無菌醫(yī)療器械的生物性能檢驗(yàn)

無源醫(yī)療器械的生物性能檢驗(yàn)

為什么要進(jìn)行醫(yī)療器械生物性能檢驗(yàn)？醫(yī)療器械與人體接觸、介入或植入體內(nèi)后會(huì)與人體發(fā)生非常復(fù)雜的反應(yīng)過程：組織反應(yīng)、血液、免疫反應(yīng)，以及這三種反應(yīng)所引起的全身反應(yīng)以上三種生物反應(yīng)在臨床上的表現(xiàn)：滲出物反應(yīng)；感染；鈣化；血栓栓塞；腫瘤因此，臨床前的生物學(xué)試驗(yàn)或生物安全性評價(jià)是必要的！無源醫(yī)療器械生物性能檢驗(yàn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB/T14233.2-2005醫(yī)用輸液、輸血、注射器具檢驗(yàn)方法第2部分：生物學(xué)試驗(yàn)方法GB/T16175-2008醫(yī)用有機(jī)硅材料生物學(xué)評價(jià)試驗(yàn)方法ISO10993－GB/T16886系列標(biāo)準(zhǔn)ISO10993系列標(biāo)準(zhǔn)及采標(biāo)情況標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱發(fā)布或修改年份采標(biāo)情況10993-1生物學(xué)評價(jià)和試驗(yàn)2003GB/T16886.1-2001（采用1997版）10993-2動(dòng)物保護(hù)要求2006GB/T16886.2-2000（采用1992版）10993-3遺傳毒性、致癌性和生殖毒性試驗(yàn)2003GB/T16886.3-2008（采用2003版）10993-4和血液相互作用試驗(yàn)選擇2002GB/T16886.4-2003（采用2002版）10993-5細(xì)胞毒性試驗(yàn)：體外法2005GB/T16886.5-2003（采用1999版）10993-6植入后局部反應(yīng)試驗(yàn)2007GB/T16886.6-1997（采用1994版）10993-7環(huán)氧乙烷滅菌殘留量2002GB/T16886.7-2001（采用1995版）10993-9潛在降解產(chǎn)物的定性和定量框架1999GB/T16886.9-2001（采用1999版）10993-10刺激和遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗(yàn)2002GB/T16886.10-2005（采用2002版）10993-11全身毒性試驗(yàn)2006GB/T16886.11-1997（采用1993版）10993-12樣品制備與參照材料2002GB/T16886.12-2005（采用2002版）10993-13聚合物降解產(chǎn)物的定性與定量1998GB/T16886.13-2001（采用1998版）10993-14陶瓷制品降解產(chǎn)物的定性和定量2001GB/T16886.14-2003（采用2000版）10993-15涂層和未涂層金屬和合金降解產(chǎn)物的定性與定量2000GB/T16886.15-2003（采用2000版）10993-16降解產(chǎn)物和可瀝濾物毒性動(dòng)力學(xué)研究設(shè)計(jì)1997GB/T16886.16-2003（采用1997版）10993-17可瀝濾物允許限量的建立2002GB/T16886.17-2005（采用2002版）10993-18材料化學(xué)特性2005

10993-19材料理化、形態(tài)學(xué)與拓補(bǔ)學(xué)特性2006

10993-20醫(yī)療器械免疫毒理學(xué)試驗(yàn)原則與方法2006

10993-21醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)編寫指南（CD）2000

GB/T16886.1醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)第1部分：評價(jià)與試驗(yàn)試驗(yàn)/評價(jià)項(xiàng)目的選擇有哪些具體的產(chǎn)品呢？表面接觸類表面接觸

皮膚

A粘附電極避孕套B急救繃帶C外科矯形固定用制品A人工排泄口（用于人工肛門）、尿引流袋、泌尿系統(tǒng)沖洗用導(dǎo)管、泌尿系統(tǒng)診斷導(dǎo)管、造影導(dǎo)管B胃腸道用導(dǎo)管：進(jìn)食用導(dǎo)管、胃腸道引流、灌注、清洗和取樣用導(dǎo)管

粘膜

A呼吸道用導(dǎo)管：吸痰用導(dǎo)管、氣管內(nèi)導(dǎo)管（包括麻醉用氣管插管）、供氣管道、給氧管道B泌尿系統(tǒng)用導(dǎo)管：尿道用導(dǎo)管、膀胱留置導(dǎo)管C人工食道、接觸眼鏡、宮內(nèi)節(jié)育器損傷皮膚A外科用敷料B急救繃帶（大號）C創(chuàng)傷、愈合和保護(hù)用敷料（燙傷用敷料、硅橡膠紗布等）半體內(nèi)半體內(nèi)植入類對于一個(gè)新的材料和器械可按以上分類原則進(jìn)行分類，再確定進(jìn)行的評價(jià)試驗(yàn)項(xiàng)目對于某些材料和器械可能會(huì)使用在幾個(gè)不同部位，通常需要進(jìn)行所屬各類相應(yīng)的評價(jià)試驗(yàn)視具體情況而定例如：某些縫線可用于表皮縫合，也可用于組織內(nèi)縫合，有的還可用于心臟手術(shù)縫合，這時(shí)縫線就必須進(jìn)行以上三類要求的所有生物學(xué)試驗(yàn)。幾個(gè)原則一般是在完成基本評價(jià)試驗(yàn)后再考慮補(bǔ)充評價(jià)試驗(yàn)如果材料和器械用于計(jì)劃生育或生殖系統(tǒng)部位時(shí)，就必須補(bǔ)充做生殖和發(fā)育毒性試驗(yàn)如果材料和器械在體內(nèi)會(huì)發(fā)生降解，就必須補(bǔ)充做體內(nèi)生物降解試驗(yàn)要考慮的因素在考慮一種材料與組織間的相互作用時(shí)，不能脫離整個(gè)醫(yī)療器械的總體設(shè)計(jì)一個(gè)好的醫(yī)療器械必須要具備有效性和安全性這就涉及到材料的各種性能。例如化學(xué)性能、電子性能、力學(xué)性能、形態(tài)學(xué)性能、生物學(xué)性能等一個(gè)生物相容性好的材料未必具備好的力學(xué)性能因此，一般是在材料滿足其物理和化學(xué)性能后，再去評價(jià)它的生物性能。但是直到目前材料的尺寸和表面形態(tài)對人體組織的影響還未進(jìn)行深入研究，在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中都未涉及到這一問題對一個(gè)產(chǎn)品的生物學(xué)評價(jià)，不僅和制備產(chǎn)品的材料的性能有關(guān)，而且還和加工工藝有關(guān)所以應(yīng)該考慮加入材料中的各種添加劑，以及材料在生理環(huán)境中可浸提出的物質(zhì)或降解的產(chǎn)物在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，應(yīng)對最終產(chǎn)品的可浸提物質(zhì)的化學(xué)成分進(jìn)行定性和定量的要求和分析這樣可控制和減少最終產(chǎn)品對生物體的危害實(shí)際上考慮到滅菌可能對生物材料和醫(yī)療器械的潛在作用，以及伴隨滅菌而產(chǎn)生的毒性物質(zhì)因此，在進(jìn)行生物學(xué)評價(jià)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該用最后滅菌過的產(chǎn)品或最后滅菌過的產(chǎn)品中有代表性的樣品作為試驗(yàn)樣品或作為制備浸提液樣品在進(jìn)行生物學(xué)評價(jià)試驗(yàn)時(shí)為了減少動(dòng)物使用量和節(jié)約時(shí)間，一般是先進(jìn)行體外試驗(yàn)，后進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)如果體外試驗(yàn)都通不過，就不必做動(dòng)物試驗(yàn)根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，一般是先進(jìn)行溶血試驗(yàn)和細(xì)胞毒性試驗(yàn)。特別是溶血試驗(yàn)具有很高的靈敏度，是一個(gè)很好的粗篩試驗(yàn)進(jìn)行生物學(xué)試驗(yàn)必須要在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室（應(yīng)通過國家藥品監(jiān)督管理局的認(rèn)可），并由經(jīng)過培訓(xùn)且具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行，其試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)具有可重復(fù)性。在對最終產(chǎn)品作出評價(jià)結(jié)論時(shí)，也應(yīng)考慮到產(chǎn)品的具體應(yīng)用及有關(guān)文獻(xiàn)（包括臨床使用資料）由于材料和器械的復(fù)雜性和使用的多樣性，不能規(guī)定一套硬性的合格或不合格指標(biāo)否則會(huì)出現(xiàn)兩種可能，一種可能是受到不必要的限制，另一種可能是產(chǎn)生虛假的安全感因此一般是在最終產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中確定合格/不合格的指標(biāo)，或接受/不可接受的限度當(dāng)最終產(chǎn)品投放市場后如果制造產(chǎn)品的材料來源或技術(shù)條件發(fā)生變化；產(chǎn)品的配方、工藝、初級包裝或滅菌條件改變；儲(chǔ)存期內(nèi)產(chǎn)品發(fā)生變化；產(chǎn)品用途發(fā)生變化；有跡象表明產(chǎn)品用于人體時(shí)會(huì)產(chǎn)生副作用時(shí)；都要對產(chǎn)品重新進(jìn)行生物學(xué)評價(jià)幾種常用的生物學(xué)試驗(yàn)遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗(yàn)細(xì)胞毒性試驗(yàn)溶血試驗(yàn)全身毒性試驗(yàn)熱原試驗(yàn)刺激試驗(yàn)遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗(yàn)：用材料或其浸提液做試驗(yàn)，評價(jià)生物材料和醫(yī)療器械的潛在過敏原。常用的方法有最大劑量法和封閉貼敷法，使用豚鼠做試驗(yàn)GB/T14233.2-2005GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005遲發(fā)型超敏反應(yīng)試驗(yàn)最大劑量試驗(yàn)封閉式敷貼試驗(yàn)所需樣品量：直接接觸材料：片材/薄膜－－厚度不超過0.5cm的至少需要700cm2凝膠狀－－50g以上

液體－－50ml以上浸提液材料：固體－－15g以上液體－－50ml以上試驗(yàn)流程（最大劑量法）

皮內(nèi)誘導(dǎo)階段（進(jìn)行試驗(yàn)樣品注射）

局部誘導(dǎo)階段（試驗(yàn)樣品敷貼48±2h）

激發(fā)階段（試驗(yàn)樣品敷貼24±2h）7d（±1d）14（±1d）結(jié)果觀察（24h和48h）檢驗(yàn)所需時(shí)間：至少35d！陰性－－無致敏陽性：－－對照組動(dòng)物等級小于1而試驗(yàn)組動(dòng)物中等級大于1或等于1－－對照組動(dòng)物等級大于1或等于1時(shí)，試驗(yàn)組動(dòng)物反應(yīng)超過對照動(dòng)物中最嚴(yán)重的結(jié)果判定刺激試驗(yàn)

用材料或其浸提液做試驗(yàn)，評價(jià)生物材料和醫(yī)療器械的潛在刺激原。根據(jù)生物材料和醫(yī)療器械的具體使用部位，可選擇進(jìn)行皮膚刺激試驗(yàn)、皮內(nèi)刺激試驗(yàn)或粘膜刺激試驗(yàn)等。常使用兔子做試驗(yàn)GB/T14233.2-2005GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005（原發(fā)性）皮膚刺激試驗(yàn)GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005樣品退熱貼、口罩、手術(shù)衣、手術(shù)包巾、外用液體用瓶、凝膠、造口護(hù)膚粉等。試驗(yàn)流程

樣品制備（粉劑、液體、固體、浸提液）樣品敷貼：4h/24h結(jié)果觀察：1h、24h、48h、72h檢驗(yàn)時(shí)間：5～7d結(jié)果判斷根據(jù)原發(fā)性刺激指數(shù)PⅡ進(jìn)行判定注意：GB/T16886.10－2005新西蘭兔原發(fā)性刺激指數(shù)為0，按標(biāo)準(zhǔn)判定，供試品皮膚刺激反應(yīng)類型為極輕微GB/T16175-2008新西蘭兔原發(fā)性刺激指數(shù)為0，按標(biāo)準(zhǔn)判定，供試品皮膚刺激反應(yīng)分級為無刺激

皮內(nèi)反應(yīng)試驗(yàn)GB/T14233.2-2005GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005

將浸提液（極性和非極性）注射到動(dòng)物皮內(nèi)，觀察浸提液對動(dòng)物的刺激作用常見的產(chǎn)品：透析器、氧合器、管路、過濾器、輸血輸液、注射器具、經(jīng)皮椎體成型手術(shù)器械等試驗(yàn)流程

樣品制備制成浸提液（生理鹽水/植物油）樣品注射結(jié)果觀察（24h、48h、72h）檢驗(yàn)時(shí)間：5d1¤2¤3¤4¤5¤6¤7¤8¤9¤10¤1¤2¤3¤4¤5¤6¤7¤8¤9¤10¤注射0.2mL0.9％氯化鈉注射液制備的浸提供試液注射0.2mL0.9％氯化鈉注射液對照液注射0.2mL植物油制備的浸提供試液注射0.2mL注射植物油對照液頭尾注射示意圖結(jié)果判斷分別計(jì)算試驗(yàn)樣品和對應(yīng)溶劑的綜合平均計(jì)分試驗(yàn)樣品與溶劑對照平均計(jì)分之差不大于1.0符合試驗(yàn)要求

眼刺激試驗(yàn)當(dāng)皮膚接觸難以評價(jià)時(shí)試驗(yàn)流程

樣品制備（液體、固體）試驗(yàn)樣品滴于1眼內(nèi)對側(cè)滴入空白液

結(jié)果觀察（1h、24h、48h、72h）檢驗(yàn)時(shí)間：5d結(jié)果判斷根據(jù)眼損傷計(jì)分系統(tǒng)對觀察到的反應(yīng)進(jìn)行記分并記錄。根據(jù)試驗(yàn)眼與對照眼之間的差異性進(jìn)行判斷，試驗(yàn)眼反應(yīng)應(yīng)不大于對照眼。溶血試驗(yàn)本試驗(yàn)將醫(yī)療器械與血液直接接觸，通過測定紅細(xì)胞釋放的血紅蛋白量以判定供試品的體外溶血程度。GB/T14233.2GB/T16175GB/T16886.4試驗(yàn)流程

樣品制備樣品切成條狀，5g/10ml

家兔心臟采血抗凝稀釋后加入樣品中離心，吸取上清液測量吸光度（545nm）水浴30min水浴60min試驗(yàn)時(shí)間：1d溶血率≤5％是可接受的體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)具有通用性，廣泛適用于各種醫(yī)療器械和材料的評價(jià)。通過細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，測定生物材料和醫(yī)療器械，或其浸提液對細(xì)胞溶解（細(xì)胞死亡）、抑制細(xì)胞生長和其它毒性作用。常用直接接觸法。常用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T16886.5-2003醫(yī)療器械生物學(xué)評價(jià)第5部分：體外細(xì)胞毒性試驗(yàn)GB/T16175－2008醫(yī)用有機(jī)硅材料生物學(xué)評價(jià)試驗(yàn)方法GB/T14233.2-2005醫(yī)用輸液、輸血、注射器具檢驗(yàn)方法第2部分：生物學(xué)試驗(yàn)方法根據(jù)被評價(jià)樣品的性質(zhì)、使用部位和使用特性選擇適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法。試驗(yàn)分成3類：浸提液試驗(yàn)、直接接觸試驗(yàn)、間接接觸試驗(yàn)代表產(chǎn)品：氧合器、透析器、超濾器、注射器、輸液器等試驗(yàn)流程將細(xì)胞接種于細(xì)胞培養(yǎng)板中加入試驗(yàn)樣品（浸提液/直接接觸樣品）結(jié)果觀察（72h）試驗(yàn)時(shí)間：7d2d后結(jié)果判斷定性評價(jià)：用顯微鏡觀察細(xì)胞，對細(xì)胞形態(tài)、空泡形成、脫落、細(xì)胞溶解等方面的變化進(jìn)行評價(jià)、計(jì)分、確定細(xì)胞毒性反應(yīng)程度此外，在GB/T14233.2-2005中四唑鹽（MTT）比色法適用于醫(yī)用輸液、輸血、注射器具。

接種細(xì)胞（96孔板）加入材料浸提液加入MTT4h后加入DMSO，用酶標(biāo)儀測定吸光度，計(jì)算RGR試驗(yàn)時(shí)間：7d24h72hMTT法結(jié)果判斷通過細(xì)胞計(jì)數(shù)計(jì)算相對增殖度（RGR），并根據(jù)RG