一次性使用输液器输注盐酸头孢替安过程中可沥滤物的气相色谱-质谱研究

2016-10-15骆红宇施燕平

分析科学学报 2016年2期

许凯, 骆红宇, 秦洋, 施燕平

(1.山东省医疗器械产品质量检验中心，山东济南 250101；2.山东省医疗器械生物学评价重点实验室，山东济南 250101；3.山东恒信检测技术开发中心，山东济南 250101)

医疗器械的可沥滤物(Leachable Substance)是指在临床使用过程中，从医疗器械中释放出的化学物质的统称[1]。随着ISO标准的发布，医疗器械中可沥滤物的研究逐渐成为医药行业的研究热点[2]。一次性使用输液器是一种主要用于静脉输液的一次性医疗耗材。因其具有使用方便且无交叉性传染等优点，是国内外临床应用最为广泛的医疗器械之一。头孢替安为第二代头孢菌素类抗生素，适用于葡萄球菌属、链球菌属、肺炎球菌流感杆菌、大肠杆菌、克雷伯杆菌、肠道菌属等所致的感染，如骨髓炎、化脓性关节炎、扁桃体炎、支气管炎、支气管扩张合并感染、妇产科感染、败血症以及中耳炎、鼻窦炎等。由于我国近年来对抗菌药物的临床应用加强了整治力度，特别是对第三代头孢类抗菌药物的严加控制，使以头孢替安为代表的第二代头孢类药物临床应用日趋广泛[3]。

本研究通过模拟临床使用一次性输液器输注盐酸头孢替安，对一次性使用输液器中的可沥滤物进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析，通过对可沥滤物的定量，结合目标物的毒理学数据，对一次性使用输液器输注盐酸头孢替安过程中的小分子可沥滤物进行了安全性评价。

1 实验方法

1.1 主要仪器与材料

安捷伦7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪(美国，安捷伦公司)。

邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)标准品(CAS No.117-81-7，AccuStandard公司，纯度99.6%)。2-乙基己醇(CAS No.104-76-7，Dr.Ehrenstorfer GmbH公司，纯度99.5%)。2-苯基-2-丙醇(CAS No.617-94-7，东京化成工业株式会社，纯度>97%)。生理盐水注射液(辰欣药业股份有限公司)。注射用盐酸头孢替安(0.5 g，大元制药株式会社)。正己烷、氯仿均为色谱纯，实验所用其余试剂均为分析纯。一次性使用输液器：A、B两种型号。

1.2 样品制备

吸取600 mL 生理盐水注射液，混匀，保证生理盐水注射液的均一性。从中取100 mL生理盐水注射液作为空白，剩余500 mL模拟临床输液最大日输注量，加入10支注射用盐酸头孢替安，混匀，平均分为5瓶，每瓶100 mL，封口，其中一瓶倒置放置作为药物空白，另外4瓶分别使用一次性使用输液器模拟临床输液(A、B两种输液器各两瓶)，滴速30 滴/分钟，收集流出液作为样品溶液。

1.3 全扫描及溶出物定量分析

1.3.1萃取分别取药物空白、样品液2 mL，以等体积正己烷和氯仿作为萃取溶剂分别进行萃取，取有机相溶液用气相色谱-质谱联用仪进行全扫描分析。

1.3.2气相色谱-质谱全扫描条件HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；载气：氦气，99.999%；流速：1.5 mL/min；进样口温度280 ℃；分流比：5∶1；柱程序升温：50 ℃保持3 min，以10 ℃/min升温至100 ℃，再以20 ℃/min升温至280 ℃，保持10 min；离子源温度：230 ℃；MS四级杆温度：150 ℃；质量扫描范围：40～500；溶剂延迟：3 min；进样量：1 μL。

1.3.3环己酮标准溶液配制精密称取环己酮0.1141 g，用正己烷稀释至10 mL，依次稀释得到浓度为0.5705、1.141、2.282、6.846、11.41 μg/mL的环己酮标准溶液，分别进样分析。以全扫描峰面积进行定量。

1.3.42-乙基己醇标准溶液配制精密称取2-乙基己醇0.1080 g，用正己烷稀释至10 mL，依次稀释得到浓度为0.054、0.108、0.216、0.54、1.08、2.16、4.32 μg/mL的2-乙基己醇标准溶液，分别进样分析。以质量数57进行定量。

1.3.52-苯基-2-丙醇准溶液配制精密称取2-苯基-2-丙醇0.1330 g，用正己烷稀释至10 mL，依次稀释得到浓度为0.0665、0.133、0.266、0.665、1.33、2.66、5.32 μg/mL的2-苯基-2-丙醇标准溶液，分别进样分析。以质量数43进行定量。

1.4 DEHP溶出量分析

1.4.1样品制备分别取生理盐水注射液空白、药物空白、样品液5 mL，50 ℃真空干燥后，加入1 mL正己烷，涡旋震荡1 min，得样品溶液。

1.4.2DEHP标准溶液配制精密称取DEHP标准品0.0195 g，用正己烷稀释至10 mL，依次稀释得到浓度为19.5、48.75、97.5、195、487.5 ng/mL的DEHP标准溶液，分别进样分析。

1.4.3气相色谱-质谱的DEHP分析条件载气：氦气，99.999%；HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；流速：1.5 mL/min；进样口温度280 ℃；分流比：5∶1；柱程序升温：150 ℃保持0.5 min，以20 ℃/min升温至280 ℃，保持7 min；离子源温度：230 ℃；MS四级杆温度：150 ℃；选择离子扫描：149；溶剂延迟：3 min，进样量：1 μL。

2 结果与分析

2.1 全扫描结果

溶剂空白、药物空白、生理盐水和样品液的正己烷和氯仿萃取溶液全扫描色谱图如图1所示。从图中可以看出，两种不同极性的萃取溶剂对样品液的萃取效果基本相同，其中药物空白的萃取结果与溶剂空白基本相同，表明药物中不含有可溶于正己烷和氯仿的小分子挥发性杂质。在生理盐水样品液中，两种萃取溶剂均萃取出少量环己酮。而在样品液中，两种萃取溶剂萃取出环己酮略有增加，并且还有其他几种杂质，经质谱图与谱库对比，并通过与杂质标准品的保留时间和质谱图的比对，确认A型输液器中杂质为2-乙基己醇，B型输液器中杂质为2-乙基己醇和2-苯基-2-丙醇。环己酮一般作为一次性使用输液器生产过程中各部件的粘合剂来使用。目前国内输液器生产厂家上百家，但大多数厂家的输液器成型方法采用环己酮作粘合剂粘接，仅有少数厂家采用热合法[4]。因为它的沸点和蒸汽压力，一小部分环己酮在生产后仍然存在于输液器中。且环己酮微溶于水，20 ℃时溶解度为2.3%，因此可以迁移进入药液中。本研究所使用的两种不同的输液器均检出环己酮，表明两种输液器生产过程中均使用环己酮作为粘合剂。2-乙基己醇是增塑剂邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)合成过程中的必要原料[5]，且在一次性使用输液器中，DEHP的含量可高达21.60%～33.37%[6]。2-乙基己醇即是作为增塑剂DEHP中杂质引入一次性使用输液器，并进入到药液中。2-苯基-2-丙醇只在其中一种输液器中检出，表明其可能不是一次性使用输液器生产工艺过程中必须添加的物质，可能是由于加工工艺过程中加入的稳定剂所引入。

2.2 溶出物定量

通过对标准溶液的分析，对A、B两种输液器中的溶出物进行定量，结果如表1所示。从表1中可以看出，环己酮的最大浓度达到了5.166 μg/mL，换算为一次性使用输液器引入的环己酮，其残留量超过了0.5 mg/set。根据Cammack等[7]评估的接触系统中的环己酮的限度，美国环境保护署(RfD)预计的安全剂量为25 mg/d，通过大鼠静脉NOAEL计算出的估计安全剂量为50 mg/d，由一次性使用输液器引入的环己酮残留量均远低于安全剂量。但由于不同厂家的一次性使用输液器的环己酮残留量差异很大[8,9]，因此也有必要引起足够的重视。2-乙基己醇的含量也远低于FAO/WHO所规定的ADI值[10]。2-苯基-2-丙醇虽不明来源，但根据其人体代谢数据[11]，其含量同样远未达到对人体产生不利影响的地步。但输液器中的溶出物的含量与药物种类、极性、浓度、辅料成分、是否含有助溶剂等有较大关系，因此，对一次性使用输液器的药物相容性评价还是应引起足够的重视，进行深入研究。

表1 溶出物定量分析结果

2.3 DEHP溶出量定量分析

近年来，DEHP的安全性广受关注[12 - 15]，而一次性使用输液器中的DEHP，因为其能直接进入人体血液，相对于胃肠道吸收可能对患者带来更严重的危害，因此，其安全性更应获得高度的关注。本研究中一次性使用输液器的DEHP溶出量测定方法参照Luo等[16]建立的方法，在DEHP浓度19.5～487.5 ng/mL范围内建立线性回归曲线，样品液中DEHP色谱图如图2所示，含量分析见表2。

SamplePeak areaConcentration(ng/mL)Concentration after deductingthe drug blank(ng/mL)DEHP from leachable substance of infusion set(μg/set)Nald blank101022.64--Drug blank152133.59--Infusion A378782.1548.560.97Infusion B397586.1852.591.05

从表中可以看出，由于各种高分子材料的广泛使用，作为增塑剂的DEHP可谓“无处不在”。本研究中所使用的生理盐水注射液和注射用盐酸头孢替安药物中均有微量的DEHP存在。当药液流经一次性使用输液器后，DEHP的含量有所增加，但也仅仅是达到了μg/set的级别，远远低于美国FDA规定的0.60 mg/kg/d的TI值[17]。这是因为DEHP为脂溶性有机物，不溶于水，在水中的溶解度仅仅只有0.27 μg/mL，因此在使用一次性输液器输注水溶性药物时，其溶出量还不及其中杂质2-乙基己醇的溶出量大。但这并不意味着在使用一次性输液器输液过程中，DEHP的溶出量就一定处于安全浓度范围内，在输注许多脂溶性药物时，由于大量助溶剂的存在，DEHP的溶出量可能会大大增加。另外，在输注脂肪乳的过程中，由于其中含有大量的大豆油、卵磷脂、甘油三酯等，而且要求输注速度很低，造成药物与一次性使用输液器长期接触，更加有可能会增大DEHP的溶出量。此方面的数据本实验室会在后续的研究中陆续开展。