医疗器械的生物相容性试验

根据美国食品和药物管理局(FDA), 生物相容性是“器械材料在特定情况下具有适当宿主反应的能力”.简单地说, 医疗器械在生物系统内的相容性是通过生物相容性试验来评估的.

生物相容性测试评估医疗器械与活组织和细胞之间发生的相互作用，这些组织和细胞在相互接触时暴露于器械. 一般, 测试是在小动物身上进行的，目的是复制在人体内观察到的潜在反应.

生物风险评估是获得监管部门批准的强制性要求, 生物相容性测试是生物风险评估的重要组成部分. FDA批准的每个器械都必须提交这个过程, 甚至是最具创新性的, 如果患者对所使用的材料产生不良反应，最佳设计的产品有可能产生意想不到的并发症. 即使是工业中经常使用的众所周知的材料，如果以这种方式将其纳入设备中，也会产生意想不到的反应，从而导致污染, 退化, 或者有毒物质的潜在浸出. 因此, 所有医疗器械必须经过生物风险评估, 其中包括生物相容性测试, 保护病人免受任何有毒物质的侵害, 生理, 免疫原性, 或者是诱变效应.

如表1所示, ISO 10993提供了材料生物相容性矩阵，概述了包括细胞毒性测试在内的生物测试方法, 敏感分析, 急性全身毒性试验, 过敏测试, 亚慢性毒性试验, 基因毒性测试, 植入测试, 血液相容性测试. 除了这些方法, ISO 10993指南的多个部分侧重于化学特性或可提取和可浸出物测试. 有了新的设备和更先进的分析方法, 监管机构继续关注这些补充分析，作为体内生物相容性测试的补充. 例如, 最新的欧洲医疗器械法规(MDR)要求概述了关于材料和化学特性的更强大的数据要求. 结合毒理学风险评估, 化学测试提供保护患者安全所需的关键数据, 包括特定分析物的有害暴露水平.

表1. ISO 10993材料生物相容性矩阵

定义生物相容性及其在医疗器械监管提交中的作用

根据FDA, 生物相容性是“医疗器械或材料在特定应用中在适当的宿主反应内执行的能力”.“其核心是, 生物相容性描述了医疗器械根据其预期用途发挥作用的能力, 当医疗设备在人体内引起不良反应时, 这些反应被限制在允许和容忍的范围内.

因为医疗设备经常被触摸, 无论是直接还是间接受到患者的影响, 不希望和/或不合理的副作用是不能容忍的. 以确保这些不良的副作用得到缓解，并限制患者可能经历的任何负面的长期影响, 对医疗器械和材料进行生物相容性测试，以评估和量化确定终点的风险. 当考虑长期植入与短期植入装置, 长期使用植入式装置会增加潜在有害物质浸出的可能性, 如表2所示.

表2. 生物相容性建议和替代方案

证明医疗器械监管提交的生物相容性

演示生物相容性从表征材料和化学物质开始，以确定设备的确切组成, 以及评估新设备与其他竞争设备之间的潜在相似之处. 这确保了专利不被侵犯, 或者如果市场上有类似的设备(称为“谓词设备”), 所述谓语装置可用于与新医疗装置进行比较. 此外, 化学特性研究确定了在典型使用过程中可能会浸出哪些额外的化学物质，或者需要考虑哪些最坏情况下的可提取物.

im体育APP提供多种生物相容性服务，帮助医疗器械开发商和制造商满足ISO 10993-18的要求, 5.2标准. 我们的咨询科学家团队协助客户选择医疗器械的材料, 以及他们对监管要求的深刻理解, 能否提供有关材料成分测试要求的指导.

im体育APP还可以确定客户的材料或设备是否在化学上与已批准的等同或优于, 现有的设备. 对FDA来说，材料等效性的证明通常是足够的. 如果一个等效的设备可以被识别和证明, 化学特性被认为是被批准的, 然后这些要求就被认为满足了. 材料等效性可以通过材料成分或可提取的剖面数据与现有材料进行比较来建立, 前提是使用经过验证的方法来生成数据.

此外，还可以建立最坏情况下的化学物质释放曲线. 举个例子，考虑一个长期植入式装置. 在这个最坏的测试场景中, 科学家们将在模拟体液和实际体液中对该设备进行比较, 非极性有机溶剂. 一旦最坏的情况出现, 然后可以对这两种提取物进行分析，以确定是否有杂质. 以下是im体育APP的专家科学家团队用来确定生物相容性的代表性方法. 虽然不是每种技术都适用于每个项目, 我们根据需要采用适用的方法, 如表3所示.

表3. 医疗器械可萃取物和可浸出物的试验方法

在分析使用最坏情况下从设备中提取的内容时, 然后，一组科学家将进行一项浸出研究，以评估医疗设备在正常使用条件下的性能. im体育APP提供了两种不同的场景:加速老化设计和根据ISO 10993-13进行设备退化研究的实时使用设计. 加速和实时降解研究设计都使用从设备使用周期推断的测试间隔，并应用不同的暴露温度和溶剂进行模拟.

相关性是由先前在设备组件上进行的可提取研究中发现的浸出液组成的. 确定了渗滤液化合物，并与确定的毒理学关注阈值(TTC)进行了比较。. 设备中所有渗滤液的分析评估阈值(AET)来自毒理学关注阈值(TTC)。, 哪一个是120微克/天. 如果渗滤液高于TTC, im体育APP可以与领先的毒理学家合作，对已确定的特定渗滤液的安全阈值进行全面审查和了解. 通常是在毒性水平较高的情况下, 它可能是一种无害的渗滤液, 结果是, 不需要修改建筑材料. 然而, 有时需要改变器件或材料以确保化合物低于TTC, 说明医疗器械在设计阶段生物相容性测试的重要性.

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