CC BY
4
17. Сватков В. И., Мудрый И. В. // Там же.— № 5.— С. 72—72.
18. Методические указания по определению микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде.— М., 1983.— Вып. 1.
19. Технические условия на методы количественного определения вредных веществ в воздухе.— М., 1971.
20. Технические условия на методы определения вредных веществ в воздухе.— М., 1972.
21. Турецкая Э. С., Маненко А. ККравец-Беккер А. К. 11 Гигиена населенных мест.— Киев, 1976.— С. 141 —143.
22. Штабский Б. М., Красовский Г. И., Кудрина В. Н., Жол-дакова 3. И. 11 Гиг. и сан.— 1979.— № 9.— С. 41—45.
23. Штабский Б. М., Гжегоцкий М. И., Гжегоцкий М. Р. и др. // Там же.— 1980.— № 10.— С. 49—51.
24. Штабский Б. М., Шатинская И. Г. // Количественные аспекты химических воздействий в онкологии.— Л., 1985.— С. 21—22.
25. Штабский Б. М., Федоренко В. И. // Гиг. и сан.— 1987.— № 9..— С. 60—63.
Поступила 28.02.89
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991
УДК 614.35:615.462.099
М. Д. Бресткина, С. Д. Сойнов, Э. И. Семененко, И. В. Ивлиева, И. В. Скоромное, Л. А. Кутепова
ПРИМЕНЕНИЕ БИОТЕСТИРОВАНИЯ НА ГИДРОБИОНТАХ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
СЫРЬЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
ВНИИ медицинских полимеров, Москва
Широкое применение полимерных материалов в изготовлении разнообразных изделий медицинского назначения, контактирующих с организмом, требует тщательной проверки их возможного отрицательного влияния на человека.
При контакте полимерного материала с биологически активной средой в нее могут мигрировать из полимерной матрицы потенциально токсичные низкомолекулярные вещества различного строения и происхождения. Это и составные части композиции, и разнообразные добавки, и продукты деструкции, образующиеся при переработке, хранении и эксплуатации изделий [3, 6].
Отсутствие в настоящее время достоверной корреляции между токсичностью полимерного материала и условиями его синтеза и переработки приводит к необходимости проведения контрольных токсикологических исследований на разных стадиях создания медицинских изделий из полимерных материалов. Если учесть продолжительность и сложность токсикологических исследований на теплокровных животных, то становится понятной обоснованность поисков возможности экспресс-токсикологической оценки полимерных материалов медицинского назначения.
В настоящей работе предпринята попытка применения гид-робионтов инфузорий спиростом и пресноводных гидр для оценки качества сырья при изготовлении пластифицированного по-ливинилхлорида (ПВХ-пластиката). Высокая чувствительность этих тест-объектов к токсичным применениям в воде, используемой в качестве модельной среды, позволяет в короткое время (до 2 сут) дать предварительную оценку токсичности изделия. Особенно важно применение биотестирования на гид-робионтах на стадии выбора материала, поскольку оно характеризуется высокой экономичностью и простотой выполнения, к тому же в отличие от широко применяемых в настоящее время методов биотестирования на теплокровных животных не требует дорогостоящей аппаратуры, специальных помещений и высокой квалификации персонала.
Нами рассмотрена возможность применения методов биотестирования в случае оценки качества ПВХ-пластиката медицинского назначения. ПВХ-пластикат, наиболее часто используемый в медицинской практике, является многокомпонентным материалом, включающим ПВХ-смолу, пластификатор диоктилфталат (ДОФ), стабилизаторы — стеараты кальция и цинка, антиокислитель — эпоксидированное соевое масло и другие соединения, которые при эксплуатации изделия могут мигрировать в контактные среды, приводя к токсическому эффекту.
Целью настоящей работы являлось исследование влияния чистоты стеаратов кальция и цинка на качество ПВХ-пластиката. Для испытаний были изготовлены 10 партий образцов, которые различались тем, что при их изготовлении были
использованы разные по качеству партии стеарата кальция и цинка. Полученные данные приведены в табл. 1.
Для получения вытяжек образцы пластиката помещали в дистиллированную воду при температуре 70 °С на 1 сут. Отношение площади поверхности образца пластиката к объему воды (S/v) составляло 1:1, т. е. образцы пластиката с общей поверхностью 100 см2 настаивали в 100 мл воды. По окончании настаивания экстракт сливали и исследовали описанными ниже методами.
Определение показателя бихроматной окисляемости проводили по методике, принятой в качестве единой для оценки качества медицинской продукции из полимерных материалов в странах—членах СЭВ [4].
Спектральные характеристики поглащения вытяжки в области 220—360 нм определяли на спектрофотометре «Specord UV-Vis» в ультрафиолетовом диапазоне.
Показатель pH определяли на рН-метре марки рН-262.
Гемолитическую активность водных втяжек оценивали по общепринятой методике определения гемолитического действия полимерных материалов и изделий из них in vitro. При этом в исследуемую вытяжку, содержащую хлористый натрий из расчета 9 мг/л, добавляли взвесь эритроцитов, термостатирова-ли при 37 °С, после чего сравнивали оптическую плотность исследуемого раствора с оптической плотностью контроля (10 % эритроцитарная взвесь в 0,9 % растворе NaCl) и раствора со 100% гемолизом [5].
В качестве тест-объектов использовали лабораторные культуры инфузорий-спиростом и пресноводных гидр. За критерий оценки токсичности водных вытяжек из ПВХ-пластиката приняты показатели двигательной активности (ДА) спиростом и темп регенерации гидр.
Таблица 1
Содержание основного вещества (в %) в стеаратах кальция и цинка
Кя образца Стеарат кальция Стеарат цинка •
1 73 88
2 59 88
3 83 88
4 48 88
5 55 88
6 88 86
7 88 81,5
8 88 86,7
9 88 78,8
10 88 88
83
I
Таблица 2
Результаты санитарно-химических испытаний ПВХ-пластиката
№ образца Показатель окисляемости водной вытяжки, мг/л о2 Изменение показателя рН водной вытяжки по сравнению с контролем Поглощение в УФ-области водной вытяжки
227 нм 280 нм
1 12,6 0,95 0,6 0,11
2 7,0 0,85 0,7 0,11
3 6,4 0,95 0,6 0,09
4 8,2 0,45 0,75 0,09
5 4,0 0,3 0,6 0,1
6 10,8 0,5 0,6 0,1
7 4,8 0,6 0,5 0,16
8 4,6 0,4 0,7 0,11
9 10,0 0,6 0,7 0,25
10 3,0 0,3 0,6 0,15
ф
Для оценки ДА инфузорий их по одно особи отсаживают в камеру из оргстекла диаметром 6 мм и глубиной 0,1 мм, которую помещают на предметный столик микроскопа типа МБС. Учитывают число пересечений инфузорией линии визира окуляра за 5 мин опыта. Водный раствор считается умеренно токсичным, если ДА подопытных спиростом после 1 сут пребывания в вытяжке статистически достоверно отличается от ДА контрольных особей, но это отличие не превышает 50 %. Если ДА снижается более чем на 50 %, водная вытяжка
считается токсичной. Если после 1 сут пребывания в вытяжке происходит изменение формы инфузорий или гибель подопытных особей, токсичность оценивается как летальная, так как инфузории, у которых наблюдаются морфологические нарушения, даже после помещения их в чистую среду оказываются нежизнеспособными [2].
При проведении тестирования на гидрах токсичность среды оценивают как умеренную, если темп регенерации подопытных особей уменьшается вдвое по сравнению с контролем. Если наряду с замедлением регенерации наблюдаются морфологические изменения (набухание, укорочение щупалец и тела гидр), то токсичность квалифицируют как острую. Токсичность считается летальной, если после помещения в экстракт происходят мацерация и гибель гидр [1 [.
Как видно из данных, приведенных в табл. 2, изменения показателя рН вытяжек из исследованных образцов материала находятся в допустимых пределах (рН не превышает 1,0), однако у некоторых образцов, особенно 1, 2, 3, этот показатель находится на пределе допустимого, что может привести к ухудшению свойств изделия.
Показатель окисляемости больше для образцов 1, 2, 4, 6; 9; эти партии материала изготовлены из сырья с худшими параметрами — стеараты кальция и цинка, примененные в этих партиях, содержат 50—80 % основного вещества, что приводит к ухудшению свойств материала: увеличивается миграция низкомолекулярных соединений из него в контактную среду.
Спектры поглощения в ультрафиолетовой области для исследованных образцов в большинстве случаев находятся на нормальном уровне с точки зрения санитарно-химических требований (поглощение в этой области не более 0,2 нм). Однако метод спектрометрии не отличается большой чувствительностью, является в данном случае дополнительным, проверочным для полосы поглощения пластификатора (около 227 нм) и показывает его минимальную миграцию для всех испытанных партий материала.
При санитарно-химических испытаниях наилучшие результаты были получены для образца материала 10, в состав которого входили стеараты кальция и цинка с высоким содержанием основного вещества, что, по-видимому, связано с лучшей стабилизацией пластиката и вследствие этого с большей устойчивостью под воздействием факторов переработки.
Результаты, полученные на описанном выше этапе исследования, указывают на необходимость санитарно-химического контроля качества сырья, применяемого для изделий медицинского назначения. Снижение требований к сырью отрица-
тельно сказывается на гигиенических свойствах готового ПВХ-пластиката, стабильности его показателей.
При определении гемолитической активности вытяжек из представленных образцов установлено, что ни одна из 10 исследованных вытяжек не дает гемолитического эффекта.
Испытания на гидробионтах показали, что токсичность водных вытяжек из испытанных образцов пластиката зависит от качества применяемого сырья.
По критерию ДА спиростом нетоксичными оказались водные вытяжки из образцов 2, 3, 5, 10. Вытяжки из других образцов оказали умеренно токсичное действие на подопытных инфузорий. Худшими по этому критерию были образцы 7 и 9 (р>0,999; рис. 1).
По критерию регенерации гидр не оказали токсического действия образцы 4, 5, 6, 7, 10. Образец 9 угнетал регенерацию, не вызывая морфологических изменений. Вытяжки из образцов 1, 2, 3, 8 были остро токсичны для гидр, при этом наблюдались резкое угнетение регенерации, набухание и лизис щупалец, сокращение тела подопытных особей (рис. 2).
Прежде чем приступить к обсуждению полученных результатов, необходимо остановиться на некоторых общих положениях. Хотя предлагаемые тест-объекты находятся на низших уровнях филогенетической лестницы, использование их для оценки качества полимерных материалов медицинского назначения вполне правомерно. Из-за примитивности строения у них отсутствуют дублирующие друг друга системы и механизмы, обеспечивающие гомеостаз. Вследствие этого они быстрее, чем высшие животные, реагируют на появление токсических примесей в воде. В то же время процессы, происходящие на клеточном уровне, универсальны для всех биологических объектов — от самых простых до самых сложных, что позволяет в определенных пределах экстраполировать результаты, полученные в опытах на примитивных организмах, на высших животных и человека.
Однако, используя экс пресс-методы определения токсичности, нельзя забывать о том, что токсичные вещества могут действовать не только как клеточные, но и как системные яды. В этом случае мы не будем наблюдать корреляции между результатами, полученными в опытах на одноклеточных и многоклеточных животных.
Учитывая сказанное, мы считаем необходимым использовать при биотестировании не менее двух тест-объектов, сочетая их с санитарно-химическими исследованиями. При этом получение отрицательного результата хотя бы по одному использованному методу должно свидетельствовать о неудовлетворительных санитарно-гигиенических характеристиках испытываемого материала.
Оптимальной сферой применения биотестирования с использованием гидробионтов мы считаем контроль качества исходного сырья и текущий контроль токсичности полимерных материалов и изделий из них медицинского назначения в процессе производства и разработки или модификации полимерной композиции. При создании новых полимерных изделий эти экспресс-методы можно применять на начальных и промежуточных стадиях разработки с последующей окончательной проверкой на теплокровных животных.
700
во
60 40 20
О
7 2 О 45 В 7 8 9 70
Рис. 1. Зависимость двигательной активности инфузорий спиростом от качества ПВХ-пластиката.
По оси абсцисс (здесь и на рис. 2) — номер партии ПВХ-пластиката; по оси ординат — двигательная активность инфузорий (в % от контроля).
во
60 40 20
О
1 20456789 70
Рис. 2. Зависимость темпа регенерации гидр от качества
ПВХ-пластиката.
По оси ординат — количество регенерировавших гидр (в % от контроля).
Оценивая результаты биотестирования, можно утверждать, что водные вытяжки из ПВХ-пластиката оказывают различное действие на спиростом и гидр. Так, если для инфузорий наиболее токсичными оказались образцы 7 и 9, то для гидр — образцы I, 2, 3, 8. При этом во всех случаях инфузории оказались менее чувствительными к действию водных вытяжек из ПВХ-пластиката. Ни в одном случае не наблюдалось снижение двигательной активности более чем на 35 % по сравнению с контролем, отсутствовали органические нарушения. В то же время у гидр замедление темпа регенерации после пребывания в вытяжках из образцов 1, 2, 3, 8 сопровождалось значительными морфологическими сдвигами. Этот факт подтверждает тезис о том, что при оценке токсичности методами б.иотестирования необходимо использовать не менее двух тест-объектов.
В результате проведенных исследований выявлена более высокая чувствительность гидробионтов к воздействию вытяжек из ПВХ-пластиката по сравнению с гемолитическим тестом, по результатам которого невозможно судить о качестве сырья, использованного для производства образцов, так как гемолитический эффект отсутствовал во всех случаях.
Сравнивая результаты испытаний, полученные санитарно-химическими методами и методами биотестирования, необходимо отметить высокую чувствительность гидробионтов к ухудшению санитарно-гигиенических характеристик испытываемых образцов материала.
Так, например, хотя изменения рН вытяжек из образцов 1, 2, 3 были на пределе допустимых значений (не превышали 1,0), вытяжки из тех же образцов вызывали значительные морфологические нарушения у подопытных гидр. Инфузории, по-видимому, менее чувствительны к изменению рН среды —
вытяжки из образцов 2 и 3 не вызывали изменений двигательной активности у подопытных спиростом. Но в то же время отмечено, что вытяжки из образцов, в состав которых входили стеараты кальция и цинка с низким содержанием основного вещества, приводили к статистически достоверному снижению ДА спиростом. При этом в ряде случаев (образцы 7, 8) санитарно-химические показатели оставались в пределах нормы.
Выводы. 1. На санитарно-гигиенические свойства ПВХ-пластиката большое влияние оказывает качество таких ингредиентов, как стабилизаторы — стеараты кальция и цинка.
2. Полученные в работе данные свидетельствуют о необходимости использования для контроля токсичности полимерных материалов и изделий медицинского назначения экспресс-методов биотестирования, которые в отличие от традиционных методов токсикологических испытаний сравнимы по времени с санитарно-химическими исследованиями (от 1 до 2 сут). Применение этих методов позволяет более полно оценить свойста пластиката в процессе производства (до изготовления изделий медицинского назначения) и наметить пути их улучшения.
3. Простота, экономичность и высокая чувствительность примененных методов биотестирования дает возможность их использования с целью более глубокого контроля качества полимерного сырья. Дальнейшие исследования должны быть направлены на выявление корреляции между результатами биотестирования на гидробионтах и результатами токсикологических испытаний на теплокровных животных.
Литература
1. Бресткина М. Д., Данильченко О. П., Тушмалова H.A. // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод.— Л., 1987.— Вып. 1.— С. 71—76.
2. Данильченко О. П., Тушмалова Н. А. // Теоретические вопросы биотестирования.— Волгоград, 1983.— С. 127—130.
3. Дмитриев М. Т., Ратянников Е. Г., Малышева А. Г. и др. // Гиг. и сан.— 1984.— № 4.— С. 26—29.
4. Сборник нормативно-методических документов, регламентирующих радиационную стерилизацию медицинских материалов и изделий.— М., 1980.— С. 49—68.
5. Сборник руководящих методических материалов по токсико-лого-гигиеническим исследованиям полимерных материалов и изделий на их основе медицинского назначения.— М.,
: 1987.— С. 83—85.
6. Семененко Э. И., Сойнов С. Д. // Санитарно-химические характеристики полимерных материалов медицинского назначения.— М., 1983.
Поступила 03.07.89
М. Т. ДМИТРИЕВ, Ю. Б. СУВОРОВА, 1991
УДК 616.634.95:547.561-074:543.544
М. Т. Дмитриев, Ю. Б. Суворова
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕНОЛА В МОЧЕ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Фенол является одним из основных веществ, загрязняющих окружающую среду. В атмосферный воздух он поступает в виде отходов предприятий лакокрасочной, фармацевтической, химической промышленности (производство некоторых видов пластических масс). Предприятия деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности загрязняют фенолом водоемы и водопроводную воду.
Определение фенола в моче необходимо для оценки реальной нагрузки на организм данного вещества, поступающего с атмосферным воздухом, питьевой водой, пищевыми продуктами [2]. Кроме того, по содержанию фенола в моче можно судить и о реальной нагрузке на организм ряда других токсичных веществ — бензола и других ароматических углеводо-
родов [3]. Определение фенола в моче весьма информативно и в исследованиях на экспериментальных животных.
Поскольку выделяющийся из организма фенол находится в моче в основном в виде эфиров серной и глюкуроновой кислот, необходимо предварительно проводить гидролиз этих соединений. В методе, предложенном И. Д. Гадаскиной и В. А. Фило-вым [1], гидролиз проводят кипячением образца мочи с концентрированной серной кислотой. Образовавшийся фенол извлекают из реакционной массы отгонкой с водяным паром и определяют колориметрически. Однако этот метод весьма трудоемок, к тому же возможны потери при дистилляции. Метод, предложенный Е. Ас11агс1 и соавт. [4], включает энзиматиче-ский гидролиз фенольных соединений, вследствие чего требует больших затрат времени (свыше 24 ч).
