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γ射線作為一種可供選擇的滅菌方式,當(dāng)其用于滅菌的劑量在25-40kGy之間時(shí),常常會(huì)影響到人工骨骼材料的機(jī)械性能,而導(dǎo)致移植的失敗。
Brauer等研究了γ射線輻照后,納米級(jí)牙齒材料機(jī)械性能的改變,表明經(jīng)7kGy和35kGy的劑量照射后,統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)牙齒的硬度及彈性模數(shù)值,在對(duì)照組與輻照組之間沒有顯著性差異。從這些研究可以看出,在一定劑量范圍內(nèi),部分材料在γ射線照射后,其機(jī)械性能仍然能達(dá)到其YL用途所要求的水平,并且部分材料在生物降解性能上也出現(xiàn)一定的改善。
有學(xué)者等利用10kGy、15kGy、20kGy、25kGy對(duì)絲素蛋白膜及絲素海綿膜進(jìn)行輻照研究,結(jié)果顯示這一系列劑量對(duì)絲素蛋白膜和絲素海綿膜的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性都沒有明顯的影響。并且提出25kGy以下劑量輻照后對(duì)絲素蛋白性能的影響,比高溫滅菌方式的影響小。因此,在對(duì)材料進(jìn)行消毒滅菌時(shí),針對(duì)不同材料應(yīng)做出適當(dāng)?shù)膭┝窟x擇,以滿足機(jī)體及YL上對(duì)材料機(jī)械性能、相容性及降解作用的要求。
有人提出在材料滅菌過程中常常要考慮到材料上所攜帶的病原微生物的數(shù)量、類型等。因此,在選擇消毒滅菌的射線劑量上出現(xiàn)了一些爭議,之前國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)建議的滅菌劑量為25kGy,但針對(duì)一些特殊材料,如骨移植材料,一些學(xué)者認(rèn)為這個(gè)劑量不夠,需要30kGy或者更高的劑量。
然而,又有研究指出使用20kGy以上的劑量照射會(huì)對(duì)骨基質(zhì)蛋白及骨生物力學(xué)強(qiáng)度造成破壞,因此,有些生物材料的滅菌消毒的劑量趨向于選擇較小的劑量(15-20kGy)。蘇州大學(xué)李尚知等對(duì)ZG52個(gè)生物材料生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的148種材料進(jìn)行了初始菌檢測,并進(jìn)行了γ射線消毒滅菌,試驗(yàn)分為參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11137的劑量設(shè)定組、公式法劑量設(shè)定組以及用VDmax(-1)法進(jìn)行25kGy輻照的驗(yàn)證組。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)初始污染菌小于1000cfu/unit時(shí),前兩個(gè)劑量組所需劑量均小于VDmax(-1)設(shè)定的劑量。研究人員認(rèn)為,對(duì)于常規(guī)產(chǎn)品的輻射滅菌應(yīng)當(dāng)shou選國際標(biāo)準(zhǔn),而低污染產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)選用VDmax(-1)法。所以,針對(duì)不同的材料,在使用γ射線進(jìn)行消毒或改性時(shí),應(yīng)當(dāng)從各類材料的性質(zhì),帶菌程度等進(jìn)行綜合考慮,選擇適當(dāng)方式計(jì)算消毒滅菌所需的劑量,并針對(duì)生產(chǎn)廠家的低污染生產(chǎn)提出要求,從而使材料應(yīng)用于生物YL領(lǐng)域更加安全。
Croonenborghs等使用5MeV的X射線對(duì)聚合材料聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PPVC)和丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)進(jìn)行消毒殺菌,并與60Coγ射線采用相同的輻照劑量率7.5Gy/h的殺菌消毒效果進(jìn)行對(duì)比,分析各種材料進(jìn)行殺菌消毒后的結(jié)構(gòu)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)相同數(shù)量級(jí)劑量的X射線與γ射線照射后的材料性質(zhì)改變效應(yīng)基本相同。