增塑剂毒性对于医用高分子材料的风险分析

摘 要：医用高分子材料对于挽救生命，救治伤残，提高人类生活质量具有重要的意义和巨大的社会效益，它越来越广泛的应用于现代医药行业，而其增塑剂作为塑料行业的广泛添加产品，其毒性对人体的危害，越来越受到人们的关注。

关键词：增塑剂 毒性 医用高分子材料

据1996 年12 月美国健康工业制造者协会的资料表明，1995 年世界医疗器械市场已达1200 亿美元，而医疗器械市场份额的60 %以上来源于生物医学材料和医用植入体[1]。医用高分子材料是指在医学上使用的高分子材料，它对于挽救生命，救治伤残，提高人类生活质量具有重要的意义和巨大的社会效益。能被应用到医学领域的高分子材料对其性能要求十分苛刻 [2～4]。

邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）作为聚氯乙烯（PVC）等塑料制品的增塑剂，可增加塑料的弹性和韧性，被广泛应用于塑料工业。DEHP在塑料中是以游离的形式存在的，在重量上可达30%～50%，很容易进入环境。作为环境污染物，可以在地表水、地下水、饮用水、空气、土壤及动、植物体内广泛检测到。[5]随着DEHP产量的逐年增加，其在环境中的浓度也逐渐升高，对人体的毒性作用也越来越受到人们的关注。[6]目前对其健康效应方面的评价尚处于实验室动物研究阶段，本文仅就国内外DEHP的毒性研究作一综述。

一、理化特性

邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（C24H38O4）常温下为澄清的液态油性化合物，分子量为390156 ，熔点255℃，沸点在大气压为760mmHg时为387℃，在5mmHg时为230℃，200℃时的蒸汽压为1.2mmHg，密度为0.9861，难溶于水，易溶于有机溶剂。

二、代谢和分布

1.吸收

DEHP可经胃肠道、肺和皮肤吸收，通常以胃肠道为主要吸收途径。从DEHP代谢物在大鼠的排泄过程可知，经口给予的DEHP90%以上在胃肠道被吸收。DEHP进入胃肠道后，受胰腺酶和肠道内一些酶的作用，大部分迅速由双酯转化为单酯（MEHP），然后被吸收。

2.分布

经口给予DEHP经消化吸收后，DEHP及其代谢产物主要分布于血液、肝脏、肾脏、胃肠道以及脂肪组织，其中在大鼠的组织中浓度相对较高。

3.代谢

DEHP进入体内代谢的第一步就是水解成为单酯系列，经口给药后这一步主要在胃肠道进行。但在其他组织，如肝脏、肾脏、胰腺、肺脏、血液、组织中都可将其水解为单酯。DEHP进入体内后被迅速降解，24h后仅剩痕量水平。DEHP只有在肝脏内才可被完全代谢为邻苯二甲酸。DEHP具有脂溶性，能储存于脂肪组织中而长时间不被代谢掉。DEHP在肺脏的半衰期仅为1.5h，肝脏中为28.4h，在脂肪组织中为156h。MEHP在肝脏组织中的半衰期为32h，在脂肪组织中则为68h。

4.排泄

由于DEHP进入体内后迅速代谢为单酯，处理和降解单酯成为代谢的主要任务。对许多物种包括人体进行检测发现，单酯以一种葡萄糖苷酸偶联体的形式存在于尿液，粪便和胆汁中。美国环境保护署报道DEHP在人体内的半衰期平均为12h。以14C标记的DEHP经皮进入F-344大鼠体内后需7d才能从尿液和粪便清除，其中尿液为主要清除途径。

三、毒性

1.急性毒性

DEHP的急性毒性较低，Sax和Lewis等人报道经口给药后，小鼠的LD50为30g/kg，大鼠为30.6g/kg，家兔为34g/kg；小鼠、大鼠、鸽、兔、鸡静脉注射DEHP0.07～0.3g/kg可引起死亡；大鼠腹腔注射DEHP其LD50为5～30g/kg。

2.慢性毒性

2.1体重及器官重量的改变

d雌性组的子宫重量明显低于对照组。d雄性组中重量明显低于对照组。6000mg/kgd以及6000mg/kgd、1500mg/kgd雌、雄性组的肾脏重量与对照组相比明显下降。相反，在以上几组中肝脏重量却明显增加。肝细胞内滑面内质网增生，过氧化物酶体在数量和形态上均增殖。

2.2对血液系统的影响

d组血浆中尿素氮（BUN）和白蛋白的含量比对照组显著升高，而球蛋白含量降低。在104周末，丙氨酸氨基转移酶（AL T）和天门冬酸氨基移酶（AST）的活性增高，但尚无统计学意义。红细胞数、血红蛋白、红细胞压积都低于对照组。

3.生殖毒性

该领域研究的报道相对较多。主要表现为胎儿死亡率升高，胎儿畸形，体重偏低，肝脏、肾脏的相对/绝对质量升高等。研究发现，DEHP可刺激下丘脑产生并释放促性腺激素释放激素，使垂体释放卵泡刺激素和黄体生成素失调。DEHP及其代谢产物进入后，支持细胞和间质细胞作为它们的靶点首先受到攻击，线粒体和内质网为主要受损细胞器，使得体积减小，这样就阻碍了的正常发生，但引起这一反应所需的浓度较高，足以引起肝肾的绝对和相对重量改变及引起胰腺和肝脏的组织学变化。

4.致癌性

Rao和Reddy发现DEHP及其代谢产物可以引起过氧化物酶的增值，而过氧化物酶增高可导致某些原致癌物的致癌性增加。

5.安全性

近年来，人们非常关注PVC制品中所含的二恶英和环境激素等问题，各种议论给PVC市场带来了不利影响。日本增塑剂工业协会对在邻苯二甲酸酯类增塑剂中使用量最多的DOP的安全性能进行了多方位和细致的研究，结果获得了世界公认。下面以DEHP（邻苯二甲酸双（2-乙基乙基）脂）为例，详细的分析这类增塑剂的安全性。

在许多场所能检测出DEHP，使人们对该物质产生了担忧，但近年来人们对DEHP安全性的认识已经有了较大的提高。实际上，DEHP的蒸气压和在水中溶解度极小，仅能用特殊仪器从空气中和水中检测出很低的含量。虽然食品被检测出有PPM级含量的DEHP，但对人类和啮齿类动物的影响很小。2000年2月，国际癌症研究机构（iarc）否定了该物质对人体的致癌性，2003年1月通过对灵长类动物的实验，证实没有影响。2003年6月日本环境省发表了包括DEHP在内的几种邻苯二甲酸酯不会产生环境激素的研究报告。

日本和海外各种机构对DEHP进行了损害评估，大部分作出DEHP对人体健康没有影响的结论。2005年2月，日本产业技术综合研究所发表了“邻苯二甲酸酯——DEHP”报告，对该物质进行了详细的损害评定。结论如下：（1）除特殊医疗和工作领域外，不必担心DEHP会对人体造成任何伤害；（2）对生态的影响与人体影响评估一样，也不会造成任何损害。日本增塑剂工业协会经过长期反复调查研究，认为“DEHP对于人类和环境不会带来不利影响，可以放心使用”。

四、结语

PVC在各种各样的医疗产品中有着悠久的使用历史。PVC在医疗产品中的应用包括输液袋和导尿管等等。这些医疗设备经过了世界范围内包括FDA在内的无数政府机构和独立健康机构的严格的监管审查。在过去40多年的使用过程中，这些材料的安全性已经经过了50亿到70亿急性接触住院以及10亿到20亿慢性接触住院天数的证明，并没有发现PVC类材料具有任何反作用。可替代材料能够有效取代DEHP（或含DEHP的PVC）的程度还需要在当今使用的广泛范围内进行测试。这些可替代材料还必须进行毒物学和具体特定的使用领域可接受的安全标准的评估，并且要具有与原来使用材料相当的安全程度。病人的安全性、功能的有效性、成本的经济性以及规章的遵从性将会对未来医疗设备材料的选择及其优先性产生指导性作用。[7]

参考文献

[1] 何天白、胡汉杰. 功能高分子材料与新技术[M] . 北京：化学工业出版社，2000. 952105.

[2] 贡长生、张克立. 新型功能材料[M] . 北京：化学工业出版社，2001. 5832599.

[3] 赵文远、王亦军. 功能高分子材料化学[M] . 北京：化学工业出版社，1996. 2802282.

[4] 马建标. 功能高分子材料[M] . 北京： 化学工业出版社，2000. 3202352.

[5] 张承焱，等.推进医用高分子材料产业化[J ] .化工新型材料，2002 ，30（11） ：829.

[6] 王福坤. 医用弹性体[J ] . 世界橡胶工业，1999 ，46 （5） ： 40245.

[7] 温变英. 生物医用高分子材料及其应用[J ] . 化工新型材料，2001 ，29（9） ：41.