Приложение D (справочное). Исчерпывающая экстракция полимерных материалов для биологической оценки

Приложение D
(справочное)

Исчерпывающая экстракция полимерных материалов для биологической оценки

D.1 Общая часть

Полимерные материалы часто содержат небольшое количество химических веществ низкой молекулярной массы (LMWC), таких как катализаторы, ускорители процесса или другие добавки [19], остаточные мономеры, олигомеры и т.д. Значительной токсикологической проблемой при биологической оценке полимерных материалов является токсичность любых выщелачиваемых веществ, которые могут мигрировать из полимера в человеческий организм во время использования изделия. Эта концепция выведена из соглашения полимерной группы OECD по вопросам угрозы здоровью и исключения полимеров из испытаний (см. [17]).

Отчет выделил следующие четыре параметра, которые важны для оценки угрозы здоровью, вызванной применением полимеров:

a) среднечисловой молекулярный вес полимера:

b) содержание химических составляющих с низким молекулярным весом;

c) наличие реакционных функциональных групп (см. [18]);

d) наличие биодоступных металлов.

Примечание - LMWC определяют как химические вещества низкого молекулярного веса с молекулярным весом, не превышающим 1000 Da.

При биологической оценке полимерных изделий для приготовления исследуемых образцов необходимы определенные методы экстракции (кроме исследований по имплантации, гемосовместимости прямого контакта и цитотоксичности прямого контакта). Приложение С указывает на то, что преувеличенная экстракция применима при определении риска. Исчерпывающая экстракция с применением органических растворителей является другим методом, который может быть полезным при определении риска полимерных изделий, особенно предназначенных для долгосрочного использования.

Данный метод обоснован следующими факторами.

- для определения риска рекомендуется, чтобы при наибольшей возможности общее количество экстрагируемого вещества было получено из полимерного изделия и применено соответственно к каждой тест-системе;

- несколько научных работ показали, что биологические жидкости, такие как сыворотка, имеют активность, сравнимую с органическими растворителями, например этанол и метанол при экстракции химических веществ (фталат, 4,4'-метилендианилин, бисфенол-А) из полимерных материалов [20], [23], [25], [26];

- экстракция органическими растворителями обычно применяется в области полимерного анализа для идентификации и численного определения LMWC полимеров.

D.2 Выбор подходящих растворителей для экстракции LMWC из полимерных изделий

Существует широкое разнообразие полимеров и их добавок. Таким образом, нет единого универсального растворителя, применимого для исчерпывающей экстракции всех полимеров. Стандартные методы отделения LMWC от высокополимерных фракций, регулярно применяющиеся в области полимерного анализа, помогают при выборе подходящих растворителей для исчерпывающей экстракции.

Типичным методом является предварительное выполнение ступенчатой экстракции для выбора подходящего органического растворителя, чтобы затем экстрагировать поперечно-сшитые полимеры. Выбранный растворитель должен растворять максимальное количество неполярных LMWC, но не сам полимер. Необходимо убедиться в том, что растворитель не вызывает химического изменения материала, создавая, таким образом, артефакты. Для подробной информации по ступенчатой экстракции с применением различных растворителей приведены ссылки [27] и [33]. Рекомендации по применимым в описанном выше случае растворителям изложены в ссылках [27], [28] и [33]. Как правило, ими являются метанол, этанол, ацетон, метилэтилкетон, хлороформ (2-пропанол/гексан), диэтиловый эфир и гексан (от полярного до неполярного). LMWC сточки зрения токсикологии являются жирорастворимые соединения с коэффициентом разделения или логарифмом коэффициента по октанол/вода в 2,0 или более, так как эти химические соединения могут не так быстро выделяться по сравнению с полярными химическими соединениями. Скорость миграции этих LMWC с большой вероятностью контролируется процессами диффузии в полимере, если во внешней фазе не было разделения. Ситуация эквивалентна миграции в бесконечный объем и соответствует условиям исчерпывающей экстракции (см. [21] и [22]). Следующий набор полярных и неполярных растворителей может быть применен для предварительных опытов по растворению большинства LMWC с токсикологическим риском: метанол, ацетон, 2-пропанол/гексан (50 : 50) и гексан. Для высокосшитых полимеров желательно использовать растворители, которые вызывают набухание полимеров, так как они способствуют своевременному завершению опыта.

Летучесть растворителя является дополнительным фактором при выборе растворителя для экстракции. Растворители с высокой точкой кипения не являются применимыми, так как можно ожидать разложения LMWC при испарении растворителя из экстракта для получения осадка испарения, процесса, который применим к биологическим тест-системам.

D.3 Другие аспекты выбора условий экстракции

D.3.1 Для определения остаточного содержания LMWC в полимерных материалах необходимо провести исчерпывающую экстракцию, как описано в D.3.3. Это предоставит максимальное количество экстрагируемого вещества на пробный образец (худший вариант), которое затем следует использовать для дальнейшей химической характеристики и токсикологических исследований.

D.3.2 Экстракцию проводят при 37°С или при повышенных температурах для