卫生棉条使用所致金属暴露的定量风险评估框架

《Environmental Advances》：Quantitative Risk Assessment Framework for Metal Exposure from Tampon Use

　　

背景：既往研究报道月经卫生棉条中存在痕量金属，引发健康担忧，但风险取决于生物可利用剂量而非产品含量，且阴道暴露数据有限。目的：本研究提出一套基于暴露的风险评估框架，涵盖金属释放、阴道上皮渗透及卫生棉条使用可能导致的全身暴露。方法：研究人员分析了一款市售卫生棉条中砷(As)、镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)、铅(Pb)、汞(Hg)的含量；将棉条于37°C人工经血(AMF)中孵育12小时，采用重组人阴道上皮模型暴露于实测浸出液及1000倍与10000倍高浓度保守替代溶液，通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定冲洗液、组织及接收液中金属量；以最大估计暴露剂量(EEDmax)估算全身暴露，并依据ICH Q3D静脉注射允许日暴露量(PDE)计算安全边际(MoS)。结果：AMF浸出液中金属浓度极低，仅Pb可定量（最高3.4 ng/mL），其余低于定量限；大部分金属存于冲洗液(约50–95%)，组织结合≤34%，接收液转移≤5%；实测条件下EEDmax近检测限，MoS>90,000；1000倍条件下EEDmax≤0.12 μg/day，MoS约270–9300；10000倍条件下EEDmax≤0.27 μg/day，MoS为24(Cd)至3970(Cr)，均>1。结论：卫生棉条使用所致金属全身暴露可忽略，即便在保守假设下吸收剂量远低于毒理阈值，预期使用条件下风险极小；所提实验框架可重复应用于各类棉条材料与安全评价。

研究背景与立项依据

月经卫生棉条作为与阴道黏膜长期接触的文本织物类医疗器械，其痕量金属（砷、镉、钴、铬、铅、汞）来源包括植物纤维吸收、工业加工及染料抗菌剂添加。既往公开研究多停留在干品总含量检测，缺乏生理相关条件下的浸出、阴道上皮渗透及基于吸收剂量的风险表征，且公众担忧常由“检出即风险”误导。研究人员指出，阴道黏膜无角质层、血管丰富，理论上吸收效率高于皮肤，但现有生物相容性框架（ISO 10993-1、ISO 10993-17）与ICH Q3D元素杂质指南尚未被系统用于卫生棉条金属浸出物的黏膜暴露评估。该研究由此构建一套整合生理相关浸出、体外上皮渗透与监管级MoS计算的暴露评估框架，论文发表于《Environmental Advances》。

主要关键技术方法

研究人员联合Charles River Laboratories Edinburgh在GLP原则下开展两阶段实验：第一阶段以同批次市售卫生棉条（约2 g/条）于37°C人工经血(AMF)中振荡孵育12小时生成浸出液；第二阶段采用MatTek公司EpiVaginal?全厚度重组人阴道上皮模型（含基底/棘层/糖原/紧密连接，气液界面培养），分别以原始浸出液、1000×及10000×替代溶液（基于实测均值配制） topical暴露12小时，设AMF载体对照、未处理对照及FITC-dextran阳性屏障对照各复本，经TEER验证屏障完整性后，分测冲洗液、酸消化组织、基底接收液金属量（ICP-MS）。暴露剂量以六棉条/日与年使用60日校正得EED_max,de，对照ICH Q3D静脉注射PDE算MoS。样本为单一商业棉条品牌同批号。

研究结果

3.1 干品卫生棉条元素浓度：干品中六元素均呈ng/g低值，As、Cd、Co、Cr、Hg低于LOQ，仅Pb可定量（均值88.7 ng/g），证实基质本底杂质水平。

3.2 AMF孵育后棉条残留：12小时孵育后残留量较干品波动<3倍，Pb下降约4倍至24 ng/g，与浸出液增量方向一致，Cd、Co未检出，提示部分转移入液。

3.3 AMF浸出液元素浓度：仅Pb可靠定量（最高3.4 ng/mL，折合41 ng/g当量），余者低于LOQ，As低于LOD，说明生理条件下释放极微。

3.4 EpiVaginal各室分布：1000×与10000×条件下回收质量均呈冲洗液?组织?接收液；冲洗液占50%(Cd)–95%(Cr)，组织结合2%(Pb)–34%(Cd)，接收液一般≤5%，证明大部分金属滞留表面随经血排出，透皮转运可忽略。

3.5 上皮屏障完整性(TEER)：基线1400–2100 Ω·cm2，孵育后各组略降，处理组不低于未处理对照且高于AMF载体组，无暴露特异性损伤。

3.6 风险表征：实测浸出液EED_max,de近检测限，MoS约9.7×10⁴(Co)至6.45×10⁷(Cr)；1000×时EED_max,de 0.003–0.115 μg/day，MoS 275(Cd)–9282(Cr)；10000×时EED_max,de 0.014–0.270 μg/day，MoS 24(Cd)–3970(Cr)，全部≥1。

3.7 敏感性分析：假设全年每日6条棉条，EED_max,de升约6倍，10000×下Cd的MoS仍≈3.9，远超阈值，结论稳健。

讨论部分总结

研究人员比对Shearston等(2024)与Shin等(2009)干品数据，确认本品含量在同量级；指出阴道上皮虽无角质层且避肝首过，但AMF含血红蛋白/亚铁/巯基使Cr(VI)还原为Cr(III)，静态暴露已保守高估停留时间。MoS巨大主要反映浸出近零而非精确比值，吸收剂量需升2–4个数量级才近PDE。即使全按Cr(VI)计（PDE 0.1 μg/day）MoS仍≈6030。铅吸收≈0.00001 μg/day，较FDA育龄女性参考水平8.8 μg/day可忽略，血铅增量<0.01 μg/dL。杂质源于棉花生长期土壤/农化/加工漂白，非有意添加。ISO 10993-17适用于累计接触>30天的重复用器械，FDA与ISO TC 338正据此推进标准。局限含单品牌、未现场 speciation、体外缺黏液周转/微生物/周期激素，但EpiVaginal通透偏高使结果为上限。

结论部分翻译

本研究提供了迄今首个卫生棉条使用金属可浸出性与阴道上皮渗透性的实证表征，以及ISO 10993-17暴露框架在该器械类的首次应用。金属向AMF浸出极微，跨上皮转运可忽略，全部场景下MoS远超1，即便10000×替代浓度亦如此；即便生理不成立的最坏假设下吸收剂量仍远低于既定安全阈。所生成参数可为月经产品监管评估提供可重复方法学基础。虽仅评一款商业棉条，该浸出-渗透-风险框架广适于其他材料与设计。未来金属规范宜采基于暴露的ISO 10993-17框架，以吸收剂量对照毒理阈而非仅凭总含量设限。本研究支持在建立月经产品金属杂质限值时一并考量可浸出性与生物利用度。