生物医用材料的致癌问题一直是人们关心的课题,尽管临床上在使用生物材料和人工器官过程中很少发生肿瘤,但在生物相容性的动物致癌试验研究中发生肿瘤的报道并不少见。在周期两年的动物试验中,被诱发的肿瘤常是纤维肉瘤、骨肉瘤、软骨肉瘤和血管肉瘤等。临床上诱发肿瘤的时间较长,有75%以上在植入体内15年后才发生肿瘤。医用聚氨酯和硅氧烷共聚物临床应用30年后才有发生肿瘤的报道,说明植入物在人体内诱发肿瘤有较长的潜伏期。
生物医用材料诱发肿瘤可能与下列因素有关:
(1)动物试验证实,引起肿瘤的原因与植入材料的外形有明显的相关性。将不同外形的材料埋人大鼠皮下组织内,肿瘤发生率明显不同。粉末和海绵状材料几乎不诱发恶性肿瘤,纤维状材料也很少发生恶性肿瘤,只有片状材料容易诱发恶性肿瘤。
(2)与植入材料的埋植方法有关。连续放置的片状材料恶性肿瘤发生率明显高于打孔放置的片状材料。
(3)与植入材料表面的租糙程度有关。若材料表面光滑,肿瘤发生潜伏期短;若材料表面粗糙,肿瘤发生潜伏期延长。
(4)被致癌物污染的材料或生物老化时能释放致癌物的材料,植入动物体内能诱发恶性肿瘤。例如被3,4-苯并芘污染的热塑性聚烯烃橡胶植入大鼠皮下,在22周后即可诱发恶性肿瘤。聚氨酯在121°C或体内老化时裂解出的芳香酮化合物有潜在致癌作用。
(5)与植入材料在体内形成的纤维包膜厚度有关。植入一年时,材料的外包膜厚度超过0.25mm---0.3mm就有可能诱发恶性肿瘸。
(6)材料中残留的有毒或刺激性的小分子物质使局部组织长期受毒或受刺激,可诱发恶性肿瘤。
要消除生物医用材料及医用装置的潜在致癌性,材料不能残留有毒、有刺激性的小分子物质溶出;植入物的外形、表面性质和植入的方式均应避免出现可能诱发肿瘤的有关因素;对长期植入体内的医用材料和装置应进行慢性毒性和致突变、致癌的生物学评价试验,在分子水平上研究材料对基因DNA、细胞染色体的影响。