药物洗脱支架评价指南

药物洗脱支架评价指南 奚廷斐 中国药品生物制品检定所 北京大学前沿交叉学科研究院 医疗器械产业现状 世界药品和医疗器械消费比例为 10： 7，发达 国家为 1： 1 药品和医疗器械是高利润和高附加值产品 世界医疗器械年增长在 5-8% 美国约为 5%（同期经济增长为 2.7%-4.4%） 欧共体约为 6%（同期经济增长约为 3%） 日本约为 8%（同期经济增长约为 3.5%） 中国 13-15%（同期经济增长约为 9%） 2332 1800 4500 截止到 2007年底，全国有 12,601家医疗器械生产企 业，其中一类生产企业 3,245家，二类生产企业 7,233家，三类生产企业 2,123家。 截止到 2007年底，全国共有 48,725个医疗器械注册证，其中 境内一类产品注册证 13,407个， 境内二类产品注册证 18,202个， 境内三类产品注册证 6,300个， 港澳台医疗器械注册证 260个， 进口医疗器械注册证 10,556个。 心脑血管介入器械与材料 -国际市场 分析 表 2 部分介入心脑血管器械 2003 2008年全球市场估算（单位：百万美元） 2003 2004 2005 2006 2007 2008 04 08 年的平均增 长 率 全球市 场销 售 额 6,663 8,750 9,585 10,140 10,673 11,051 6% 冠脉 (药 物 )支架 3,370 5,150 5,628 5,732 5,847 5,817 3% PTCA球囊 导 管 1,896 2,022 2,124 2,177 2,194 2,211 2% 外周血管支架 516 593 678 760 848 932 12% 颈动 脉支架 23 61 154 303 455 588 76% 远 端保 护 器械 80 97 106 152 215 280 30% 冠心病介入治疗 -国内市场分析 图 1 中国心脏冠脉介入手术例数随时间增加情况 我国介入器械发展概况（冠脉支架） 97年： 04万例； 00年： 0.7万例； 02年： 2万例 04年： 8万例； 05年： 10万例； 08年： 18万例 05年销售额： 23亿元人民币（ 3亿美元） 08年销售额： 40亿元人民币（ 5.8亿美元） 上海微创、北京乐普、山东吉威、大连垠 艺已上市 ,深圳先健、苏州唯科、北京安泰、 北京美中双和、深圳业聚、北京易生科技、 天津百畅、上海赢生、北京万瑞飞鸿、北京 、珠海普林斯顿、深圳信立泰 技术革命带来了冠心病治疗的全技术革命带来了冠心病治疗的全 时代时代 外科搭桥外科搭桥 手术时代手术时代 单纯球囊单纯球囊 扩张时代扩张时代 (1977-1994) 金属裸支架时代金属裸支架时代 (1994- ) 手术要求高手术要求高 费用昂贵费用昂贵 病人创伤大病人创伤大 并发症多并发症多 恢复时间长恢复时间长 创伤小创伤小 操作简单操作简单 并发症多并发症多 病人恢复迅速病人恢复迅速 创伤小创伤小 操作简单操作简单 并发症少并发症少 病人恢复迅速病人恢复迅速 高达高达 50% 的血的血 管再次狭窄率管再次狭窄率 20%30%再狭窄率再狭窄率 5%的再狭窄率的再狭窄率 药物支架时代！药物支架时代！ (2002- ) Restenosis major problem in 1990 DES inhibits restenosis effectively great revolution in 2000 Late thrombosis present major question Are The Chinese Doctors Right With 100% penetration of DES? China Advanced Approaches to Drug Release Bioabsorbable polymers Controlled polymer application Non polymer release (porous surface) Bioabsorbable stents CD3一 4抗体涂覆支架促进内皮化 内皮化效果明显，在一定条件下有抗再狭窄效果 1： FDA-CDRH和 CDER药物洗脱支 架指南 (2008.03) 2：行业标准：动脉支架的专用要求 （ YY/T 2008） 3 ：国家食品药品监督管理局发布 的 “含药医疗器械产品技术审评指导 原则 ”（征求意见稿） 4：我们多年的检测经验 （二） 结构组成 1.输送器 2.球囊 3.支架 支架（带药物涂层及载体） 球囊导管（即支架的输送系统） 注册产品标准的一般要求 一、产品的详细描述： 1、产品组成：包装中的全部组件。 2、物理结构：输送系统以及支架本体的 详细结构和焊点、标记点的位置等内容 。建议附有产品的设计图或可表达足够 信息的结构示意图。 3、参数：支架公称直径、长度、壁厚、 药物含量、公称压力、额定爆破压力、 配合使用的导丝、导引导管尺寸、递送 系统有效长度等。 注册产品标准的一般要求 4、材料： 产品各部件的名称及制造材料的准确化学名称 、金属牌号及常用名； 预期植入人体的金属材料需给出具体化学成分及 显微结构。 如产品中含有涂层，还应明确涂层的预期功能 。 药物应明确其通用名称（中、英文）、结构式 及预期用途。 1. 支架部分的外观要求 2, 支架尺寸要求，包括支架扩张后的外径、 长度等基本尺寸及误差范围。记忆合金材料 的支架应给出其形变温度和形变恢复尺寸要 求（注意检测方法，记忆合金材料在检测时 应在模拟人体体内温度的条件下进行） 3. 金属类支架应对其耐腐蚀性能进行要求 DES的裸架的物性要求 4. 球囊类支架扩张后的径向回缩率，径向回 缩率 =（充气后直径 -最终直径） /充盈后直径 *100% 充气后直径：球囊完全充气后支架的外部直 径 最终直径：球囊放弃后支架在稳定条件时的 外部直径 5.支架扩张后的径向支撑强度 6.抗挤压性能 6.支架的可视性，如 X射线可探测性； 7.支架的磁共振成像（ MRI）相容性，评价 项目包括磁场对支架在力学和温度方面的影 响 ; 8.支架耐疲劳性能要求 : 至少 6个支架施加等同于生理载荷的持续性 压力 3.8亿个周期 (相当于 10年 ) 特殊力学性能测试 抗压强度测试 支架疲劳测试仪 模拟人体环境 ，在 37 生理 盐水测试环境 中 支架表面或药物 涂层情况观测 SEM扫描电镜 DES化学性能要求 输 送 系 统 可降解型载体 药物涂层部分 酸碱度、还原物质、重金属 、紫外吸光度、蒸发残渣 DES的覆膜要求 1. 膜材与支架的附着强度 2. 膜材强度，包括轴向抗拉强度、破 裂强度等机械、力学性能 3. 水渗透量 4. 膜厚 DES涂层要求 1：涂层牢固度 2：涂层溶剂残留量要求 3：可降解涂层的降解实验 体内降解 方便评价潜在的分解产物以及降解过程中形 成的分解产物、药物和 /其他相关化合物的机 制描述。由于讲解中可能会出现原材料或加 工试剂，不包括的特定组分，这些组分也应 该评价。 DES含药要求 1：药物的定性、定量要求 2：药物释放速率的要求 3：药物溶剂残留量要求 1.药物定性：可参考中国药典或国外 药典中该药物项下的检验方法，检验方法 中样品制备、样品取量如果不适用该药医 疗器械的检验时，会采用其他检验方法。 采用的新方法的应经过验证。 药物鉴别 标准规定 产品中药物的保留时间应为 对照品保留时间的 100%5%。 2药物含量（药物载量）：参考中国药 典或国外药典中该药物项下所创建的新方法要 进行验证实验，验证内容一般包线性范围，精 密度，准确度等（药物支架例外），如果采用 成熟的方法（包括国外国家的标准，国际标准 方法的），方法引进者（标准起草单位）本身 即为验证者，可不另行验证，如果操作步骤、 仪器条件、样品条件等有改动，仍按创建新方 法对待。 含药量 标准规定 支架上的药物含量应为：标示含量 允差 单位： g /mm g /cm2 支架长度 支架表面积 3.药物体外释放度试验：药物体外释 放度检验方法，适用于具备药物缓释功能 的含药器械，必须具备一个能够反映体内 基本情况的体外释放度实验方法，以控制 含药器械的质量，保证其安全性和有效 性。 1.）仪器装置，除另有规定外，采用体外释放实验 的仪器可参考以下仪器进行 a.血管支架涂层药物体外释放度试验。仪器结构分 为，动力柄、支架定位装置，溶出杯等，动力柄 运动方向与溶出杯液面垂直 ,运动振幅 2cm,频率 为 30次分，支架定位装置由直径为 1 2mm带 定位环的棒构成，溶出杯体积为 1-250ml可变， 溶出杯温度范围控制在 32-40 0.5 。溶出杯 应可以密闭，易于取样和添加溶出介质。 b.其他体外释放度试验装置，参考以上仪器要求， 采用不同的样品定位装置进行。 摇 床 将被测样品置于一定量 的溶出介质中，置于具 塞、密封瓶中，于 37 恒温振荡空气浴或水浴 中振荡，从而使样品中 有效成份溶出。 溶出度仪 被测样品固定在支架杆上 ，将一定体积的溶出介质 置于容器中，一同放入 37 的恒温水浴中，使轴 连同样品一起在溶出介质 中作垂直往复的相对运动 。 依据美国药典：振幅为 2 cm， 频率为 30次 /分，从 而使样品有效成份溶出。 2) 溶出介质，按标准规定的介质进行。一 般以新鲜纯水为宜，或根据药物植入部位，溶 解特性等设计释放介质，易溶药物采用磷酸盐 缓冲液（ pH变动允差在 0.5以内），难溶药 物可加入少量表面活性剂（十二烷基磺酸 钠），必要时加入 0.1%的叠氮钠为防腐剂， 溶出介质的体积应不得少于该药物饱和溶液体 积的 3倍量。 3) 体外释放度试验时间点的确定 : 按照具有统计意义的累计释放百分率时 间的释药曲线图选定 5个时间点进行考察，所 有时间点的选择应包括：药物释放的初始阶 段（ 0.5-2h） ,中间阶段和最后阶段，初始阶 段和中间阶段表现出药物释放的活跃期，包 括至少 3个取样点，最后阶段表现药物释放的 稳定期，至少包括 2个取样点，选定取样点， 设计测试程序后进入测试阶段。 体外释放率 1. 释放介质 pH7.4的 PBS（含 4%BSA、 1NaN 3） 2. 溶出度仪 振幅为 2 cm， 频率为 30次 /min， 37 体外释放率 3. 将支架用专用扩张器扩张到额定压力后， 将其置于溶出度仪的支架杆上。连同一定体 积的释放介质置于容器中，一同放入 37 的 恒温水浴中。 使支架在释放介质中作垂直往复的相对运 动。 体外释放率 4. 取样 采用残余药量洗脱方法，每个时间点取 3 支支架进行测试，设定时间点为 1d、 3d、 7d 、 14d、 28d。 体外释放率 5. 样品处理 将取下的支架用滤纸小心蘸干表面水分，置于 容器中，准确加入 适量的有机溶剂 ， 超声 30 min后， 0.45m 滤膜过滤，采用 HPLC进行检 测 。 同时用对照品配制 标准系列溶液 ， 采用 HPLC进 行检测 。 色谱条件（ HPLC） 色谱柱：规格、型号、（品牌） Agilent ZORBAX SB-C18， 4.6250 mm， 5m 检测波长 流动相：（如有缓冲盐，请详细写明溶液制备 方法） 流速： 1 mL/min， 1.2 mL/min 柱温 进样量： 20L 系统适用性 精密度：连续进 5针一定浓度的对照品溶液， 其峰面积 RSD应 2%。 分离度（ R）：应 1.5 理论塔板数（ N） 拖尾因子（对称因子）： 0.951.05 体外释放率 雷帕霉素 主峰 异构峰 体外释放率 6. 计算： 外标法 体外释放率 支架的药物释放量 (g) 原始含药量残留药量 体外释放率（ %）药物释放量 /原始含药量 *100% 体外释放率 体外释放曲线 随着含药器械的不断创新，新的 质控方法正在研究之中，带有可 降解载体、物理嵌入、靶向药物 的器械的质控方法，还需要不断 的研究和完善。 工艺稳定性与均一性试验 取同批 6只样品，取溶出介质进行平行测 试，以考察药物释放的均一性。释放结果可采 用一级方程或 Higuchi方程拟合，拟合时以相关 系数最大和均方误差最小的为拟合结果最好。 工艺稳定性与均一性试验 结果判定 6支样品，初、复试释放率的算术平均值均应在标 准规定的释放率限度之内。 初试：如果 2支样品不符合规定，且只有 1支样品在规 定释放量范围 10%20%之内的可以复试（另 1支在 10%以内）。 复试：取 6支样品，复试结果中样品低于释放量范围 10%的样品不得超过 1支。 药物体内释放试验 参照中华人民共和国药典二部附录， 参考药物缓释、控释和迟释制剂指导原 则进行。药物支架采用猪作动物试验， 检测 1、 2、 4、 8、 12周药物释放量。 体内 -体外相关性试验 定义 体内 -体外相关性 指的是由制剂产生的生 物学性质或由生物学性质衍生的参数（如 tmax、 Cmax或 AUC） ,与同一制剂的物理化学性质（如 体外释放行为）之间，建立了合理的定量关系。 体内 -体外相关性试验 意义 缓控释制剂要求进行体内外相关性的试验 ，它应反映整个体外释放曲线与血药浓度 -时间 曲线之间的关系。 只有当体内外具有相关性，才能通过体外 释放曲线预测体内情况。 稳定性试验 目的 考察原料药或药物制剂在 温度、湿度 、光线 的影响下随时间变化的规律，为生 产、包装、贮存、运输条件提供科学依据 ，同时通过试验建立药品的有效期。 6. 稳定性试验 影响因素试验 加速试验（ 6个月） 长期试验 稳定性试验 考察指标 药物鉴别 含药量 体外释放率（缓释含药器械） DES生物学评价试验 1：细胞毒性试验 2：致敏试验 3：皮内反应试验 4：热原试验 5：全身毒性试验 6：全身亚慢毒性试验 7：溶血试验 8：补体激活试验 9：肌肉植入试验 10：血管植入试验 11：体内致血栓试验 12：遗传毒性试验 注：使用浸提液，应用极性和非极性溶剂浸提 注册产品标准的一般要求 合理的周期检验及逐批检验规则； 包装标识、说明书的要求； 产品灭菌方式； 包装材料； 储运条件； 产品货架有效期限； 详细的标准编制说明。 DES动物实验：动物模型 -猪 至少评价 25个支架 ,最少观察 6个月 1.从 SPF认证来源获得者 2.减少疫苗接种和运输应激的可能性 3.在研究动物饲养场所内使用高架地 板，从而减少动物与粪便的接触（ 应该规定清洁的频率） 4.记录饲养场所的变化 5.在基线和研究中的其他关键时间点 筛查基线血象、血清纤维蛋白原、 进行一般检查 6.记录手术和手术后状况 7.注意脚或溃疡或跛行。（请注意， 跛行或溃疡应该记录在动物记录中 。因健康状况变化而实施的治疗计 划应该考虑到实验偏离，并需要像 IACUC进行合适地报告） 8.使用化学约束和人道的猪吊带，从而减少处 理应激（如 Panepento吊带） 9.尸检时采用无菌方法：大体病变的培养以及 器械区域的培养将有用。如果只能以物理分 割器械所在区域的方法到达该区域，那么左 心室血培养就可用于评估心脏组织种的感染 。 10.细菌培养：金黄色葡萄球菌感染表明动物来 源的感染：表皮葡萄球菌感染表明人类来源 的感染 11.术前洗消液的选择：使用聚烯吡酮磺洗消液 之后使用酒精优于仅使用洗必泰。不要浸入 相同的湿纱布容器。（洗必泰洗消液偶尔会 受到此方法的污染） 12.注意尸检技术：采用镇静、麻醉以 及终止过程，从而可以减少血栓， 清洁地收集血液和尿液。 13.器械操作：记录手术中由于引入混 杂组织中的污染物或微生物而影响 研究的任何器械操作。 14.安乐死后的器械收集：应该明确说 明保存条件和组织固定方法。 DES临床研究 ISO 14155、 SFDA第 5号令 完成产品注册检验和动物试验 医院道德委员会批准 知情同意书 临床试验方案 (1).应用统计原理入选患者数 ; (2).临床研究期 12个月 , 追溯随访期 48个 月 (颈动脉 SFDA第 5号令支架追溯随访 期 24个月 ) 临床试验合同（包括伦理委员会意见） 在具有