基于各类型材料的宫内节育器、皮下避孕埋植剂及输卵管节育器

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.52.025

摘要/Abstract

摘要：

背景：明确避孕材料特点、技术手段及对生殖健康的影响，减少非意愿妊娠，降低人工流产率有着重大意义。

目的：概述避孕材料的进展、现状及使用情况，综合分析宫内节育器、皮下避孕埋植剂、输卵管避孕材料特点、效果及不良影响，为育龄妇女选择安全可靠的避孕材料提供依据。

方法：分别以“宫内节育器、皮下避孕埋植剂、输卵管避孕材料、生殖、健康、避孕方式”为中文关键词，检索中国知网全文数据库1985至2015年有关文献。以“intrauterine contraceptive device，subcutaneous contraceptive implants，oviduct contraceptive，materials，reproductive health，influences”为英文关键词，检索PubMed数据库1985至2015年有关文献，最终选择44篇文章进入结果分析。

结果与结论：宫内节育器发展快、受众广，材料可靠、技术成熟，在已育妇女中具有较高的认知度和使用率。皮下埋植剂具有亲和性强，恒释、缓释效果好，操作简单方便等特点。输卵管避孕栓材料生物性、记忆性、耐受性强，具有无创、可复、安全和长效等优点。研究安全、可靠、无不良反应的避孕材料及方法，对保证妇女生殖健康具有积极的现实意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 生物材料, 材料相容性, 宫内节育器, 皮下避孕埋植, 输卵管避孕, 生殖健康, 生物相容性

Abstract:

BACKGROUND: Aclear understanding on the characteristics of contraceptive materials, techniques and effects on reproductive health is of great significance to reduce unwanted pregnancies and the abortion rate.

OBJECTIVE: To summarize the progress, current situation and usage of the contraceptive materials, and to comprehensively analyze the characteristics, effects and adverse effects of intrauterine devices, subcutaneous

contraceptive implants and tubal contraception materials, so as to provide the basis for women of childbearing age to choose safe and reliable contraceptive materials.

METHODS: The related articles were retrieved from China National Knowledge Infrastructure and PubMed database during 1985 to 2015 by taking “intrauterine device, subcutaneous contraceptive implant, tubal contraceptive material, reproduction, health, contraceptive method” as the Chinese key words and taking “intrauterine contraceptive device, subcutaneous contraceptive implants, oviduct contraceptive, materials, reproductive health, influences” as the English key words. Finally 44 articles were included in result analysis.

RESULTS AND CONCLUSION: Intrauterine devices have a rapid development and wide audience, which are reliable, and mature to have a higher awareness and usage rate among females who have bred children. Subcutaneous contraceptive implants are characterized as strong affinity, constant release, good release effect, simple and convenient operation. Oviduct contraceptive suppository materials have strong biological nature, memory and tolerability, as well as possess non-invasive, reusable, safe, long-term advantages. To seek safe, reliable contraceptive materials and methods with no adverse reactions is of great significance to ensure women’s reproductive health.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 1

2.1 纳入资料基本概况纳入的文献包括宫内节育器研究应用类文章24篇^[4-27]，皮下埋植剂研究应用类文章8篇^[28-35]，输卵管避孕材料研究应用类文章9篇^[36-44]。以此为依据对各类避孕材料的性能、用法、生物相容性及其发展动态进行了归纳和总结。

2.2 纳入资料的研究结果特征

2.2.1 宫内节育器

宫内节育器种类及特点：宫内节育器是一种放置在子宫腔内的避孕装置，据统计，国内60%-70%妇女采用此种方法避孕^[4-7]。

宫内节育器按发展过程可分为3代：①惰性宫内节育器：1960年后发展了60多种惰性宫内节育器，如金属单环、硅橡胶宫内节育器、不锈钢双环、不锈钢宫形环等，其制备材料多为不锈钢、塑料、橡胶、尼龙、聚乙烯等惰性材料，这些材料物理化学性能稳定，但由于未曾考虑宫内节育器形态、大小与子宫内膜的相容性，导致子宫腔受到压迫和刺激，临床结果显示不良反应大，妊娠率和脱落率较高，现已被淘汰。②带有活性物质的宫内节育器：以惰性宫内节育器材料为载体，加载能够增强避孕效果或能够减轻各种不良反应的活性物质，大致分为含铜宫内节育器、含孕激素节育器、含药宫内节育器和含铜含药宫内节育器，主要通过释放孕激素、Cu²⁺而起避孕作用。以TCu380A为代表的含铜T形宫内节育器^[8]，以聚乙烯为支架，内含少量钡，以便在X射线下显影，主杆上有1铜套，臂上有2个铜套，总的铜表面积为380 mm²。含铜宫内节育器避孕效果随着铜表面积的增大而提高，董光华等^[9]多中心前瞻性临床随机对照研究报道，5年妊娠率TCu380A宫内节育器低于TCu220C宫内节育器，差异有显著性意义(P < 0.05)，脱落率、因症取出率差异无显著性意义。辛丽梅等^[10]按统一标准在中国不同地域5个观察单位随机放置McuⅡIUD与Mcu IUD各500例，放置满36个月，McuⅡIUD组与Mcu IUD组的带器妊娠率、脱落率、因出血/疼痛取出率、不良反应发生率差异均无显著性意义(P > 0.05)，其中McuⅡIUD在MCu IUD基础上铜表面积增加至225 mm²，符合国家标准；铜表面积增加，但不良反应未增加，且取器时探针探测金属摩擦感清楚，更容易操作，值得推广。含孕激素的宫内节育器主要有释放左旋18甲基炔诺酮宫内节育器和释放左炔诺孕酮宫内节育器，其中左炔诺孕酮宫内节育器支架纵臂管内载有含左炔诺孕酮的储库，通过每天恒定释放左炔诺孕酮作用于子宫内膜局部，干扰子宫内膜正常发育，增强避孕效果，而且不影响排卵及性激素水平，因此，对于有生育要求的年轻女性或未生育女性是最佳选择^[11-12]。除了避孕方面的作用，这种宫内节育器对月经血量过多、痛经、盆腔炎、子宫肌瘤、子宫内膜异位症等疾病有很好的治疗作用。含药宫内节育器以含吲哚美辛宫内节育器为代表，其能减轻疼痛，降低子宫出血量，且减少炎症反应^[13-14]。近年又研制出含药铜宫内节育器220、γ型药铜宫内节育器200，内置药物和铜，其累计妊娠率、脱落率、不良反应发生率均低于其他宫内节育器^[15]。蒋丽芳等^[16]采用多中心随机对照临床研究方法，对2004年7月至2005年6月河南省3个计划生育服务机构符合研究标准的观察对象随机放置6种宫内节育器，每种宫内节育器观察50例，于放置后 1，3，6，12个月进行随访，比较其避孕效果及安全性。结果显示6种宫内节育器中宫Cu200、TCu380A、元宫药Cu220、宫Cu300带器妊娠率低，宫Cu300脱落率低，TCu220、MTLCu375因症取出率较低。③固定式宫内节育器：也称无支架宫内节育器。1984年比利时Wildemeersch医生设计了新型GyneFix宫内节育器，与传统宫内节育器不同，这种节育器没有塑料支架结构，而是直接将6个铜套穿在聚丙烯非生物降解缝线上，置入体内时直接将缝线一端的小结固定于子宫肌层^[17](图1)。郭小红^[18]对比新型宫内节育器GyneFix、HCu280与TCu220型宫内节育器的临床使用效果，于经后7 d内随机放置GyneFix、HCu280和TC220宫内节育器，随访满1年，结果显示放置GyneFix无支架宫内节育器出血少，腹痛、续用率及避孕效果均高于HCu280和TCu220，是今后开发和推广使用的方向。

新材料宫内节育器的研究现状：①对宫内节育器的支架材料或活性成分是学者们不断探寻的问题，形态记忆合金除了具有记忆效应外还具有优良的生物相容性、超弹性、耐性及抗疲劳性等优点，如用形态记忆合金作为支架，不良反应发生率将会显著降低^[19]，目前已有几种形态记忆合金支架宫内节育器已用于临床。②动物实验显示，生物陶瓷宫内节育器置入SD大鼠体内生物相容性良好，并能够达到理想的避孕效果，其主要成分为氧化铝，有望成为新型的宫内节育器材料^[20]。③络合铜高分子复合材料是将硅溶胶改性后的聚乙烯醇材料与铜盐进行共混，使其达到分子水平混合，将其体外置于模拟人宫腔环境液体中浸泡初期，并未出现铜离子的暴释现象，且铜离子有效利用显著提高^[21-22]。④生物可降解材料及纳米技术的发展为开发新型材料的宫内节育器提供了可能^[23]。纳米铜/聚乙烯复合材料宫内节育器具有以下特点：纳米颗粒的效应提高了铜的利用率，且铜离子释放速率恒定，不会引起暴释现象，聚乙烯材料具有较高的生物相容性，能够减少对子宫内膜损伤，现已完成动物实验，结果显示其避孕效果好，出血、疼痛等不良反应低，脱落率低，值得临床推广使用。与代传统的金属及塑料支架宫内节育器比较，生物可降解纳米缓释复合材料支架具有优异性能，其具有在体内可降解特性，避免了二次手术取出过程，同时避免宫内节育器的宫内嵌顿，不规则流血，尾丝的局部刺激和逆行性感染等不良反应，这种可降解支架结合纳米缓释载药系统制成的宫内节育器将成为“第4代宫内节育系统”而运用于临床，具有广阔的临床应用价值。

使用宫内节育器的有效性与不良反应：宫内节育器作为一种安全、可靠、经济、可逆的长效避孕措施，为已生育妇女广泛选用，但在未育妇女中使用率较低。刘江坤等^[24]报道2013年河北省宫内节育器避孕率占到综合避孕率的60.6%，在12 775名使用宫内节育器避孕的妇女中，未育妇女仅有19例，占0.15%。

未育女性使用宫内节育器有着高效的避孕率。施红莲等^[25]报道在左炔诺孕酮宫内缓释系统和口服避孕药的随机对照试验中，共193名未生育女性1年之内怀孕率为0。一项前瞻性试验显示，143名已生育女性和92名未生育女性放置新型左炔诺孕酮宫内缓释系统，1年之后怀孕率也为0。未育妇女宫内节育器使用率低，与临床医生建议及其可能产生的不良反应有较大关系。WHO 1992年主持的多中心研究，认为宫内节育器避孕可能增加继发不孕，将未曾生育过妇女列为宫内节育器禁忌证。尽管近10年来医学研究观点有所转变，认为宫内节育器可以在未生育女性中有选择地应用^[26]，临床医生也很少建议未育妇女将宫内节育器作为首选避孕措施。放置宫内节育器的不良反应主要有以下表现：①月经不规则，月经量增多，出血时间延长。②盆腔炎。宫内节育器作为一种宫腔内的异物干扰了正常情况下人体的免疫反应，使宿主与细菌之间失去了免疫平衡，细菌得以繁殖而使子宫及附件发炎。③腰腹疼痛。主要是宫体受到机械性及化学性刺激子宫收缩，产生疼痛。④宫内节育器移位、异位及嵌顿。主要与节育器大小、形态与宫腔不匹配等因素有关，另外手术操作不当，未能将节育器放置到子宫底部也会导致节育器下移。⑤放置宫内节育器后带器妊娠^[27]。

2.2.2 皮下埋植剂皮下避孕埋植剂是指将避孕甾体放在硅橡胶容器中，或与硅橡胶混匀，植入皮下后药物缓慢、恒定地释放入血而起到长期避孕的作用，属于药物控制释放系统^[28]。皮下避孕埋植剂的作用机制是通过抑制下丘脑的释放，抑制分泌卵泡刺激素及促黄体生成素，从而抑制排卵，减少宫颈黏液，增加黏度，抑制子宫内膜增生，抑制黄体功能等途径，达到避孕目的^[29-30]。

皮下埋植剂的载体主要有非生物降解和可生物降解两大类，大部分为非生物降解材料。①国外生产的Norplant皮下埋植避孕剂和Jedelle皮下埋植剂二者均有相似的避孕效果，前者为一组6支的硅胶囊，内含左炔诺孕酮，呈扇形埋入上臂皮下，埋植期间每日释放左炔诺孕酮^[31-32]，后者为一组2根硅胶棒，其左炔诺孕酮释放率和血药浓度与Norplant相似，但取出术所需时间明显缩短^[33]。这两种皮下埋植剂的载体硅橡胶均为非生物降解材料，具有良好的生理惰性、生物相容性和耐生物老化性。②由Organon公司研制的Implanon皮下埋植剂为单根皮下埋植剂，药棒所用载体为乙酰乙烯乙酸，埋植剂药芯含68 mg晶体依托孕烯，经皮下给药，持续释放依托孕烯入血，避免了口服给药时的胃肠吸收和肝脏的首过效应，提高了生物利用度。③国产皮下埋植剂主要有2种，即国产Ⅰ型(6根胶棒)和国产Ⅱ型(2 根胶棒)，所用的载体材料也是非生物降解硅胶棒，含左炔诺孕酮药物，在体内缓慢释放达到避孕效果，目前主要使用国产Ⅱ型埋植剂^[34]。国产左炔诺孕酮硅胶棒Ⅰ型、Ⅱ型和Norplant同样高效，并有高继续使用率。皮下埋植剂植入体内后不良反应发生率较低，主要有月经紊乱、恶心、头痛、嗜睡等，绝大部分在使用早期即可消失。吴志梅等^[35]对4 659例合格入选的育龄妇女按不同体重随机分为减量皮埋组(减量组)2 243例，普通皮埋组(对照组)2 316例，结果显示随皮埋药量的减少，副反应逐渐减轻，5年继续使用率较高，可见减量皮下埋植剂避孕法既保持了普通皮下埋植剂避孕法的优势(长效、高效、可逆)，又克服了普通皮埋法月经紊乱发生率高、影响续用率的缺点，可接受性好，同时又不使妊娠率有明显提高。

2.2.3 输卵管避孕材料及特点按照临床目标、技术手段和材料划分，输卵管避孕可分为有创性、微创性输卵管绝育术及无创、可复性输卵管节育术^[36-37]。有创手术和微创手术易发生盆腔粘连、感染、出血、异物遗留等并发症，且是不可逆的。无创、可复性输卵管节育术，包括输卵管黏堵术与栓塞术。黏堵术是将医用液态黏堵剂经宫腔注入双侧输卵管内，引起宫角和输卵管音质部表现损伤，形成纤维瘢痕，堵塞输卵管腔，从而阻断精卵结合；栓塞术是在宫腔镜直视下操作，用特殊放置器经宫腔由输卵管口将节育栓推入输卵管间质部，不需手术，需要复育时可取出。

目前，临床研究与发展较快的是可复性输卵管避孕栓栓塞。按材料构成、性能及医学应用，可复性输卵管避孕栓分为非降解高分子生物材料、可降解高分子生物材料和记忆金属生物材料。

聚乙烯输卵管节育栓：由美国杜邦公司生产的非降解高分子生物材料聚乙烯混合料制成，节育栓呈箭形，整体共分14节，总长度 40 mm，直径1 mm，质量24 mg，李素春等^[38-40]对6种试验材料进行节点试验、综合强度及直角回弹试验得出，聚乙烯混合材料拉力试验拉力好，回弹好。将输卵管聚乙烯节育栓放入新西兰免输卵管12个月后，输卵管基本恢复正常，将其放入15例频繁脱环的妇女输卵管，追踪显示其避孕效果好，移位率及盆腔感染率低，对月经干扰小。

硅橡胶输卵管栓堵剂：硅橡胶为非降解高分子生物材料，具有化学稳定性、生理惰性、物理机械性能，植入体内后不引起排异反应。孙鸿喜等^[41]对健康雌兔用复方硅橡胶栓堵输卵管，药物在输卵管内最短存留时间为8 d，最长为13个月，药物在输卵管内存留期间，对家兔的体质量、正常生理活动、动情周期以及卵巢的排卵活动均没有影响。药物主要存留在输卵管峡部，具有明显的抗生育效果。光学显微镜观察输卵管组织没有明显的病理学改变。

聚氨酯栓堵器：聚氨酯为可降解高分子生物材料，具有优良的血液相容性和生物相容性，在生物医学领域中占有相当重要的地位，目前应用于生物医学领域中有聚氨酯水凝胶、聚氨酯弹性体和聚氨酯胶黏剂等。方志薇等^[42]研制的聚氨酯栓堵剂在人体内固化形成栓子直接栓塞输卵管，属于机械性阻塞，不参与机体代谢和组织化学反应，具有安全、高效的临床效果。

聚乳酸基形状记忆材料节育栓：聚乳酸基是一种无毒、可完全生物降解的聚合物，具有较好的化学惰性、易加工性和良好的生物相容性，它是目前降解时间最长的生物材料，植入体内5年后仍可能存在。范玉荣等^[43]探讨聚乳酸基形状记忆输卵管避孕材料的安全性，结果显示实验组及自身对照组手术侧肉眼可见材料植入体内后变短粗，后期逐渐变细小，光学显微镜下初期可见输卵管皱襞被压缩，后皱襞内逐渐有纤维增生，电镜下上皮细胞内有异物颗粒，后期肌细胞间可见大量胶原，说明聚乳酸基形状记忆材料植入兔输卵管后能刺激输卵管纤维组织增生，材料可降解，对人体无危害。

形状记忆合金可复性输卵管避孕栓：镍钛形状记忆合金因具有超弹性和形状记忆效应且生物相容性良好等特性，已被广泛应用于医学领域，应用镍钛合金材料研制的输卵管微型节育器有望为育龄期妇女提供一种新型的避孕方法，付正英等^[44]设计的输卵管微型节育器形状为串珠状，由外鞘和填充物组织，外鞘由镍钛形态记忆合金丝编织而成，填充物为聚酯膜或医用涤纶，表面应用聚四氟乙烯涂层。该节育器具有完全封堵输卵管功能，能有效达到避孕与节育的目的，且对人体无任何器质性损害。

为了达到安全，持久避孕的效果，同时也为了能解决输卵管绝育可复性的问题，迫切需要开发新的输卵管节育的避孕材料。目前有希望取得进展的是形状记忆高分子多聚体生物材料，其中以温度敏感的形状记忆生物材料最具前景。研究重点应放在寻找生物相容性与组织反应性之间协调的理想输卵管栓塞材料及材料的最佳设计和取出方法、复孕率的提高等方面。

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