最近在药物研发领域里水凝胶作为药物递送系统的的应用越来越多。水凝胶（Hydrogel）是指一类由亲水性聚合物彼此交联而形成的三维网络，可以归属为高分子材料。水凝胶因为良好的生物相容性、物化性能、高吸水及高保水的性能，正逐渐被组织工程、生物医药、软电子等行业所开发应用。

其中的环境敏感型水凝胶在不同的设计下会根据外界的温度、PH值、离子、光照等因素发生物理性能的改变，可以有效应应用于生物医药的药物递送、组织黏合等领域。此外，也有研究者开始开发基于水凝胶支架的注射剂以支持肿瘤药物递送和疫苗递送。在这些应用场景里，水凝胶成为了一种医用材料，甚至参与了药械组合，因此需要相应级别的安全性评价。

在医用工程领域，水凝胶需要进行一系列的力学性能测试、溶胀比实验、抗菌实验、细胞毒性实验、动物试验等。但是作为一种新型材料，各种法规对水凝胶的检测项目规定并不非常清晰明确，根据不同的用途需要侧重的项目也并不尽相同，但是大致分为三个方面：

01安全性测试

包含生物相容性和外源因子的检测；

02理化特性

主要指凝胶本身的理化性能，及其在各种环境下的稳定性能力

03质传递性能

主要是检测细胞迁移能力、营养与废物的传递、生物活性物质的释放速率等能力，这也是水凝胶体现药物缓释作用的主要能力

其中安全性测试中外源因子安全评估主要是针对细菌、真菌、支原体、病毒微生物、细菌内毒素进行检测，而生物相容性则是用来确认产品对人体的安全性影响，一般依据的法规来源分为医疗器械的ISO10993系列，OECD关于化妆品和化学品的致敏性相关要求。

体内替代实验是用小鼠替代豚鼠的检测方法，相对于整体动物实验，用了小动物代替体积比较大的动物不仅提高了实验室的使用率，也进一步优化了方案提高实验准确度。体内替代实验包括鼠耳廓肿胀实验（MEST），非侵入性耳廓肿胀分析（MESA）和局部淋巴结实验（LLNA）。MEST法是预先向小鼠腹腔注射佐剂，再用胶带剥脱法多次剥离小鼠腹部皮肤角质层后涂抹被试物，然后在将受试物涂于一侧耳廓，经过一段时间培养后根据小鼠两边耳廓厚度的变化来确认受试物的致敏性。MESA的方法与MEST大致相当但是并不向小鼠注射佐剂。LLNA实验则是在小鼠耳背涂抹相应的受试物后通过小鼠尾静脉注入放射性同位素的标记胸腺，然后测量小鼠耳边淋巴结T细胞的增殖能力来确认受试物的刺激性。LLNA方案不仅有很好的灵敏性，也提高了实验过程中的动物的舒适程度，所以被OECD的致敏性实验指南中收录。

皮肤致敏性是此类产品生物兼容性的评估的重要组成部分，整体动物实验是其中最传统的方法，主要包括豚鼠Buehler试验（BT）和最大化试验（GPMT）实验。GPMT法通常选择不少于20只的成年豚鼠作为实验目标，使用佐剂作为免疫增强剂进行皮内注射、局部接触诱和激发封闭贴斑等测试。而BT实验又称为局部封闭涂皮实验，该方案不使用佐剂，只是在诱导期和激发期对局部皮肤涂抹受试物从而确认待测样品对皮肤的致敏情况。相对来讲GPMT灵敏度更高一些，但是可能高估待测样品的致敏能力。

替代方法（alternative methods）通过采用非动物性检测系统或使用种系发育较低级物种来代替动物使用，是3R原则的科学体现，也是对致敏性测试方案的重要补充。目前ECHA向注册者发布了关于在评估化学品的皮肤致敏性时如何可靠地结合不同来源的替代数据的建议。该建议是基于OECD 2021年7月的一份名为《Guideline on Defined Approaches for Skin Sensitisation》的新指南，由OECD皮肤致敏性判定方法专家组制定完成。

皮肤致敏的不良反应结局路径（AOP）框架

“三取二”（2o3）策略致敏性评估最常用的策略，是一种透明、基于规则的方法，无需专家判断。该策略包含OECD正式描述的导致皮肤过敏KEs前三个中的至少两个。KE1：蛋白质结合（直接多肽反应分析DPRA）；KE2：角化细胞活化（KeratinoSens™）；KE3：树突状细胞激活（人类细胞系激活试验h-CLAT）。以未定义的顺序进行连续测试，预测皮肤过敏风险。对两个KEs进行分析，如果这些分析的结果一致，则相应地预测化学品为阴性或阳性。如果前两次分析结果不一致，则运行剩余KE的分析。这种策略也是欧陆BPT最主要使用的策略之一。

目前还没有一种体外测试方法的结果能完全代替动物试验单独用于化学物皮肤致敏性评估，每一种体外方法只能反应皮肤致敏不良反应结局路径(AOP)中的一部分关键信息，不能完整的反应整个皮肤致敏机制过程。BSL BIOSERVICE实验室可以提供相应的基于动物的GLP级别毒理学实验，欧陆慕尼黑实验室则擅长支持体外的替代毒理学检测方案。两个实验室一起提供水凝胶产品的生物相容性测试整体解决方案。