无菌医疗器械的生物性能检验

无源医疗器械的生物性能检验

为什么要进行医疗器械生物性能检验？医疗器械与人体接触、介入或植入体内后会与人体发生非常复杂的反应过程：组织反应、血液、免疫反应，以及这三种反应所引起的全身反应以上三种生物反应在临床上的表现：渗出物反应；感染；钙化；血栓栓塞；肿瘤因此，临床前的生物学试验或生物安全性评价是必要的！无源医疗器械生物性能检验依据的标准GB/T14233.2-2005医用输液、输血、注射器具检验方法第2部分：生物学试验方法GB/T16175-2008医用有机硅材料生物学评价试验方法ISO10993－GB/T16886系列标准ISO10993系列标准及采标情况标准号标准名称发布或修改年份采标情况10993-1生物学评价和试验2003GB/T16886.1-2001（采用1997版）10993-2动物保护要求2006GB/T16886.2-2000（采用1992版）10993-3遗传毒性、致癌性和生殖毒性试验2003GB/T16886.3-2008（采用2003版）10993-4和血液相互作用试验选择2002GB/T16886.4-2003（采用2002版）10993-5细胞毒性试验：体外法2005GB/T16886.5-2003（采用1999版）10993-6植入后局部反应试验2007GB/T16886.6-1997（采用1994版）10993-7环氧乙烷灭菌残留量2002GB/T16886.7-2001（采用1995版）10993-9潜在降解产物的定性和定量框架1999GB/T16886.9-2001（采用1999版）10993-10刺激和迟发型超敏反应试验2002GB/T16886.10-2005（采用2002版）10993-11全身毒性试验2006GB/T16886.11-1997（采用1993版）10993-12样品制备与参照材料2002GB/T16886.12-2005（采用2002版）10993-13聚合物降解产物的定性与定量1998GB/T16886.13-2001（采用1998版）10993-14陶瓷制品降解产物的定性和定量2001GB/T16886.14-2003（采用2000版）10993-15涂层和未涂层金属和合金降解产物的定性与定量2000GB/T16886.15-2003（采用2000版）10993-16降解产物和可沥滤物毒性动力学研究设计1997GB/T16886.16-2003（采用1997版）10993-17可沥滤物允许限量的建立2002GB/T16886.17-2005（采用2002版）10993-18材料化学特性2005

10993-19材料理化、形态学与拓补学特性2006

10993-20医疗器械免疫毒理学试验原则与方法2006

10993-21医疗器械生物学评价标准编写指南（CD）2000

GB/T16886.1医疗器械生物学评价第1部分：评价与试验试验/评价项目的选择有哪些具体的产品呢？表面接触类表面接触

皮肤

A粘附电极避孕套B急救绷带C外科矫形固定用制品A人工排泄口（用于人工肛门）、尿引流袋、泌尿系统冲洗用导管、泌尿系统诊断导管、造影导管B胃肠道用导管：进食用导管、胃肠道引流、灌注、清洗和取样用导管

粘膜

A呼吸道用导管：吸痰用导管、气管内导管（包括麻醉用气管插管）、供气管道、给氧管道B泌尿系统用导管：尿道用导管、膀胱留置导管C人工食道、接触眼镜、宫内节育器损伤皮肤A外科用敷料B急救绷带（大号）C创伤、愈合和保护用敷料（烫伤用敷料、硅橡胶纱布等）半体内半体内植入类对于一个新的材料和器械可按以上分类原则进行分类，再确定进行的评价试验项目对于某些材料和器械可能会使用在几个不同部位，通常需要进行所属各类相应的评价试验视具体情况而定例如：某些缝线可用于表皮缝合，也可用于组织内缝合，有的还可用于心脏手术缝合，这时缝线就必须进行以上三类要求的所有生物学试验。几个原则一般是在完成基本评价试验后再考虑补充评价试验如果材料和器械用于计划生育或生殖系统部位时，就必须补充做生殖和发育毒性试验如果材料和器械在体内会发生降解，就必须补充做体内生物降解试验要考虑的因素在考虑一种材料与组织间的相互作用时，不能脱离整个医疗器械的总体设计一个好的医疗器械必须要具备有效性和安全性这就涉及到材料的各种性能。例如化学性能、电子性能、力学性能、形态学性能、生物学性能等一个生物相容性好的材料未必具备好的力学性能因此，一般是在材料满足其物理和化学性能后，再去评价它的生物性能。但是直到目前材料的尺寸和表面形态对人体组织的影响还未进行深入研究，在现有的标准中都未涉及到这一问题对一个产品的生物学评价，不仅和制备产品的材料的性能有关，而且还和加工工艺有关所以应该考虑加入材料中的各种添加剂，以及材料在生理环境中可浸提出的物质或降解的产物在产品标准制定时，应对最终产品的可浸提物质的化学成分进行定性和定量的要求和分析这样可控制和减少最终产品对生物体的危害实际上考虑到灭菌可能对生物材料和医疗器械的潜在作用，以及伴随灭菌而产生的毒性物质因此，在进行生物学评价试验时，应该用最后灭菌过的产品或最后灭菌过的产品中有代表性的样品作为试验样品或作为制备浸提液样品在进行生物学评价试验时为了减少动物使用量和节约时间，一般是先进行体外试验，后进行动物试验如果体外试验都通不过，就不必做动物试验根据我们的经验，一般是先进行溶血试验和细胞毒性试验。特别是溶血试验具有很高的灵敏度，是一个很好的粗筛试验进行生物学试验必须要在专业实验室（应通过国家药品监督管理局的认可），并由经过培训且具有实践经验的专业人员进行，其试验结果应具有可重复性。在对最终产品作出评价结论时，也应考虑到产品的具体应用及有关文献（包括临床使用资料）由于材料和器械的复杂性和使用的多样性，不能规定一套硬性的合格或不合格指标否则会出现两种可能，一种可能是受到不必要的限制，另一种可能是产生虚假的安全感因此一般是在最终产品的标准中确定合格/不合格的指标，或接受/不可接受的限度当最终产品投放市场后如果制造产品的材料来源或技术条件发生变化；产品的配方、工艺、初级包装或灭菌条件改变；储存期内产品发生变化；产品用途发生变化；有迹象表明产品用于人体时会产生副作用时；都要对产品重新进行生物学评价几种常用的生物学试验迟发型超敏反应试验细胞毒性试验溶血试验全身毒性试验热原试验刺激试验迟发型超敏反应试验：用材料或其浸提液做试验，评价生物材料和医疗器械的潜在过敏原。常用的方法有最大剂量法和封闭贴敷法，使用豚鼠做试验GB/T14233.2-2005GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005迟发型超敏反应试验最大剂量试验封闭式敷贴试验所需样品量：直接接触材料：片材/薄膜－－厚度不超过0.5cm的至少需要700cm²凝胶状－－50g以上

液体－－50ml以上浸提液材料：固体－－15g以上液体－－50ml以上试验流程（最大剂量法）

皮内诱导阶段（进行试验样品注射）

局部诱导阶段（试验样品敷贴48±2h）

激发阶段（试验样品敷贴24±2h）7d（±1d）14（±1d）结果观察（24h和48h）检验所需时间：至少35d！阴性－－无致敏阳性：－－对照组动物等级小于1而试验组动物中等级大于1或等于1－－对照组动物等级大于1或等于1时，试验组动物反应超过对照动物中最严重的结果判定刺激试验

用材料或其浸提液做试验，评价生物材料和医疗器械的潜在刺激原。根据生物材料和医疗器械的具体使用部位，可选择进行皮肤刺激试验、皮内刺激试验或粘膜刺激试验等。常使用兔子做试验GB/T14233.2-2005GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005（原发性）皮肤刺激试验GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005样品退热贴、口罩、手术衣、手术包巾、外用液体用瓶、凝胶、造口护肤粉等。试验流程

样品制备（粉剂、液体、固体、浸提液）样品敷贴：4h/24h结果观察：1h、24h、48h、72h检验时间：5～7d结果判断根据原发性刺激指数PⅡ进行判定注意：GB/T16886.10－2005新西兰兔原发性刺激指数为0，按标准判定，供试品皮肤刺激反应类型为极轻微GB/T16175-2008新西兰兔原发性刺激指数为0，按标准判定，供试品皮肤刺激反应分级为无刺激

皮内反应试验GB/T14233.2-2005GB/T16175-2008GB/T16886.10-2005

将浸提液（极性和非极性）注射到动物皮内，观察浸提液对动物的刺激作用常见的产品：透析器、氧合器、管路、过滤器、输血输液、注射器具、经皮椎体成型手术器械等试验流程

样品制备制成浸提液（生理盐水/植物油）样品注射结果观察（24h、48h、72h）检验时间：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％氯化钠注射液制备的浸提供试液注射0.2mL0.9％氯化钠注射液对照液注射0.2mL植物油制备的浸提供试液注射0.2mL注射植物油对照液头尾注射示意图结果判断分别计算试验样品和对应溶剂的综合平均计分试验样品与溶剂对照平均计分之差不大于1.0符合试验要求

眼刺激试验当皮肤接触难以评价时试验流程

样品制备（液体、固体）试验样品滴于1眼内对侧滴入空白液

结果观察（1h、24h、48h、72h）检验时间：5d结果判断根据眼损伤计分系统对观察到的反应进行记分并记录。根据试验眼与对照眼之间的差异性进行判断，试验眼反应应不大于对照眼。溶血试验本试验将医疗器械与血液直接接触，通过测定红细胞释放的血红蛋白量以判定供试品的体外溶血程度。GB/T14233.2GB/T16175GB/T16886.4试验流程

样品制备样品切成条状，5g/10ml

家兔心脏采血抗凝稀释后加入样品中离心，吸取上清液测量吸光度（545nm）水浴30min水浴60min试验时间：1d溶血率≤5％是可接受的体外细胞毒性试验体外细胞毒性试验具有通用性，广泛适用于各种医疗器械和材料的评价。通过细胞培养技术，测定生物材料和医疗器械，或其浸提液对细胞溶解（细胞死亡）、抑制细胞生长和其它毒性作用。常用直接接触法。常用标准：GB/T16886.5-2003医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性试验GB/T16175－2008医用有机硅材料生物学评价试验方法GB/T14233.2-2005医用输液、输血、注射器具检验方法第2部分：生物学试验方法根据被评价样品的性质、使用部位和使用特性选择适当的试验方法。试验分成3类：浸提液试验、直接接触试验、间接接触试验代表产品：氧合器、透析器、超滤器、注射器、输液器等试验流程将细胞接种于细胞培养板中加入试验样品（浸提液/直接接触样品）结果观察（72h）试验时间：7d2d后结果判断定性评价：用显微镜观察细胞，对细胞形态、空泡形成、脱落、细胞溶解等方面的变化进行评价、计分、确定细胞毒性反应程度此外，在GB/T14233.2-2005中四唑盐（MTT）比色法适用于医用输液、输血、注射器具。

接种细胞（96孔板）加入材料浸提液加入MTT4h后加入DMSO，用酶标仪测定吸光度，计算RGR试验时间：7d24h72hMTT法结果判断通过细胞计数计算相对增殖度（RGR），并根据RG