引言
考虑到全球每年数以亿计的冠状动脉介入手术对导管的广泛依赖，这些设备可能代表了一个被忽视但重要的非自愿塑料污染暴露来源。最新的模型甚至预测，如果不采取缓解措施，未来十年内医疗垃圾将超过塑料垃圾。因此，亟需针对常规使用的血管内工具进行微塑料排放的定量研究，以全面绘制暴露风险图谱，并指导开发更安全的聚合物替代品或严格的处理措施，以减少环境污染和潜在的健康影响。从设备制造到处理/回收的生命周期角度来研究微塑料的产生，还可以为抑制医疗领域本身的意外塑料化提供策略。
图1 2015年至2024年与微塑料和医疗器械相关的出版趋势（数据获取于2024年9月20日）
实验过程
结果简要分析
诊断和引导导管中的
微塑料（MP）计数
在本次调查中，共对七个导管品牌进行了全面评估，包括四个诊断导管品牌和三个引导导管品牌。在所有评估的样品中，包括诊断导管、引导导管和控制组，均检测到了微塑料颗粒，其数量范围从96个（在控制样品中）到739个（在诊断导管样品中）。分析结果表明，微塑料颗粒数量最高的样品来自引导导管B3
研究结果表明，不同品牌和类型的诊断导管与引导导管之间，微塑料的存在和浓度没有显著差异，表明所有样品的微塑料污染水平一致。这表明微塑料数量的变化不能仅仅归因于品牌或类型差异。相反，导管的内在特性，如其结构和制造时使用的聚合物类型，可能会影响微塑料的浸出程度。
图3 样品中的微塑料数量分布
微塑料从诊断导管和
引导导管中析出的颜色
图4 从导管中析出的微塑料颜色比例。
在本研究中，识别出十一种不同颜色的微塑料（MP），它们从诊断导管和引导导管中析出，包括透明、黑色、红色、蓝色、绿色、橙色、棕色、黄色、紫色、青色和粉色，如图4所示。调整对照样本后，分析显示，诊断导管主要析出透明微塑料（92%），较少比例的红色、蓝色、绿色、橙色、棕色和黄色各占2%，紫色占1%。同样，引导导管主要析出透明微塑料（95%），只有少量的红色、蓝色、绿色、橙色和棕色各占1%。
结果表明，诊断导管和引导导管中透明微塑料的普遍存在很可能是由于在样品消化过程中H₂O₂造成的漂白效应。
从诊断导管和引导导管
析出的微塑料大小
图5 从导管中析出的微塑料（MP）大小成分比例
根据图5，析出自诊断导管的MP中，最主要的大小范围是100μm到500μm（占35.1%，范围28–198），其次是50μm到100μm之间（占31.3%，范围54–166），大于500μm的大小（占20.9%，范围14–164），而小于50μm的大小占最少（占12.7%，范围0–108）。同样，从导引导管析出的MP大小也呈现出类似的趋势，其中大多数在100μm到500μm的范围内。
由于实验模拟了心脏病医生在诊断和治疗各种心血管疾病时的操作，这些过程涉及将导管插入心腔或冠状血管，因此无论MP的大小如何，其存在都有可能对患者造成健康风险。这些风险可能包括炎症、组织损伤和/或与MP污染血液相关的其他不良影响。因此，有必要进一步研究在心导管手术过程中析出的MP的具体健康影响，以更好地指导临床实践和患者安全协议。
从诊断导管和引导导管中
析出的微塑料形状
图6. 从导管中析出的微塑料形状组成的比例。
观察到的微塑料（MP）形状有五种，包括纤维（58.1%）、薄膜（38.0%）、碎片（3.7%）、颗粒（0.1%）和泡沫（0.2%）。在从诊断导管中析出的MP中，纤维是最主要的形状（占60.1%，范围94–471），其次是薄膜（占34.7%，范围91–254）和碎片。
析出的微塑料的
详细化学成分分析
图7. 基于形状（i）纤维（ii）薄膜（iii）泡沫和（iv）碎片在MCE滤纸上析出的微塑料的立体显微镜图像
图8. 拉曼光谱的并排映射，比较未改变的导管样本（A, C, E）与在实验条件下从导管中析出的微塑料（B, D, F）
通过拉曼显微镜分析确定了从导管中析出的微塑料的成分，揭示了不同聚合物（如尼龙、热塑性聚氨酯和聚四氟乙烯）的存在。
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结论
该研究成功地识别了冠状动脉导管释放微塑料（MP）的现象，突显出对患者的潜在健康风险。
实验结果和统计分析显示，不同品牌导管之间的MP计数没有显著差异，尽管两种品牌在使用过程中均显著析出MP。由于导管在诊断和治疗干预中被插入心腔或冠状血管，MP的存在，无论其大小，都可能对患者造成健康风险。此外，MP还可能通过以塑料为基础的静脉导管、注射器或其他药物输送系统进入全身循环，这强调了需要探索替代材料，如不锈钢、镍钛合金、硅胶、生物塑料、石墨烯和天然聚合物，以减少MP污染。进一步的研究涉及人类组织和常规临床实践中的生物样本，对于制定改善MP暴露相关的风险缓解策略至关重要，并将为开发更安全的非塑料医疗器械提供指导。
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