Kauçuk yapıda Foley idrar sondalarının sitotoksisitesinde çinko bileşiklerinin olası rolü

AMAÇ: Doğal kauçuk yapıda olan sonda ve cerrahi eldivenlerin farklı hücreler üzerindeki sitotoksik etkileri olduğu bildirilmiştir. Bu etkilerin azaltılması amacıyla gümüş ya da polimerik (hidrojel, silikon, politetrafloroetilen) kaplamalar gibi değişik kaplama teknikleri geliştirilmiştir. Kaplama sondaların üretim aşamasında, kauçuk sondalara benzer şekilde hızlandırıcı olarak çinko bileşikleri kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, kauçuk sondaların in vitro sitotoksik etkilerini, silikon kaplanan kauçuk sondalar ile karşılaştırmak ve toksisite nedenini araştırmaktır
YÖNTEMLER: Doğal kauçuk, silikon kaplı kauçuk ve % 100 silikon olmak üzere üç grupta 8 farklı markadan 48 sondanın sitotoksik etkileri, fare bağ dokusu fibroblast hücre kültüründe (L-929) nitel (görüntüleme ve skorlama) ve nicel (MTT) yöntemler ile araştırılmıştır. Sonda özütlerinde bulunan element düzeyleri Alevli Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi (AAS) ile incelenmiştir.
BULGULAR: Negatif kontrol olarak kullanılan standart polietilen ile karşılaştırıldığında, % 100 silikon sondalardan elde edilen özütlerin uygulandığı hücrelerde % canlılık oranı değişmezken (%95,43± 5,39), doğal kauçuk (%8,57 ± 0,54) ve silikon kaplı kauçuk sondalarda (%21,0±2,52) canlılığın anlamlı olarak azaldığı görülmüştür (p<0,01). AAS ile ölçülen sonda özütleri çinko düzeyleri silikon sondalarda 0,11± 0,01, kauçuk sondalarda 4,78±0,66 mg/L, silikon kaplı grupta ise 2,78± 0,33 mg/L olarak bulunmuş ve toksik etkiler arasında korelasyon tespit edilmiştir. Düzeyleri araştırılan diğer elementler (Cr, Ag, Cu, Bi, Pb, Fe, Co, Cd) arasında anlamlı bir fark bulunamamıştır. Metal iyon şelotörü olan etilendiamintetraasetik asit (EDTA)’in hücreler için toksik olmayan düzeyi (5µM) uygulama öncesinde özüt içerisine eklendiğinde kauçuk yapıda sondaların sitotoksisitesi anlamlı olarak geriye dönmüştür (sırasıyla %101,05± 5,86 ve 100,24± 4,9).
SONUÇ: Çalışmamız, doğal kauçuk ve silikon kaplı kauçuk sondaların sitotoksik etkilerinin silikon sondalardan anlamlı olarak daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bu toksisiteden, üretim aşamasında çeşitli amaçlar ile kauçuğa eklenen çinko bileşiklerinin sorumlu olduğu kanıtlanmıştır. Silikon kaplı sondaların sitotoksik etkileri arasında görülen anlamlı fark, üretim teknolojisinin, kalite için önemli bir faktör olduğunu ortaya koymaktadır. Farklı kaplama yöntemlerinin araştırılması ya da kauçuk sondaların yerine toksik olmadığı kanıtlanan ürünler kullanılması, kliniklerde üriner kateterizasyondan kaynaklanan komplikasyonların azaltılması için çözüm olabilir.

The possible role of Zinc compounds on the cytotoxicity of latex Foley urinary catheters

OBJECTIVE: The cytotoxic effects of natural rubber gloves and urinary catheters on different cells have been earlier reported. In order to reduce these effects, various coating techniques such as silver or polymer (hydrogel, silicone, polytetrafluoroethylene (PTFE)) coatings have been developed. However, during manufacturing process of silicone-coated rubber catheters -similar to latex catheters-, zinc compounds which have cytotoxic effects are added to the natural rubber base. The aim of this study was to compare the in vitro cytotoxic effects of rubber catheters with the silicone-coated rubber and to investigate the causes of the toxic effect.
METHODS: The cytotoxic effects of total 48 urinary catheters in three different structure (natural rubber, silicone, silicone-coated rubber) and 8 different brands were analysed in mouse connective tissue fibroblast cell culture (L-929) by qualitative (imaging and scoring) and quantitative (MTT) methods. The levels of the elements in catheter extracts were examined in an Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS).
RESULTS: Compared with standard polyethylene used as a negative control, the extracts from 100% silicone did not change vitality (95.43% ± 5.39) while the natural rubber (8.57% ± 0.54) and silicone-coated rubber (21.0% ± 2.52) decreased significantly ((mean ± St. error, p <0.01). In elemental analysis of the catheter extracts by AAS method, the zinc levels of rubber and silicon-coated catheter extracts were 4.78 ± 0.66 mg / L and 2.78 ± 0.33 mg / L respectively and correlated with the observed toxic effects. Between the investigated levels of other elements (Cr, Ag, Cu, Bi, Pb, Fe, Co, Cd), a statistically significant difference could not been found. The addition of the chelating agent -ethylenediaminetetracetic acid (EDTA)- which is in non-toxic leves (5μM) for the cells reversed the latex cytotoxicity totally.
CONCLUSION: Our study demonstrated that both the rubber and the silicone-coated rubber catheters have cytotoxic effects. Zinc compounds added to rubber in the production stage with a variety of purposes have proven to be responsible from this toxicity. The significant difference between the cytotoxic effects of silicone-coated catheters suggests that an production technology is an important factor for the quality. Different coating methods investigations or the products proved to be non-toxic should be used instead of the rubber the catheters, in order to reduce urinary catheterization complications in clinical practice.