医疗器械中有害残留物检验技术

医疗器械中有害残留物检验技术付步芳中国食品药品检定研究院医疗器械检定所fbf377@163.com10-08医疗器械中有害残留物检验技术1/69医疗器械中有害残留物分类

1灭菌剂残留

2溶剂残留

3其它有害溶出物

灭菌剂主要存在器械表面

在工艺中使用未完全去除溶剂，存在于器械表面和内部

是器械本身组成部分，如各种加工助剂；或高分子材料器械发生降解而产生单体和其它降解产物医疗器械中有害残留物检验技术2/69环氧乙烷（EO）残留广谱灭菌剂，应用广泛戊二醛、甲醛、过氧乙酸残留部分动物源产品：生物型心脏瓣膜，生物敷料，带瓣管道1灭菌剂残留医疗器械中有害残留物检验技术3/69环氧乙烷（EO）残留量检验需要注意几个问题1关于EO贮备液配制低温快速取样1mL注射器预冷几分钟容量瓶无须预冷，预先加少许水做好个人防护，最好2人配合医疗器械中有害残留物检验技术4/69环氧乙烷（EO）残留量检验需要注意几个问题关于供试液制备样品质量（克）：水（mL）=1:1-1:5如为低密度样品，纯化水无须完全浸没样品样品加热温度：60℃,加热时间：40min医疗器械中有害残留物检验技术5/69环氧乙烷（EO）残留量检验需要注意几个问题关于色谱条件色谱柱：ZB-624，30m×0.32mm×1.8μm；(或其它类似柱）柱温：100℃，保持5min；进样口温度：120℃；检测器温度260℃载气：氦气（或氮气），99.999%；检测器：FID气流量：氦气：1.0mL/min,氢气：40ml/min空气：400ml/min医疗器械中有害残留物检验技术6/69关于留样供EO测试样品如需留样，需要在检测时用一样方式同时制备留样，即尽可能截取样品中相同部分，称量后于顶空瓶中密封，冰箱冷冻保留。比如国家抽验。初测不合格尽快复测。环氧乙烷（EO）残留量检验需要注意几个问题医疗器械中有害残留物检验技术7/69EO残留量测定举例样品名称组织修补片是一个部分可吸收人工合成修补材料，由聚丙烯和聚乙交-己内酯组成标准溶液配制容量瓶中预先加适量纯化水，精密称取环氧乙烷标准品0.1172g于该量瓶中，纯化水定容至100ml，浓度为1172μg/ml，作为贮备液。精密量取贮备液1.0ml至100ml容量瓶中，纯化水定容，浓度为11.72μg/ml，再将该溶液用纯化水依次稀释，配成浓度分别为11.72,5.86,2.93,1.465,0.7325μg/ml工作液。分别量取2.0ml于顶空瓶中密封。供试品准备精密称取样品1.0002克（截成5mm碎块）,置入顶空瓶中，加入2.0ml纯化水，密封，以纯化水作为空白对照。医疗器械中有害残留物检验技术8/69结果＜0.7325×2.0÷1.0002=1.5（μg/g）医疗器械中有害残留物检验技术9/69

医疗器械中溶剂残留是指：

在医疗器械（包含原料）生产制备过程中使用，但在工艺过程中未能完全去除有机溶剂人用药品注册技术要求国际协调会（ICH）对药品中包括到惯用69种有机溶剂按照其对人体和环境危害程度分为4类，并推荐了每种溶剂残留程度。各国药典也已逐步接收了ICH指导标准。中国药典中残留溶剂控制种类与程度也与ICH一致。2溶剂残留医疗器械中有害残留物检验技术10/69医疗器械中包括到溶剂第一类溶剂（应该防止使用）

苯：0.0002%四氯化碳：0.0004%1，2-二氯乙烷：0.0005%医疗器械中有害残留物检验技术11/69医疗器械中包括到溶剂第二类溶剂（应该限制使用）三氯甲烷：0.006%

二氯甲烷：0.06%

环己烷：0.388%

正己烷：0.029%DMAC：0.109%DMF：0.088%THF:0.072%

甲醇：0.3%

甲苯：0.089%

二甲苯0.217%医疗器械中有害残留物检验技术12/69医疗器械中包括到溶剂第三类溶剂（依据产品质量要求限制使用）程度均为0.5%丙酮二甲基亚砜乙醇乙酸乙酯乙酸异丙酯丁酮医疗器械中有害残留物检验技术13/69医疗器械中包括到溶剂第四类溶剂（尚无足够毒理学资料）药典中未作限量要求石油醚三氯乙酸医疗器械中有害残留物检验技术14/69医疗器械中包括到溶剂（药典中未收录）2-氯乙醇环己酮戊二醛甲醛乙醇胺三乙醇胺BDDE（1,4丁二醇二缩水甘油醚）DVS（二乙烯基砜）医疗器械中有害残留物检验技术15/69残留溶剂测定样品处理方法结合产品临床使用情况制订适当方法测定方法可参考中国药典版附录ⅧP残留溶剂测定法医疗器械中有害残留物检验技术16/69样品处理方法极限浸提浸提溶剂：首选水，其次DMF、DMAC、DMSO浸提百分比：1：1～1：10（g：ml）浸提时间：30～45min浸提温度：60～85℃标准：在满足提取效率前提下，不应降低检测灵敏度模拟浸提是仲裁方法医疗器械中有害残留物检验技术17/69测定方法干燥失重法热重测定法（TGA）紫外分光光度法（UV)红外分光光度法（IR)缺乏专属性，灵敏度低气相色谱法液相色谱法质谱法医疗器械中有害残留物检验技术18/69测定方法气相色谱法（GC）分离能力强、专属性好，灵敏度高三大关键部件：进样器色谱柱检测器医疗器械中有害残留物检验技术19/69进样器进样方法顶空进样直接进样动态顶空进样静态顶空进样医疗器械中有害残留物检验技术20/69直接进样法缺点检验液中含有其它成份（包含高沸点组分）也被注入到仪器中，这些物质会污染进样口、色谱柱。在下一次进样前必须使用高柱温把这些高沸点物质从色谱柱中赶出来。医疗器械中有害残留物检验技术21/69顶空分析原理基于道尔顿定律、拉乌尔定律和亨利定律。在一定温度下使样品中待测组分在气、液或气、固2相或气、液、固3相中分配到达平衡，则待测组分在气相中浓度与其原始浓度呈百分比，取凝聚相上端气体送入气相色谱仪进行分析，就可算出样品中待测组分原始浓度。医疗器械中有害残留物检验技术22/69静态顶空静态顶空简便、洁净、快速不需使用要大量有机溶剂易于实现仪器自动化是当前各国药典推荐使用检测残留溶剂最适合技术在残留溶剂检测中应用最广泛相对于动态顶空，灵敏度稍低医疗器械中有害残留物检验技术23/69动态顶空（吹扫-捕集）与静态顶空比，最大优点是灵敏度高，比静态顶空最少高1000倍不需要等候气体与样品基质之间平衡适合低浓度或高沸点有机溶剂分析仪器复杂、样品管难清洗仪器自动化程度低重现性较静态顶空差医疗器械中有害残留物检验技术24/69色谱柱毛细管柱已逐步取代分离效率较低填充柱。EPA,USP和EP残留溶剂分析方法指定色谱柱：DB-624（AT-624、CP-624、VF-624）固定液：6%氰丙基苯基94%二甲基聚硅氧烷.属中等极性色谱柱。极性相同标准医疗器械中有害残留物检验技术25/69检测器氢火焰离子化检测器(FID)灵敏度高、线性范围宽、耐用、操作简单、重现性好是残留溶剂分析中应用最广泛检测器电子捕捉检测器(ECD)高选择性：只对含有电负性强元素物质有响应，电负性越强，灵敏度越高高灵敏度举例：2-氯乙醇、氯仿质谱检测器(MS)GC/MS是强大分离和定性工具，分析范围广泛，灵敏度高未知成份分析医疗器械中有害残留物检验技术26/69气相色谱条件选择待测物质沸点和极性1.色谱柱选择色谱柱选择包含固定相与柱长两方面固定相：相同相容标准，AT-624，DB-5柱长：柱长加长，分离度提升，但分析时间也随之延长，峰宽加大，权衡利弊，30m毛细柱医疗器械中有害残留物检验技术27/692.柱温选择选择柱温标准，普通是在使难分离物质对到达要求分离度条件下，尽可能采取低柱温，这么能够增加固定相选择性，降低组分在流动相中纵向扩散，提升柱效，降低固定液流失、延长柱寿命和降低检测器本底。通常柱温应低于待测成份沸点10-70℃。对于多组分样品，需采取程序升温进行分离医疗器械中有害残留物检验技术28/693.气化温度选择气化温度取决于样品挥发性，沸点范围及进样量等原因。通常气化室温度应等于或高于沸点，以确保样品能瞬间气化;但不要超出沸点50℃以上，以预防样品分解。对于普通气相色谱分析，气化温度比柱温高10-50℃即可。医疗器械中有害残留物检验技术29/69应用举例１：2-氯乙醇(ECH)产生EO与空气中氯离子或器械本身释放氯离子反应生成在CE认证中要求采取EO灭菌器械都要对ECH进行检验。YY0290.8-人工晶状体第8部分：基本要求GB/T16886.7-对不一样类型器械ECH残留做了明确要求。医疗器械中有害残留物检验技术30/692-氯乙醇检测条件配药针检验液制备同环氧乙烷色谱条件炉温：100℃，保持5min；进样口温度：200℃；色谱柱：AT-62430×0.25×1.4；载气：氦气，99.999%；检测器：ECD检测器温度210℃柱流量：1.0mL/min,电流：1nA样品加热温度：70℃,加热时间：30min医疗器械中有害残留物检验技术31/69应用举例2：环己酮环己酮沸点155.6℃，在水中溶解度10.5%（10℃）在医疗器械中应用：输液器、体外循环管路等器械粘合剂。高浓度环己酮蒸气有麻醉性，对中枢神经系统有抑制作用。对皮肤和粘膜有刺激作用，还会损害血管，引发心肌，肺，肝，脾，肾及脑病变医疗器械中有害残留物检验技术32/69供试溶液制备：取一套体外循环管路、一只烧瓶（内装250ml纯化水）组成封闭循环管路，与体液接触管路中另外充满水，回流水共175+250=425ml，在37℃条件下，置蠕动泵上以200ml/min流速提取4小时后得到提取液。色谱条件：色谱柱：RTX-5,30×0.25×0.25炉温：120℃，保持6min进样口温度：200℃检测器：FID，检测器温度250℃载气：氦气，99.999%‘气流量：1.2mL/min氢气：40ml/min空气：400ml/min样品加热温度：60℃,传输线温度80℃；加热时间：30min医疗器械中有害残留物检验技术33/69环己酮检测条件样品读数为16.363μg/mL，16.363×425=6954(μg/套)≈7(mg/套)医疗器械中有害残留物检验技术34/69应用举例3：DVS（二乙烯基砜）二乙烯基砜是交联透明质酸钠凝胶惯用交联剂之一，“整形用交联透明质酸钠凝胶”行业标准（报批稿）对交联剂残留量做出了明确要求。DVS分子式C4H6O2S，沸点234.3℃试验条件气相：岛津GC－

或类似仪器色谱条件：色谱柱：RTX-5，30m×0.25μm×0.25mm,或类似色谱柱；载气：氦气或氮气，99.999%；检测器：FID,柱流量：1.0mL/min炉温：80℃，保持3分钟；以16℃/分钟升到290℃，保持3分钟。进样口温度：150℃；检测器温度

300℃，进样量1μl，分流比5:1医疗器械中有害残留物检验技术35/69DVS标准曲线表1标准液浓度及对应峰面积浓度ug/ml0.318750.637501.27502.55005.1000峰面积94715733130561611672医疗器械中有害残留物检验技术36/69样品处理精密称取交联HA样品2g，加入2倍体积（g：ml）无水乙醇（4.0ml），经充分漩涡振荡，至出现白色沉淀。静置，取上清液过滤，即得检验液，按上述色谱条件进样测试。医疗器械中有害残留物检验技术37/693其它有害溶出物DEHP等邻苯二甲酸酯类增塑剂检测硅凝胶填充人工乳房、硅油中小分子检测聚乳酸材料中乙交酯丙交酯单体残留检测胶原蛋白产品中杂蛋白检测医疗器械中有害残留物检验技术38/69DEHP等邻苯二甲酸酯类增塑剂检测邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（di(2-ethylhexyl)phthalate，DEHP）是一个增塑性能优良增塑剂，在聚氯乙烯（polyvinylchloride，PVC）塑料中应用极为广泛，其用量约占树脂总量30%~50%。DEHP跟PVC树脂只是机械混合，而不是经过共价键与PVC大分子连接，在使用过程中，DEHP轻易迁移到制品表面，经过血液或药液进入人体，从而对人体造成危害。医疗器械中有害残留物检验技术39/69DEHP限量要求safetyassessmentofdi(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP)releasedfromPVCmedicaldevices.FDAreport()September≤600ug/kg/天（非肠道摄入）GB14232.1-：醇溶出物≤15mg/100mlGB15593-1995:MF醇溶出物≤10mg/100mlEN14372；邻苯二甲酸酯总量≤

0.1%医疗器械中有害残留物检验技术40/69可参考方法标准1)聚氯乙烯医疗器械中邻苯二甲酸二（2-乙基已基）酯（DEHP）溶出量测定第1部分：基本方法。YYXXXX-XXXX，国家食品药品监督管理局GB14232.1-人体血液及血液成份袋式塑料容器第1部分：传统型血袋EN14372：

Childuseandcarearticles-Cutleryandfeedingutensils-SafetyrequirementsandtestsSN/T1779-塑料血袋中邻苯二甲酸酯类增塑剂测定气相色谱串联质谱法医疗器械中有害残留物检验技术41/69哪些产品需要检测DEHP&处理方法与药液接触产品输液器输注泵静脉营养输液袋肠内营养管路与血液接触产品体外循环管路透析管路血浆置换管路医疗器械中有害残留物检验技术42/69样品处理方法极限浸提SN/T1779-和EN14372：将样品截成5mm小块，正己烷（或氯仿等有机溶剂）超声或索氏提取模拟浸提与药液接触产品用有代表性药液提取与血液接触产品用血液提取医疗器械中有害残留物检验技术43/69举例1：DEHP测定-与药液接触产品样品名称：一次性使用输液器样品处理(模拟浸提)：头孢曲松钠据注射用头孢曲松钠使用说明书，按一次输注2克计算，先用19.2ml5%葡萄糖注射液溶解2g用头孢曲松钠，再用5%葡萄糖注射液300ml稀释。将上述配制好药液以大约80滴/分钟速度从输液器内依次滴出，搜集全部滴出液。取滴出液4.0ml，用正己烷2.0ml进行萃取，重复振荡3分钟后静置分层，取上清液用0.45µm滤膜过滤后进气质联用仪测试。参麦注射液依据参麦注射液使用说明书，,取较大剂量80ml，用5%葡萄糖注射液300ml稀释。将上述配制好药液以大约80滴/分钟速度从输液器内依次滴出，搜集全部滴出液。取滴出液2.0ml，用正己烷10.0ml进行萃取，重复振荡3分钟后静置分层，取上清液用0.45µm滤膜过滤后进气质联用仪测试。医疗器械中有害残留物检验技术44/69标准溶液制备精密称取DEHP对照品0.0390克于25ml玻璃量瓶中，正己烷定容，浓度为1560μg/mL，作为贮备液。再将该溶液依次稀释，配成DEHP浓度分别为45.8μg/mL，22.9μg/mL，11.45μg/mL，2.29μg/mL，1.145μg/mL系列标准溶液。色谱与质谱条件：色谱柱：RTX-5ms,30×0.25×0.25，进样口：260℃；接口温度：280℃，炉温：150℃，保持2min，以20℃/min升至280℃，保持8min。离子源温度230℃载气：氦气，99.999％，柱流量：1.2ml/min；进样量1ul，离子源：EI，电离能量70eV，测定方式：SIM，m/z：149，167,279,57，溶剂切除时间：4.5min医疗器械中有害残留物检验技术45/69测定结果药液名称头孢曲松钠参麦DEHP读数/μg/mL19.26120.9949.0338.786DEHP读数均值/μg/mL20.138.91DEHP溶出量/mg/套3.0213.36医疗器械中有害残留物检验技术46/69举例2：DEHP测定-与血液接触产品样品名称：一次性使用治疗性血浆置换用管路样品处理(模拟浸提)：依据产品临床使用条件，取1套一次性使用治疗性血浆置换用管路(总内表面积为1195.85cm2)，截取其中内径为0.3cm管路438cm，内表面积为438cm×3.14×0.3cm=413cm2，取抗凝人全血60ml充满管路后封闭循环系统，置于37℃恒温水浴中，经过蠕动泵，使抗凝全血以50ml/min流速循环60min，取提取后抗凝全血5ml加入5ml正己烷振摇3min，然后以1500r/min离心10min，取上清液用0.45µm滤膜过滤后进气质联用仪测试。抗凝人全血不经过循环提取，同法制备空白对照液。标准溶液制备、色谱与质谱条件同例1医疗器械中有害残留物检验技术47/69举例3：DEHP等6种增塑剂测定-EN14372样品名称：输血（液）器具用软聚氯乙烯塑料DBP（邻苯二甲酸二丁酯）BBP（邻苯二甲酸丁苄酯）DEHP（邻苯二甲酸(2-乙基)己酯）DINP（邻苯二甲酸二壬酯）DNOP（邻苯二甲酸二正辛酯）DIDP（邻苯二甲酸二癸酯）医疗器械中有害残留物检验技术48/69样品处理方法(极限浸提)精密称取输液器样品2g左右，剪成0.5cm左右小段，105±5℃恒重。取该样品置于索氏提取器提取管中，在250ml蒸馏烧瓶中加入大约150ml乙醚，使乙醚每小时循环6-8次，循环6小时后，转移至旋转蒸发仪中蒸干乙醚，在105±5℃恒重，计算提取物质量。恒重后提取物用5ml正己烷溶解（密封振摇），然后用正己烷定容至10ml，作为检验液。同法做空白。标准溶液配制DBP、BBP、DEHP、DNOP4种配成混标，浓度1-30μg/mLDINP、DIDP单标浓度30μg/mL医疗器械中有害残留物检验技术49/69column30meters,0,25mmI.D.&0,15μmfilmthickness,50%dimethyl-50%diphenylpolysiloxane,e.g.DB-17HT.Carriergas:Helium.Flowrate:0,8ml/min.Injectortemperature:290°C.Injectionvolume:2μl.Injectiontyp:splitless.Transferlinetemperature:280°C.MSDmode:Electronimpact.Temperatureprogramme:40°Cfor4min.From40°Cto300°Cat10°C/min.Isothermal4,00min.Totalruntimeis34min.医疗器械中有害残留物检验技术50/69TypicalquantitationionsforphthalateplasticisersDibutylphthalate(DBP)149223278Butylbenzylphthalate(BBP)149206238Bis-(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP)149167279Di-n-octylphthalate(DNOP)149279261Di-isononylphthalate(DINP)149293127167Di-isodecylphthalate(DIDP)149307167141医疗器械中有害残留物检验技术51/69医疗器械中有害残留物检验技术52/69医疗器械中有害残留物检验技术53/69举例4：DEHP测定-参考SN/T1779-样品名称：一次性肠内营养供给管路样品处理(极限浸提)：取样品一套，称重，然后剪取部分样品，精密称重1g左右，置入具塞瓶中，加入5ml正己烷，超声提取20min，过滤，取液体部分适当稀释后作为检验液进样测试。色谱与质谱条件：色谱柱：RTX-5ms,30×0.25×0.25，进样口：260℃；接口温度：280℃，炉温：150℃，保持2min，以20℃/min升至280℃，保持8min。离子源温度230℃载气：氦气，99.999％，柱流量：1.2ml/min；进样量1ul，离子源：EI，电离能量70eV，测定方式：SIM，m/z：149，167,279,57，溶剂切除时间：4.5min标准溶液制备、色谱与质谱条件同例1医疗器械中有害残留物检验技术54/69硅凝胶填充人工乳房中小分子检测硅凝胶填充人工乳房中小分子物质主要是环状硅氧烷类，如：D3（六甲基环三硅氧烷）D4（八甲基环四硅氧烷）D5（十甲基环五硅氧烷）D6（十二甲基环六硅氧烷）其中以D4（八甲基环四硅氧烷）和D5（十甲基环五硅氧烷）最多医疗器械中有害残留物检验技术55/69检测方法样品溶液制备精密称取壳体材料1克左右，剪成1cm2小块，按1克样品加5ml丙酮百分比加入丙酮，超声30分钟，0.45μm有机滤膜过滤后进GC-MS测试。标准溶液配制精密称取D4、D5各0.05g左右，用丙酮定容至50ml，浓度为1000μg/ml左右。再将该溶液用丙酮依次稀释，配成浓度为1--30μg/ml5个标准溶液。医疗器械中有害残留物检验技术56/69GC-MS条件色谱柱为RTX-5MS（30m×0.25mm×0.25μm），程序升温60℃（3min），10℃/min-1升至300℃（10min）。进样口温度280℃，载气：氦气，线速度控制，线速度为36.5cm.s-1。柱流量1.0ml.min-1，分流比10:1，进样量1μl。EI源，能量70eV,离子源温度230℃，接口温度300℃。溶剂延迟时间4min。SIM模式，间隔0.2s，定量离子：D4：281，265,249；D5:355,267,73。所建立方法在1-30μg/ml浓度范围内线性良好，线性相关系数r在0.999以上，加样回收率在90%-110%之间，重复性RSD%在5.0%以内医疗器械中有害残留物检验技术57/69聚乳酸材料中乙交酯丙交酯单体残留检测聚乳酸材料制成医疗器械（如骨和软组织修复材料）在材料合成过程中未去除完全单体，或在使用过程中降解产生单体。检验液制备：称取0.1g样品于10ml容量瓶中，用三氯甲烷溶解定容。标准溶液配制：分别称取丙交酯50mg、乙交酯50mg样品于50ml容量瓶中，溶解定容后取此溶液1ml于10ml容量瓶中，稀释定容。色谱条件色谱柱：HP-5（30.0m*0.32mm*0.25μm）色谱条件：进样口温度：260℃；分流比：50：1载气：N2，恒流1ml/min；检测器：FID，280℃，H2:AIR:N2=45:300:30；柱温：170℃恒温10min，进样量:1.0ul医疗器械中有害残留物检验技术58/69杂蛋白（proteinimpurity）在胶原蛋白纯化过程中残留除I型胶原蛋白外其它蛋白质。比如弹性蛋白、宿主细胞污染物、培养基污染物等。胶原蛋白产品中杂蛋白检测医疗器械中有害残留物检验技术59/69杂蛋白检验方法SDSLC-MS羟脯氨酸免疫化学法医疗器械中有害残留物检验技术60/69SDS测杂蛋白原理结合特异性胶原蛋白酶作用，经过考马斯亮蓝对牛血清白蛋白（BSA）染色极限确实定，检测胶原蛋白样品中所含杂蛋白含量。BSA梯度浓度系列胶原蛋白胶原蛋白+胶原酶胶原酶医疗器械中