2．毒代动力学的影响因素 a）理化性质 纳米材料的尺寸和尺寸分布、形状、表面电荷、聚集和团聚、亲水性以及表面结构等特性可以影响ADME。然而到目前为止，哪一特性作为最关键的参数影响ADME仍不明确，因此要在对纳米材料进行充分表征的基础上，开展毒代动力学研究。 b）生物分子吸附 c）接触途径 接触途径能够影响纳米材料的表面特性和生物分布。吸附在纳米材料表面的分子可以进一步影响被释放纳米材料的动力学。因此，由于不同的接触途径，纳米材料可以被不同的生物分子覆盖，从而影响其毒代动力学特征和毒性。 d）剂量效应 纳米材料的暴露大于机体清除时，则会导致在体内蓄积，甚至导致组织清除率饱和以及毒代动力学特征的改变。如高剂量和/或重复接触的纳米材料进入血液（例如超出了肝和脾吞噬细胞的吞噬能力），可能造成纳米材料在单核巨噬细胞系统（ mononuclear phagocyte system，MPS）以及其他组织的长期蓄积，并有可能再次分配进入血液。因此，血液中纳米材料的暴露可能不足以评价纳米材料的毒性特征，还应密切关注不同时间点的组织分布和清除情况。另外，血液中纳米材料暴露的时间间隔不同也可能影响其毒代动力学特征。 因此，应关注不同的接触剂量及接触频率对纳米材料的毒代动力学特征和毒性的影响。 e）物种和性别 由于物种和性别之间存在生理学和解剖学的差异，可能会导致纳米材料毒代动力学特征的不同，如雌性比雄性大鼠更容易发生纳米银及其衍生物的肾脏蓄积。因此，毒代动力学和全身毒性研究时应选择合适的动物种属和性别。 f）测量技术 在测量组织和器官中的纳米材料时，由于生物背景比较复杂，检测效能和灵敏度可能会进一步降低。因此，纳米材料或其组成元素的检测方法需要排除生物背景的干扰。 纳米材料既可以用放射性或荧光标记方法标记，也可通过分析其元素组成来确定。当选择标记技术时，需考虑标记物可能从纳米材料中释放和/或标记物可能改变纳米材料与环境间的相互作用，从而影响其毒代动力学特征。 若使用低检测限的方法不适用于检测组织和器官中极低水平的纳米材料时，可考虑对测试样品进行额外的处理以便于增加该技术的灵敏性。如果通过增加剂量或重复给药来保证在组织/器官中纳米材料的可检测性，则可能使单核巨噬细胞系统摄取纳米材料达到饱和，从而改变纳米材料的ADME。 （四）生物学评价1.细胞毒性建议基于体外试验和已有数据与预期暴露情况相关性的评估，参照GB/T 16886.5和YY/T 0993来开展试验。 2.刺激性和致敏性GB/T 16886.10描述了医疗器械及其组成材料产生刺激和皮肤致敏可能性的评估过程。 （1）刺激性 根据GB/T 16886.1标准，应考虑刺激性试验，在适宜的模型中使用适当的应用部位如皮肤、眼睛和粘膜等，评估医疗器械、材料和/或它们的浸提物的潜在刺激性。此要求也适用于应用纳米材料的医疗器械。 （2）致敏性 纳米材料本身可能会导致致敏，纳米材料与蛋白质相互作用导致纳米材料/蛋白质复合物形成，其作为一种继发效应也可能会导致致敏。由于皮肤的屏障功能，纳米材料可能到达致敏的靶细胞和器官、皮肤树突状细胞和引流淋巴结受限。因此，使用GB/T 16886.10中描述的方法评价纳米材料医疗器械的致敏性时，需要关注方法的适用性。 3.全身毒性由于纳米材料被认为可能穿越所有的生理屏障，包括血脑屏障和胎盘屏障等。因此，需要根据最初的暴露方式、人体的接触部位等，分析是否有游离纳米材料进入体内的可能性。如果有，则需要考虑纳米材料的全身毒性，特别是神经毒性和免疫毒性。 （1）全身毒性当评估纳米材料的全身毒性时，溶解度是需要考虑的一个关键参数。水溶性纳米材料在接触组织或体液时会溶解，可能表现出与常规材料相似的毒性反应，但难溶的纳米材料可能使机体的清除能力和防御机制很快被耗尽，从而导致体内蓄积和全身不良反应。 因为纳米材料可能分布于全身，应在具体问题具体分析的基础上，考虑预期用于组织病理学分析的组织/器官选择，特别注意单核巨噬细胞系统（特别是肝、脾）、肾、脑、骨髓、淋巴结等。另外，剂量单位、剂量大小、接触频率和接触时间也可影响全身毒性试验结果。 （2）神经毒性纳米材料可以直接或间接与神经系统接触，如：纳米材料可能通过鼻黏膜-嗅球-感觉神经到达中枢神经，另外，纳米材料还可能透过血脑屏障，进入中枢神经系统。由于神经细胞清除纳米材料的速度非常缓慢（溶解和清除），可能导致纳米材料在脑内蓄积产生毒性。因此，应用纳米材料的医疗器械应关注纳米材料与神经系统接触的可能性、分布特征、蓄积性、与神经细胞的反应活性及对中枢神经系统功能的影响。 经评估应用纳米材料的医疗器械具有神经毒性风险时，需要进行神经毒性评价。神经毒性评价可以分层次地开展体外和体内神经毒性试验。体外神经毒性试验主要涉及两种类型，即活力测定和功能测定。体内动物实验可结合亚慢、长期毒性研究或功能组合观察试验（FOB），通过一系列指标评价纳米材料的神经毒性，例如神经系统组织病理学检查、神经元及胶质细胞毒性评价（特异性免疫染色）和动物中枢神经系统功能的改变等，如有必要，可增加神经递质、神经元结构及炎症因子等指标。 （3）免疫毒性免疫系统暴露于纳米材料可能导致炎症或过敏性/自身免疫反应等。其程度和反应类型取决于纳米材料的特性、类佐剂效应、炎性作用以及其激活补体系统的能力、免疫应答后可被激发或抑制等方面因素。 纳米材料进入全身循环系统后，主要终结于单核巨噬细胞系统。因此，纳米材料的免疫毒性可能需要特殊考虑。GB/T16886.20描述了免疫毒性试验总体考虑。如果需要评估免疫毒性，可伴随重复接触毒性试验进行初步评估，通过此试验可检测到的免疫抑制和/或免疫刺激的一般指征。 如果需要进一步评估免疫毒性，可采用体外模型进行。体外模型提供了可靠的研究免疫细胞功能的方法，可评估免疫细胞的吞噬功能、趋化性、炎性因子和一氧化氮产生等指标。也可在特殊的免疫细胞中，通过信号通路评价纳米材料对免疫细胞功能的影响，如核因子kappaB通路。 4.热原由于纳米材料具有较大的比表面积，其表面极易吸附微生物及其内毒素（LPS）等，从而增加了热原反应风险。可参考GB/T16886-11及YY/T 1295给出的试验方法进行应用纳米材料的医疗器械内毒素检测。在评价热原反应过程中，要考虑纳米材料是否对试验系统有影响。其它可参考的信息包括：单核细胞激活试验（MAT）及相关美国药典和标准（USP85，USP151和ANSI/AAMI ST72）中关于热原反应评价方法。 除内毒素介导的致热性外，也需考虑非内毒素介导的致热性。应用纳米材料的医疗器械介导的热原反应作为生物学评价的一部分，具体方法参照GB/T16886.11和中国药典。 5.植入GB/T16886.6中描述了医疗器械体内植入试验。根据医疗器械类型可以考虑不同植入部位（例如皮下、肌内、颅内等）。对于游离纳米材料，可考虑直接注射到相应的组织。 如果医疗器械中纳米材料有释放的可能性时，应当特别注意纳米材料向局部引流淋巴结的迁移。 当采用原位植入试验评估潜在的全身毒性时，应考虑GB/T16886.6和GB/T16886.11的要求。 6.血液相容性应对直接或间接接触血液的应用纳米材料的医疗器械进行血液相容性评价。此外，即使对非血液接触的器械，如果毒代动力学研究显示来自医疗器械的游离纳米材料可能进入全身血液循环时，也应进行血液相容性评估。 可参考GB/T16886.4和YY/T
1532-2017中描述的评估策略和常规方法评价应用纳米材料的医疗器械血液相容性。根据被检测的初始过程或系统将血液相互作用分为几类：血液学、血栓形成、凝血、血小板活化和补体系统激活。 可以合理地直接使用GB/T16886.4中描述的常规方法对表面具有纳米材料（非游离状态）的医疗器械进行评价。由于纳米材料具有更高的比表面积，血液中大量的血清蛋白可轻易地吸附于游离纳米材料，改变其进入血液后的级联反应，因此，游离纳米材料的血液相容性评价可能更具有挑战性。另外，纳米材料与血液接触后潜在的聚集/团聚也会改变与血小板、凝血因子和血管内皮细胞的相互作用。 以上因素可能对体外试验产生干扰，在得出关于游离纳米材料血液相容性任何结论前应特别注意所使用方法的重现性、可靠性和灵敏度。若体外试验不足以评价纳米材料的血液相容性时，可考虑采用体内试验，比如通过检测血液学、血生化相关指标（如红细胞计数、血红蛋白、总胆红素、直接/间接胆红素等）来综合评价纳米材料的血液相容性。 纳米材料和补体系统之间的相互作用受纳米材料的尺寸、形态和表面特性等因素影响。血液中纳米材料导致补体系统激活的异常增强可能诱发显著性炎症反应及急性过敏反应。因此，在存在全身暴露的情况时，补体激活应作为应用纳米材料医疗器械风险评估的一部分。
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