最近在藥物研發(fā)領(lǐng)域里水凝膠作為藥物遞送系統(tǒng)的的應(yīng)用越來越多。水凝膠（Hydrogel）是指一類由親水性聚合物彼此交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)，可以歸屬為高分子材料。水凝膠因?yàn)榱己玫纳锵嗳菪浴⑽锘阅堋⒏呶案弑Ｋ男阅埽饾u被組織工程、生物醫(yī)藥、軟電子等行業(yè)所開發(fā)應(yīng)用。

其中的環(huán)境敏感型水凝膠在不同的設(shè)計(jì)下會(huì)根據(jù)外界的溫度、PH值、離子、光照等因素發(fā)生物理性能的改變，可以有效應(yīng)應(yīng)用于生物醫(yī)藥的藥物遞送、組織黏合等領(lǐng)域。此外，也有研究者開始開發(fā)基于水凝膠支架的注射劑以支持腫瘤藥物遞送和疫苗遞送。在這些應(yīng)用場(chǎng)景里，水凝膠成為了一種醫(yī)用材料，甚至參與了藥械組合，因此需要相應(yīng)級(jí)別的安全性評(píng)價(jià)。

在醫(yī)用工程領(lǐng)域，水凝膠需要進(jìn)行一系列的力學(xué)性能測(cè)試、溶脹比實(shí)驗(yàn)、抗菌實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物試驗(yàn)等。但是作為一種新型材料，各種法規(guī)對(duì)水凝膠的檢測(cè)項(xiàng)目規(guī)定并不非常清晰明確，根據(jù)不同的用途需要側(cè)重的項(xiàng)目也并不盡相同，但是大致分為三個(gè)方面：

01安全性測(cè)試

包含生物相容性和外源因子的檢測(cè)；

02理化特性

主要指凝膠本身的理化性能，及其在各種環(huán)境下的穩(wěn)定性能力

03質(zhì)傳遞性能

主要是檢測(cè)細(xì)胞遷移能力、營(yíng)養(yǎng)與廢物的傳遞、生物活性物質(zhì)的釋放速率等能力，這也是水凝膠體現(xiàn)藥物緩釋作用的主要能力

其中安全性測(cè)試中外源因子安全評(píng)估主要是針對(duì)細(xì)菌、真菌、支原體、病毒微生物、細(xì)菌內(nèi)毒素進(jìn)行檢測(cè)，而生物相容性則是用來確認(rèn)產(chǎn)品對(duì)人體的安全性影響，一般依據(jù)的法規(guī)來源分為醫(yī)療器械的ISO10993系列，OECD關(guān)于化妝品和化學(xué)品的致敏性相關(guān)要求。

體內(nèi)替代實(shí)驗(yàn)是用小鼠替代豚鼠的檢測(cè)方法，相對(duì)于整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，用了小動(dòng)物代替體積比較大的動(dòng)物不僅提高了實(shí)驗(yàn)室的使用率，也進(jìn)一步優(yōu)化了方案提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度。體內(nèi)替代實(shí)驗(yàn)包括鼠耳廓腫脹實(shí)驗(yàn)（MEST），非侵入性耳廓腫脹分析（MESA）和局部淋巴結(jié)實(shí)驗(yàn)（LLNA）。MEST法是預(yù)先向小鼠腹腔注射佐劑，再用膠帶剝脫法多次剝離小鼠腹部皮膚角質(zhì)層后涂抹被試物，然后在將受試物涂于一側(cè)耳廓，經(jīng)過一段時(shí)間培養(yǎng)后根據(jù)小鼠兩邊耳廓厚度的變化來確認(rèn)受試物的致敏性。MESA的方法與MEST大致相當(dāng)?shù)遣⒉幌蛐∈笞⑸渥魟LNA實(shí)驗(yàn)則是在小鼠耳背涂抹相應(yīng)的受試物后通過小鼠尾靜脈注入放射性同位素的標(biāo)記胸腺，然后測(cè)量小鼠耳邊淋巴結(jié)T細(xì)胞的增殖能力來確認(rèn)受試物的刺激性。LLNA方案不僅有很好的靈敏性，也提高了實(shí)驗(yàn)過程中的動(dòng)物的舒適程度，所以被OECD的致敏性實(shí)驗(yàn)指南中收錄。

皮膚致敏性是此類產(chǎn)品生物兼容性的評(píng)估的重要組成部分，整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是其中最傳統(tǒng)的方法，主要包括豚鼠Buehler試驗(yàn)（BT）和最大化試驗(yàn)（GPMT）實(shí)驗(yàn)。GPMT法通常選擇不少于20只的成年豚鼠作為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，使用佐劑作為免疫增強(qiáng)劑進(jìn)行皮內(nèi)注射、局部接觸誘和激發(fā)封閉貼斑等測(cè)試。而BT實(shí)驗(yàn)又稱為局部封閉涂皮實(shí)驗(yàn)，該方案不使用佐劑，只是在誘導(dǎo)期和激發(fā)期對(duì)局部皮膚涂抹受試物從而確認(rèn)待測(cè)樣品對(duì)皮膚的致敏情況。相對(duì)來講GPMT靈敏度更高一些，但是可能高估待測(cè)樣品的致敏能力。

替代方法（alternative methods）通過采用非動(dòng)物性檢測(cè)系統(tǒng)或使用種系發(fā)育較低級(jí)物種來代替動(dòng)物使用，是3R原則的科學(xué)體現(xiàn)，也是對(duì)致敏性測(cè)試方案的重要補(bǔ)充。目前ECHA向注冊(cè)者發(fā)布了關(guān)于在評(píng)估化學(xué)品的皮膚致敏性時(shí)如何可靠地結(jié)合不同來源的替代數(shù)據(jù)的建議。該建議是基于OECD 2021年7月的一份名為《Guideline on Defined Approaches for Skin Sensitisation》的新指南，由OECD皮膚致敏性判定方法專家組制定完成。

皮膚致敏的不良反應(yīng)結(jié)局路徑（AOP）框架

“三取二”（2o3）策略致敏性評(píng)估最常用的策略，是一種透明、基于規(guī)則的方法，無需專家判斷。該策略包含OECD正式描述的導(dǎo)致皮膚過敏KEs前三個(gè)中的至少兩個(gè)。KE1：蛋白質(zhì)結(jié)合（直接多肽反應(yīng)分析DPRA）；KE2：角化細(xì)胞活化（KeratinoSens™）；KE3：樹突狀細(xì)胞激活（人類細(xì)胞系激活試驗(yàn)h-CLAT）。以未定義的順序進(jìn)行連續(xù)測(cè)試，預(yù)測(cè)皮膚過敏風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)兩個(gè)KEs進(jìn)行分析，如果這些分析的結(jié)果一致，則相應(yīng)地預(yù)測(cè)化學(xué)品為陰性或陽性。如果前兩次分析結(jié)果不一致，則運(yùn)行剩余KE的分析。這種策略也是歐陸B(tài)PT最主要使用的策略之一。

目前還沒有一種體外測(cè)試方法的結(jié)果能完全代替動(dòng)物試驗(yàn)單獨(dú)用于化學(xué)物皮膚致敏性評(píng)估，每一種體外方法只能反應(yīng)皮膚致敏不良反應(yīng)結(jié)局路徑(AOP)中的一部分關(guān)鍵信息，不能完整的反應(yīng)整個(gè)皮膚致敏機(jī)制過程。BSL BIOSERVICE實(shí)驗(yàn)室可以提供相應(yīng)的基于動(dòng)物的GLP級(jí)別毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)，歐陸慕尼黑實(shí)驗(yàn)室則擅長(zhǎng)支持體外的替代毒理學(xué)檢測(cè)方案。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室一起提供水凝膠產(chǎn)品的生物相容性測(cè)試整體解決方案。