引用本文： 任英, 張德蒙. 海藻酸鹽醫療器械相關標準及質量控制要點. 中國修復重建外科雜志, 2019, 33(8): 1041-1044. doi: 10.7507/1002-1892.201812002 復制
海藻酸鹽是一種富含羧基（COOH-）的聚陰離子天然多糖高分子，一般提取自海藻類海洋生物。海藻酸鹽不僅可以用作增稠劑、助懸劑和崩解劑等藥用輔料，以其為原料制成的多種醫療器械產品也已經在國內外批準上市，如齒科印模材料、栓塞劑、醫用傷口敷料等。近年來，隨著再生醫學和臨床新技術的不斷發展，越來越多海藻酸基生物醫用產品被開發，在組織修復再生、細胞培養、心衰治療等領域取得良好效果[1]。由于海藻酸鹽存在分子結構多樣、構效關系復雜、原料雜質控制困難等問題，如何對以海藻酸鹽為原料制造的醫療器械產品質量進行控制成為重點關注內容。現對海藻酸鹽相關原料標準和產品標準進行總結歸納，并在此基礎上提出需要重點關注的內容，以期為海藻酸鹽產品的開發和應用提供參考。
1 海藻酸鹽簡介及產品開發現狀
海藻酸鹽是 β-D-甘露糖醛酸（M）和 α-L-古羅糖醛酸（G）結構單元通過 1，4-糖苷鍵聚合而成的高分子材料。不同地域來源的海藻酸鹽具有不同 G/M 值，其均相嵌段（如 MM、GG）和非均相嵌段（如 MG）在分子鏈上隨機分布[2-3]。海藻酸鹽分子富含大量可反應基團，帶負電的羧基不僅容易與帶有正電荷的陽離子聚合物（如殼聚糖、聚賴氨酸等）發生靜電相互作用，羥基、醛基和羧基等還能通過化學交聯方式接枝其他活性基團，賦予海藻酸鹽新的結構和功能。最新研究表明，海藻酸鹽、鈣離子和聚丙烯酰胺體系能夠形成高拉伸強度和高韌性水凝膠材料，該凝膠的斷裂能高達 9 000 J/m2，克服了海藻酸鹽與二價鹽離子形成的凝膠強度差、容易破碎等問題[4]。目前，將海藻酸鹽用于三維水凝膠的構建引起了越來越多學者們的關注，形成的凝膠還具有自愈合性質、促進細胞增殖等功能[5-6]。
發達國家對海藻酸鹽醫療器械產品開發較早，已有大批傷口敷料、組織修復及細胞移植等產品上市或正處于臨床試驗階段，跟腱修補材料、心臟補片等外科及創傷修復材料，皮膚、骨組織、角膜組織、神經組織、血管等多種組織工程材料，藥物運載緩釋材料和細胞固定化材料及其他自組裝藥物緩釋材料、凝膠緩釋載體等都在研發中[3, 7]。我國海藻酸鹽醫療器械開發主要集中于齒科印膜和創面敷料，已上市的產品多為低水平重復，存在高端醫療器械產品研發滯后的問題。
2 海藻酸鹽相關標準
隨著海藻酸鹽醫用產品的開發、轉化和應用，國內外相繼提出了海藻酸鹽技術控制指標。本文主要針對海藻酸鹽相關標準及其在醫療器械產品中的使用情況進行總結分析，涉及的醫療器械指明確界定為醫療器械的產品或組合產品的醫療器械部分。海藻酸鹽相關標準可分為原料標準和產品標準兩大類。多數國家在藥典中對海藻酸鹽原料的基本技術指標進行說明，而我國特別制定了針對海藻酸鹽應用于組織工程領域的原料標準和針對具體醫療器械的產品標準，為產品開發和上市時制定技術指標提供依據。
2.1 海藻酸鹽的原料標準
美國 USP39-NF34 版藥典針對海藻酸鈉規定了鑒別、產品純度、干燥失重、灰分和微生物限度指標，該標準由美國食品藥品管理局（FDA）在美國范圍內強制實施[8]。與之前的版本相比，USP39-NF34 版刪除了重金屬含量指標。《歐洲藥典》（EP8.0）強調了海藻酸鈉的性狀和表觀黏度，對海藻酸鈉的鑒別方法也更加具體[9]。同時對其所含的雜質限量做出更加細致的規定，包括鈣含量、重金屬含量、氯化物項目。
《中華人民共和國藥典》（2015 年版）在藥用輔料部分對海藻酸鈉[9005-38-3]的檢測方法和質量控制指標進行了規定，包括性狀、鑒別、檢查、氯化物、干燥失重、熾灼殘渣、鈣鹽、鉛、重金屬、砷鹽和微生物限度[10]。與 2010 年版相比，重金屬和砷鹽的限量要求均有所提高。國內外不同藥典中對具體檢測方法和指標的要求不完全相同，在對比不同指標差異時也應考慮檢測方法的差異[11]。
美國材料與試驗協會頒布的 ASTM F2064-17 標準適用于生物醫學和組織工程海藻酸鹽原料，對海藻酸鹽的理化性質表征方法、產品開發中應考慮的問題、海藻酸鹽的安全性和毒性等問題進行了闡述[12]。需要說明的是，ASTM F2064-17 是一個實驗指南標準，該標準中詳細描述了海藻酸鹽理化性質的檢測方法，包括鑒別、組成鑒別、平均分子量及其分布、黏度、干燥失重、灰分、重金屬含量、蛋白質含量、細菌內毒素和微生物限度，但是未針對具體項目提出控制限量要求。我國行業標準 YY/T 0606.8-2008《組織工程醫療產品第 8 部分：海藻酸鈉》[13]在 ASTM 標準基礎上明確了具體項目的質控要求，同時增加了相應生物學性能項目及要求。
2.2 海藻酸鹽相關醫療器械產品標準
海藻酸鹽相關醫療器械產品標準主要包括產品物理、化學性能和生物相容性，綜合考慮了產品的結構組成、適用范圍、產品風險等項目，比原料標準更具針對性。為了更好的控制產品質量，保證批次穩定性，建議科研機構和企業參考原料標準并結合實際需要選擇海藻酸鹽進行加工。
藻酸鹽齒科印模材料早在 20 世紀中期就已應用于臨床口腔修復，我國最早發布的藻酸鹽齒科印模材料標準是參考 ISO 1563∶1978 《齒科藻酸鹽印模材料》制定，之后經多次修訂為 YY 1027-2001《齒科藻酸鹽印膜材料》，并沿用至今[14]。YY 1027-2001 規定了以藻酸鹽為凝膠的齒科印模材料性能及其實驗方法，適用于制取牙齒和口腔組織印模的粉狀齒科藻酸鹽印模材料。
中國市場的藻酸鹽敷料最早是德國保赫曼股份公司等歐美公司的產品，隨著我國藻酸鹽敷料產業的不斷發展和壯大，產品標準的建立與規范越來越緊迫。我國于 2017 年 4 月發布了 YY/T 1293.5-2017《接觸性創面敷料第 5 部分：藻酸鹽敷料》，規定了藻酸鹽敷料產品的性能要求和實驗方法，適用于無菌供應的僅由藻酸鹽纖維構成的藻酸鹽敷料，不包括含銀等抑菌劑的藻酸鹽敷料要求[15-16]。
近期發布的 YY/T 1574-2017《組織工程醫療器械產品海藻酸鹽凝膠固定或微囊化指南》適用于海藻酸鹽凝膠固定或微囊化產品的評價，詳細闡述了海藻酸鹽理化性質、凝膠化工藝、膠珠或微囊理化性能等內容[17]。與該標準相關的已上市產品為北京圣醫耀科技有限公司開發的海藻酸鈉微球血管栓塞劑。此類產品在國際上的關注度越來越高，目前已經開發了用于細胞移植的微囊產品并處于臨床試驗階段，有望用于治療帕金森病和糖尿病，YY/T 1574-2017 為此類產品的研發和上市提供參考。
3 海藻酸鹽醫療器械質量控制重點
國內外海藻酸鹽相關醫療器械產品標準針對基本技術指標和檢測方法已進行了較詳盡闡述，然而近年來海藻酸鹽醫用材料和醫療器械產品飛速發展，具有新功能的產品越來越多，考慮到海藻酸鹽本身的特殊理化性質，還需要對以下項目進行重點關注。
3.1 滅菌方式
滅菌過程是無菌醫療器械生產的關鍵環節，在生產過程中需要定期驗證和重點控制。常見的終端醫療器械滅菌方法為環氧乙烷滅菌和電離輻照滅菌，這兩種方法也在海藻酸鹽醫療器械產品中應用最廣泛，但是二者均有可能降低海藻酸鹽分子量，從而影響溶液黏度、纖維拉伸強度等性能。為了減少滅菌過程對產品造成的不利影響，可以適當調節產品滅菌工藝，如環氧乙烷滅菌溫度、濕度、持續時間以及放射源種類、輻照時間和劑量等。環氧乙烷滅菌時還應考慮環氧乙烷及相關副產物的殘留，特別是當反應體系存在氯元素時，應對 2-氯乙醇殘留進行限量[18]。此外，濕熱滅菌法或過濾滅菌法也可以用于海藻酸鹽溶液的無菌處理。但是濕熱滅菌方法（高壓蒸汽滅菌）也會導致海藻酸鹽分子量降低，如果溶液中含有不耐高溫的活性物質時，不適用此方法。使用過濾滅菌法時還應關注溶液黏度與過濾膜孔徑的適應性，其中溶液黏度與海藻酸鹽的濃度、溶劑種類、離子強度、溫度等密切相關，可參考國家藥品監督管理局 2018 年頒布的《除菌過濾技術及應用指南》進行必要的工藝驗證[19]。
3.2 產品有效期
在制定產品貨架有效期時，應綜合考慮外部因素和內部因素在海藻酸鹽相關醫療器械整個生命周期中的影響。其中，外部因素包括儲存條件（如溫度、濕度、光照等）、運輸條件、生產方式及環境、包裝、原輔料來源等；內部因素包括原料的退化、原料和包裝的相容性、生產加工引入的副產物等[20]。例如，銀離子藻酸鹽敷料一般需要低溫避光保存；包埋活細胞或其他生物活性成分的海藻酸鈣微球需要在 0～4℃ 條件下保存。因為海藻酸鹽在加工、滅菌等過程中容易發生分子鏈斷裂、降解、黏度下降等問題，所以應重點關注這些現象對產品最終安全有效性的影響。特別是當終產品有效期長于海藻酸鹽原料有效期時，應具有合理的科學依據。有報道稱，溶液狀態海藻酸鹽比粉末狀海藻酸鹽更容易發生降解，因此應關注溶液狀態海藻酸鹽的有效期驗證，綜合分析老化前后技術指標制定的科學性和合理性[20]。
醫療器械貨架有效期的驗證通常分為實時穩定性實驗和加速穩定性實驗。實時穩定性實驗是產品有效期的直接證據，不僅需要關注終產品的物理化學和生物學性質，還應考慮產品包裝材質和滅菌方法的適應性。加速穩定性實驗的理論基礎是與溫度和時間相關的阿倫尼烏斯反應速率方程，不一定適用于需要在特殊溫度條件保存的產品。適用于加速穩定性實驗的產品應合理設定加速老化條件，充分考慮溫度、濕度對海藻酸鹽產品的影響。當加速穩定性實驗結果與實時穩定性實驗結果不一致時，應以實時穩定性實驗結果為準[21]。
3.3 海藻酸鹽的分子量及 G/M
海藻酸鹽 G/M、貫序及分子量分布決定著材料凝膠強度、結構性能及穩定性、通透性等重要性能，直接關系到醫療器械產品的功能特性。研究表明，G/M 高的海藻酸鈉制備的微膠囊機械強度高，但是 G/M 高會導致炎性細胞在微囊表面富集，從而降低微膠囊的生物相容性；海藻酸鈣纖維與傷口滲出液接觸后，鈣離子同血液中的鈉離子發生離子交換反應，G/M 低的藻酸纖維具有快速吸液膨脹的特性，但是敷料容易斷裂破碎，G/M 低的藻酸纖維吸濕性較小，但敷料的完整性高，易于整片揭除[20]。因此，海藻酸鹽 G/M 及分子量分級精制是海藻酸鹽制備技術的重要發展方向。海藻酸鹽為提取自褐藻的天然產物，G/M、分子量隨海藻種類、藻體部位、生長海域及采收季節變化而不同，并且 G/M 天然生成后不可人工改變。海藻酸鈉提取過程主要包括消化、沖稀、鈣化、酸化、脫水、中和、干燥等工序，藻體中海藻酸鈉分子量在生產過程中不可逆地逐步降低。一方面，通過篩選藻種，控制海藻采收海域、季節以及對藻體葉、莖分離等手段，可實現海藻酸鹽 G/M 最大程度的可控調節；另一方面，通過改進海藻酸鈉生產過程中的消化、干燥等主要導致黏度損失工序，提高產品初始分子量，再結合輻射、酸堿處理、酶制劑等方法，實現海藻酸鈉分子量定向調控。
烏氏黏度計法和凝膠滲透色譜法是測定海藻酸鹽的相對分子質量的兩種常用方法，但測定結果與實驗環境、參比物、檢測方法有關，建議參照國家標準執行，以提高產品質量，減少批次間差異，同時也有助于科研機構和企業間產品的對比研究。
3.4 雜質限量
雜質含量與產品質量密切相關，由于海藻酸鹽原料來源的特殊性，雜質種類多樣，控制困難。提取過程中殘留的或由外界帶入的雜蛋白、多酚及內毒素等雜質是影響材料生物相容性、制約臨床應用的主要因素。例如，雜蛋白可引發海洋多糖生物醫用產品移植后的炎性反應及纖維化反應，多酚可對宿主的肝、腎、黏膜組織、神經系統等造成嚴重損傷，內毒素可使機體發熱、組織缺氧甚至休克、使肝腎損傷等。一般來說，海藻酸鹽類產品需控制重金屬和雜蛋白含量，對于用于組織工程或植入人體的產品還應控制內毒素、雜多酚限量，具體限量要求還應結合產品適用范圍和使用風險綜合評估。按照 YY/T 0606.8-2008 要求[13]，重金屬要求為以鉛計重金屬總量不超過 0.004%，其中砷含量不超過 0.000 15%，鉛含量不超過 0.001%，雜蛋白含量應控制在 0.03% 以下。目前，我國在 YY/T 0606.8-2008 中對海藻酸鹽內毒素的限量進行規范，要求內毒素含量≤0.5 EU/mL。國際上挪威 Novamatrix 公司提出了“超純”海藻酸鈉的概念，超純定義為每克海藻酸鈉中內毒素含量<100 EU。由于我國標準中定義的內毒素限量與藻酸鹽溶液的濃度相關，不能直接比較國內外對內毒性限量要求的高低，經換算當海藻酸鹽濃度低于 5 mg/mL 時，YY/T 0606.8-2008 中的要求較高。另外，海藻酸鹽醫療器械應用形式不同對材料純度要求也不同。例如，溶液狀態海藻酸鹽注射品其原料所含雜質即為產品雜質，而創面敷料產品則更多關注于浸提液中雜質含量。
4 結論
海藻酸鹽在醫療器械領域已有長時間的應用，但主要產品為齒科印膜和傷口敷料。隨著科學技術的發展，海藻酸鹽生物醫用材料在細胞培養和移植系統、心衰治療、栓塞術和組織再生修復等領域也具有良好的產業化前景。在產品開發和使用中還應結合海藻酸鹽的特性，關注海藻酸鹽醫療器械的構效關系、雜質含量、滅菌方式等問題，開展相關基礎研究和應用研究工作，以保證產品的安全性和有效性。
作者貢獻：任英負責收集整理材料、歸納總結和文章撰寫，張德蒙負責科研設計和文章修改。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突，經費支持沒有影響文章觀點。
海藻酸鹽是一種富含羧基（COOH-）的聚陰離子天然多糖高分子，一般提取自海藻類海洋生物。海藻酸鹽不僅可以用作增稠劑、助懸劑和崩解劑等藥用輔料，以其為原料制成的多種醫療器械產品也已經在國內外批準上市，如齒科印模材料、栓塞劑、醫用傷口敷料等。近年來，隨著再生醫學和臨床新技術的不斷發展，越來越多海藻酸基生物醫用產品被開發，在組織修復再生、細胞培養、心衰治療等領域取得良好效果[1]。由于海藻酸鹽存在分子結構多樣、構效關系復雜、原料雜質控制困難等問題，如何對以海藻酸鹽為原料制造的醫療器械產品質量進行控制成為重點關注內容。現對海藻酸鹽相關原料標準和產品標準進行總結歸納，并在此基礎上提出需要重點關注的內容，以期為海藻酸鹽產品的開發和應用提供參考。
1 海藻酸鹽簡介及產品開發現狀
海藻酸鹽是 β-D-甘露糖醛酸（M）和 α-L-古羅糖醛酸（G）結構單元通過 1，4-糖苷鍵聚合而成的高分子材料。不同地域來源的海藻酸鹽具有不同 G/M 值，其均相嵌段（如 MM、GG）和非均相嵌段（如 MG）在分子鏈上隨機分布[2-3]。海藻酸鹽分子富含大量可反應基團，帶負電的羧基不僅容易與帶有正電荷的陽離子聚合物（如殼聚糖、聚賴氨酸等）發生靜電相互作用，羥基、醛基和羧基等還能通過化學交聯方式接枝其他活性基團，賦予海藻酸鹽新的結構和功能。最新研究表明，海藻酸鹽、鈣離子和聚丙烯酰胺體系能夠形成高拉伸強度和高韌性水凝膠材料，該凝膠的斷裂能高達 9 000 J/m2，克服了海藻酸鹽與二價鹽離子形成的凝膠強度差、容易破碎等問題[4]。目前，將海藻酸鹽用于三維水凝膠的構建引起了越來越多學者們的關注，形成的凝膠還具有自愈合性質、促進細胞增殖等功能[5-6]。
發達國家對海藻酸鹽醫療器械產品開發較早，已有大批傷口敷料、組織修復及細胞移植等產品上市或正處于臨床試驗階段，跟腱修補材料、心臟補片等外科及創傷修復材料，皮膚、骨組織、角膜組織、神經組織、血管等多種組織工程材料，藥物運載緩釋材料和細胞固定化材料及其他自組裝藥物緩釋材料、凝膠緩釋載體等都在研發中[3, 7]。我國海藻酸鹽醫療器械開發主要集中于齒科印膜和創面敷料，已上市的產品多為低水平重復，存在高端醫療器械產品研發滯后的問題。
2 海藻酸鹽相關標準
隨著海藻酸鹽醫用產品的開發、轉化和應用，國內外相繼提出了海藻酸鹽技術控制指標。本文主要針對海藻酸鹽相關標準及其在醫療器械產品中的使用情況進行總結分析，涉及的醫療器械指明確界定為醫療器械的產品或組合產品的醫療器械部分。海藻酸鹽相關標準可分為原料標準和產品標準兩大類。多數國家在藥典中對海藻酸鹽原料的基本技術指標進行說明，而我國特別制定了針對海藻酸鹽應用于組織工程領域的原料標準和針對具體醫療器械的產品標準，為產品開發和上市時制定技術指標提供依據。
2.1 海藻酸鹽的原料標準
美國 USP39-NF34 版藥典針對海藻酸鈉規定了鑒別、產品純度、干燥失重、灰分和微生物限度指標，該標準由美國食品藥品管理局（FDA）在美國范圍內強制實施[8]。與之前的版本相比，USP39-NF34 版刪除了重金屬含量指標。《歐洲藥典》（EP8.0）強調了海藻酸鈉的性狀和表觀黏度，對海藻酸鈉的鑒別方法也更加具體[9]。同時對其所含的雜質限量做出更加細致的規定，包括鈣含量、重金屬含量、氯化物項目。
《中華人民共和國藥典》（2015 年版）在藥用輔料部分對海藻酸鈉[9005-38-3]的檢測方法和質量控制指標進行了規定，包括性狀、鑒別、檢查、氯化物、干燥失重、熾灼殘渣、鈣鹽、鉛、重金屬、砷鹽和微生物限度[10]。與 2010 年版相比，重金屬和砷鹽的限量要求均有所提高。國內外不同藥典中對具體檢測方法和指標的要求不完全相同，在對比不同指標差異時也應考慮檢測方法的差異[11]。
美國材料與試驗協會頒布的 ASTM F2064-17 標準適用于生物醫學和組織工程海藻酸鹽原料，對海藻酸鹽的理化性質表征方法、產品開發中應考慮的問題、海藻酸鹽的安全性和毒性等問題進行了闡述[12]。需要說明的是，ASTM F2064-17 是一個實驗指南標準，該標準中詳細描述了海藻酸鹽理化性質的檢測方法，包括鑒別、組成鑒別、平均分子量及其分布、黏度、干燥失重、灰分、重金屬含量、蛋白質含量、細菌內毒素和微生物限度，但是未針對具體項目提出控制限量要求。我國行業標準 YY/T 0606.8-2008《組織工程醫療產品第 8 部分：海藻酸鈉》[13]在 ASTM 標準基礎上明確了具體項目的質控要求，同時增加了相應生物學性能項目及要求。
2.2 海藻酸鹽相關醫療器械產品標準
海藻酸鹽相關醫療器械產品標準主要包括產品物理、化學性能和生物相容性，綜合考慮了產品的結構組成、適用范圍、產品風險等項目，比原料標準更具針對性。為了更好的控制產品質量，保證批次穩定性，建議科研機構和企業參考原料標準并結合實際需要選擇海藻酸鹽進行加工。
藻酸鹽齒科印模材料早在 20 世紀中期就已應用于臨床口腔修復，我國最早發布的藻酸鹽齒科印模材料標準是參考 ISO 1563∶1978 《齒科藻酸鹽印模材料》制定，之后經多次修訂為 YY 1027-2001《齒科藻酸鹽印膜材料》，并沿用至今[14]。YY 1027-2001 規定了以藻酸鹽為凝膠的齒科印模材料性能及其實驗方法，適用于制取牙齒和口腔組織印模的粉狀齒科藻酸鹽印模材料。
中國市場的藻酸鹽敷料最早是德國保赫曼股份公司等歐美公司的產品，隨著我國藻酸鹽敷料產業的不斷發展和壯大，產品標準的建立與規范越來越緊迫。我國于 2017 年 4 月發布了 YY/T 1293.5-2017《接觸性創面敷料第 5 部分：藻酸鹽敷料》，規定了藻酸鹽敷料產品的性能要求和實驗方法，適用于無菌供應的僅由藻酸鹽纖維構成的藻酸鹽敷料，不包括含銀等抑菌劑的藻酸鹽敷料要求[15-16]。
近期發布的 YY/T 1574-2017《組織工程醫療器械產品海藻酸鹽凝膠固定或微囊化指南》適用于海藻酸鹽凝膠固定或微囊化產品的評價，詳細闡述了海藻酸鹽理化性質、凝膠化工藝、膠珠或微囊理化性能等內容[17]。與該標準相關的已上市產品為北京圣醫耀科技有限公司開發的海藻酸鈉微球血管栓塞劑。此類產品在國際上的關注度越來越高，目前已經開發了用于細胞移植的微囊產品并處于臨床試驗階段，有望用于治療帕金森病和糖尿病，YY/T 1574-2017 為此類產品的研發和上市提供參考。
3 海藻酸鹽醫療器械質量控制重點
國內外海藻酸鹽相關醫療器械產品標準針對基本技術指標和檢測方法已進行了較詳盡闡述，然而近年來海藻酸鹽醫用材料和醫療器械產品飛速發展，具有新功能的產品越來越多，考慮到海藻酸鹽本身的特殊理化性質，還需要對以下項目進行重點關注。
3.1 滅菌方式
滅菌過程是無菌醫療器械生產的關鍵環節，在生產過程中需要定期驗證和重點控制。常見的終端醫療器械滅菌方法為環氧乙烷滅菌和電離輻照滅菌，這兩種方法也在海藻酸鹽醫療器械產品中應用最廣泛，但是二者均有可能降低海藻酸鹽分子量，從而影響溶液黏度、纖維拉伸強度等性能。為了減少滅菌過程對產品造成的不利影響，可以適當調節產品滅菌工藝，如環氧乙烷滅菌溫度、濕度、持續時間以及放射源種類、輻照時間和劑量等。環氧乙烷滅菌時還應考慮環氧乙烷及相關副產物的殘留，特別是當反應體系存在氯元素時，應對 2-氯乙醇殘留進行限量[18]。此外，濕熱滅菌法或過濾滅菌法也可以用于海藻酸鹽溶液的無菌處理。但是濕熱滅菌方法（高壓蒸汽滅菌）也會導致海藻酸鹽分子量降低，如果溶液中含有不耐高溫的活性物質時，不適用此方法。使用過濾滅菌法時還應關注溶液黏度與過濾膜孔徑的適應性，其中溶液黏度與海藻酸鹽的濃度、溶劑種類、離子強度、溫度等密切相關，可參考國家藥品監督管理局 2018 年頒布的《除菌過濾技術及應用指南》進行必要的工藝驗證[19]。
3.2 產品有效期
在制定產品貨架有效期時，應綜合考慮外部因素和內部因素在海藻酸鹽相關醫療器械整個生命周期中的影響。其中，外部因素包括儲存條件（如溫度、濕度、光照等）、運輸條件、生產方式及環境、包裝、原輔料來源等；內部因素包括原料的退化、原料和包裝的相容性、生產加工引入的副產物等[20]。例如，銀離子藻酸鹽敷料一般需要低溫避光保存；包埋活細胞或其他生物活性成分的海藻酸鈣微球需要在 0～4℃ 條件下保存。因為海藻酸鹽在加工、滅菌等過程中容易發生分子鏈斷裂、降解、黏度下降等問題，所以應重點關注這些現象對產品最終安全有效性的影響。特別是當終產品有效期長于海藻酸鹽原料有效期時，應具有合理的科學依據。有報道稱，溶液狀態海藻酸鹽比粉末狀海藻酸鹽更容易發生降解，因此應關注溶液狀態海藻酸鹽的有效期驗證，綜合分析老化前后技術指標制定的科學性和合理性[20]。
醫療器械貨架有效期的驗證通常分為實時穩定性實驗和加速穩定性實驗。實時穩定性實驗是產品有效期的直接證據，不僅需要關注終產品的物理化學和生物學性質，還應考慮產品包裝材質和滅菌方法的適應性。加速穩定性實驗的理論基礎是與溫度和時間相關的阿倫尼烏斯反應速率方程，不一定適用于需要在特殊溫度條件保存的產品。適用于加速穩定性實驗的產品應合理設定加速老化條件，充分考慮溫度、濕度對海藻酸鹽產品的影響。當加速穩定性實驗結果與實時穩定性實驗結果不一致時，應以實時穩定性實驗結果為準[21]。
3.3 海藻酸鹽的分子量及 G/M
海藻酸鹽 G/M、貫序及分子量分布決定著材料凝膠強度、結構性能及穩定性、通透性等重要性能，直接關系到醫療器械產品的功能特性。研究表明，G/M 高的海藻酸鈉制備的微膠囊機械強度高，但是 G/M 高會導致炎性細胞在微囊表面富集，從而降低微膠囊的生物相容性；海藻酸鈣纖維與傷口滲出液接觸后，鈣離子同血液中的鈉離子發生離子交換反應，G/M 低的藻酸纖維具有快速吸液膨脹的特性，但是敷料容易斷裂破碎，G/M 低的藻酸纖維吸濕性較小，但敷料的完整性高，易于整片揭除[20]。因此，海藻酸鹽 G/M 及分子量分級精制是海藻酸鹽制備技術的重要發展方向。海藻酸鹽為提取自褐藻的天然產物，G/M、分子量隨海藻種類、藻體部位、生長海域及采收季節變化而不同，并且 G/M 天然生成后不可人工改變。海藻酸鈉提取過程主要包括消化、沖稀、鈣化、酸化、脫水、中和、干燥等工序，藻體中海藻酸鈉分子量在生產過程中不可逆地逐步降低。一方面，通過篩選藻種，控制海藻采收海域、季節以及對藻體葉、莖分離等手段，可實現海藻酸鹽 G/M 最大程度的可控調節；另一方面，通過改進海藻酸鈉生產過程中的消化、干燥等主要導致黏度損失工序，提高產品初始分子量，再結合輻射、酸堿處理、酶制劑等方法，實現海藻酸鈉分子量定向調控。
烏氏黏度計法和凝膠滲透色譜法是測定海藻酸鹽的相對分子質量的兩種常用方法，但測定結果與實驗環境、參比物、檢測方法有關，建議參照國家標準執行，以提高產品質量，減少批次間差異，同時也有助于科研機構和企業間產品的對比研究。
3.4 雜質限量
雜質含量與產品質量密切相關，由于海藻酸鹽原料來源的特殊性，雜質種類多樣，控制困難。提取過程中殘留的或由外界帶入的雜蛋白、多酚及內毒素等雜質是影響材料生物相容性、制約臨床應用的主要因素。例如，雜蛋白可引發海洋多糖生物醫用產品移植后的炎性反應及纖維化反應，多酚可對宿主的肝、腎、黏膜組織、神經系統等造成嚴重損傷，內毒素可使機體發熱、組織缺氧甚至休克、使肝腎損傷等。一般來說，海藻酸鹽類產品需控制重金屬和雜蛋白含量，對于用于組織工程或植入人體的產品還應控制內毒素、雜多酚限量，具體限量要求還應結合產品適用范圍和使用風險綜合評估。按照 YY/T 0606.8-2008 要求[13]，重金屬要求為以鉛計重金屬總量不超過 0.004%，其中砷含量不超過 0.000 15%，鉛含量不超過 0.001%，雜蛋白含量應控制在 0.03% 以下。目前，我國在 YY/T 0606.8-2008 中對海藻酸鹽內毒素的限量進行規范，要求內毒素含量≤0.5 EU/mL。國際上挪威 Novamatrix 公司提出了“超純”海藻酸鈉的概念，超純定義為每克海藻酸鈉中內毒素含量<100 EU。由于我國標準中定義的內毒素限量與藻酸鹽溶液的濃度相關，不能直接比較國內外對內毒性限量要求的高低，經換算當海藻酸鹽濃度低于 5 mg/mL 時，YY/T 0606.8-2008 中的要求較高。另外，海藻酸鹽醫療器械應用形式不同對材料純度要求也不同。例如，溶液狀態海藻酸鹽注射品其原料所含雜質即為產品雜質，而創面敷料產品則更多關注于浸提液中雜質含量。
4 結論
海藻酸鹽在醫療器械領域已有長時間的應用，但主要產品為齒科印膜和傷口敷料。隨著科學技術的發展，海藻酸鹽生物醫用材料在細胞培養和移植系統、心衰治療、栓塞術和組織再生修復等領域也具有良好的產業化前景。在產品開發和使用中還應結合海藻酸鹽的特性，關注海藻酸鹽醫療器械的構效關系、雜質含量、滅菌方式等問題，開展相關基礎研究和應用研究工作，以保證產品的安全性和有效性。
作者貢獻：任英負責收集整理材料、歸納總結和文章撰寫，張德蒙負責科研設計和文章修改。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突，經費支持沒有影響文章觀點。