 25?C、37?C靜態前處理培養法的抗菌結果

圖2. 25?C 100r/min、200r/min、300r/min振蕩法前處理培養的抗菌結果

圖3. 37?C 100r/min、200r/min、300r/min振蕩法前處理培養的抗菌結果

表1. 不同前處理方法及溫度改變對樣品的抗菌率的影響

2.2 急性全身毒性試驗

與對照組比較，小鼠體重增長均有統計學意義（P<0.05）；在24h時含碘涂層樣品組小鼠體重增長率為-6.0%，與對照組比較具有顯著性差異（P<0.01），其余組小鼠體重增長率分別為5.7%、11.1%和17.6%，與對照組比較，均有統計學意義（P<0.05）。結果見表2、表3。

表2. 急性毒性動物體重實驗結果(±s,g)

表2. 急性毒性動物體重實驗結果(±s,g)

注：與對照組比較，aP<0.05

組別 對照組 含碘涂層樣品組 不含碘涂層樣品組0h 19.1±1.0 18.3±1.0 18.2±1.2 24h 20.2±0.9 17.2±1.2a 18.4±1.7 48h 22.3±0.7 19.4±2.2a 20.9±1.7 72h 24.1±0.9 20.6±2.7a 21.5±1.6 96h 25.5±1.1 22.2±1.8a 23.6±1.7

表3. 急性毒性動物體重增長率實驗結果

3.討論

據報道，約25%的住院患者在住院期間曾留置導尿，留置導尿是一種尿路侵入性操作，可能損傷尿路黏膜上皮，導致尿路感染的發生，且易反復發作，導管相關性尿路感染被認為是最常見的留置導尿并發癥[7]。材料產品快速發展，該類產品能有效避免和減少細菌傳播、交叉感染，對改善和保護人們健康生活質量具有重要意義，由于該類導尿管直接與人類接觸，對其抗菌效果及生物安全性研究顯得十分重要。

研究發現在靜態前處理培養抗菌結果中顯示，25?C的靜態前處理抗菌效果更好，抗菌率為69%，此結果提示，樣品靜止狀態與菌接觸，其抗菌效果與相對濕度有關，由于溫度較低，較易使濕度保持穩定狀態。在振蕩前處理法中抗菌率與溫度和振動頻率均呈正相關關系，37?C且300r/min振蕩前處理抗菌率最佳為98%，結果提示，抗菌性能檢測在樣品前處理上對溫度和一定頻率的振動具有一定要求，使樣品與菌液接觸保持在一定的溫度、濕度以及一定頻率的振動對產品的抗菌性能檢測具有很重要的影響，另一方面該方法也比較接近產品實際的使用接觸環境情況，即讓其充分暴露在一定濃度菌液，且給予一定頻率的振動更有利于產品動態的表現抗菌性。含碘涂層導尿管生理鹽水浸提液對小鼠體重增長有一定影響，可能與其涂層成分有關，加之經靜脈給藥敏感性高，故急性全身毒性試驗反應靈敏，該結果提示，在進行該類涂層產品工藝時應考慮其涂層黏附的時效性及穩定性。該試驗結果將為涂層類產品的涂層工藝改進、抗菌性能質量標準及行業檢驗檢測標準的制定提供試驗參考，同時也提示在臨床使用上應注意的問題，為臨床安全性使用提供試驗依據。