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标准编号 | GB/T 16886.23-2023 (GB/T16886.23-2023) | 中文名称 | 医疗器械生物学评价 第23部分:刺激试验 | 英文名称 | Biological evaluation of medical devices -- Part 23: Tests for irritation | 行业 | 国家标准 (推荐) | 中标分类 | C30 | 国际标准分类 | 11.100.20 | 字数估计 | 63,634 | 发布日期 | 2023-11-27 | 实施日期 | 2024-12-01 | 起草单位 | 山东省医疗器械和药品包装检验研究院、中国食品药品检定研究院、北京市医疗器械检验研究院(北京市医用生物防护装备检验研究中心) | 归口单位 | 全国医疗器械生物学评价标准化技术委员会(SAC/TC 248) | 提出机构 | 国家药品监督管理局 | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 |
GB/T 16886.23-2023: 医疗器械生物学评价 第23部分:刺激试验
中华人民共和国国家标准
医疗器械生物学评价
第23部分:刺激试验
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了医疗器械及其组成材料潜在刺激的评估步骤,包括以下内容:
---刺激试验前的考虑,包括皮肤接触方面的计算机模拟试验和体外方法;
---详细的体外和体内刺激试验步骤;
---结果解释的关键因素。
本文件适用于根据ISO 10993-1和ISO 10993-2对医疗器械、材料或其浸提液的潜在刺激性进行预
测和分类。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 16886.1-2022 医疗器械生物学评价 第1部分:风险管理过程中的评价和试验(ISO
10993-1:2018,IDT)
ISO 10993-1 医疗器械生物学评价 第1部分:风险管理过程中的评价与试验(Biologicalevalua-
注:GB/T 16886.2-2011 医疗器械生物学评价 第2部分:动物福利要求(ISO 10993-2:2006,IDT)
ISO 10993-9 医疗器械生物学评价 第9部分:潜在降解产物的定性和定量框架(Biologicaleval-
注:GB/T 16886.9-2022 医疗器械生物学评价 第9部分:潜在降解产物的定性和定量框架(ISO 10993-9:
2019,IDT)
注:GB/T 16886.12-2023 医疗器械生物学评价 第12部分:样品制备与参照材料(ISO 10993-12:2021,IDT)
ISO 10993-13 医疗器械生物学评价 第13部分:聚合物医疗器械的降解产物的定性与定量(Bi-
注:GB/T 16886.13-2017 医疗器械生物学评价 第13部分:聚合物降解产物的定性与定量(ISO 10993-13:
2010,IDT)
ISO 10993-14 医疗器械生物学评价 第14部分:陶瓷降解产物的定性与定量(Biologicalevalu-
注:GB/T 16886.14-2003 医疗器械生物学评价 第14部分:陶瓷降解产物的定性与定量(ISO 10993-14:
2001,IDT)
ISO 10993-15 医疗器械生物学评价 第15部分:金属与合金降解产物的定性与定量(Biological
注:GB/T 16886.15-2022 医疗器械生物学评价 第15部分:金属与合金降解产物的定性与定量(ISO 10993-
15:2019,IDT)
ISO 10993-18 医疗器械生物学评价 第18部分:风险管理过程中医疗器械材料的化学表征(Bi-
注:GB/T 16886.18-2022 医疗器械生物学评价 第18部分:风险管理过程中医疗器械材料的化学表征(ISO
10993-18:2020,IDT)
下列术语和定义适用于本文件。
ISO 和IEC 维护的用于标准化的术语数据库,地址如下:
---ISO 在线浏览平台:http://www.iso.org/obp。
4 基本原则---逐步评价法
现有检测刺激的试验方法特别设定为测定潜在的皮肤刺激和黏膜刺激作用,这些试验一般不预测
其他类型的不良作用(如致敏)。历史上刺激试验是在兔身上进行的。对于植入医疗器械或外部接入医
疗器械,皮内注射试验更为接近实际应用,因此用于检测刺激作用,皮内试验如7.2所示。
当新的体外试验作为体内试验的替代,已经过科学验证符合医疗器械的使用要求,并且可以合理且
切实可行地使用的时候,根据ISO 10993-2,应考虑优选体外试验。一项测试了两种RhE模型的大型比
对试验结果表明,这些模型也能用于检测常用于制造医疗器械的高分子材料[聚氯乙烯(PVC)和硅树
脂]中浸提出的化学刺激物。在检测一些低浓度强刺激性化合物时,本方法与人斑贴试验和兔皮内反应
试验相比同样敏感。因此,应考虑在动物试验或人斑贴试验之前进行这种体外刺激试验。
注1:提供RhE模型对在测试特定医疗器械适用性的详细信息可能是相关的。
本文件描述了一种逐步评价法,其中应包括下列一项或多项内容:
a) 化 学 表 征,需 要 时 按 照 ISO 10993-9、ISO 10993-13、ISO 10993-14、ISO 10993-15和
ISO 10993-18规定的基本原则补充样品的化学试验;
b) 文献审查,如ISO 10993-1所述,包括化学和物理特性的评价,以及任何产品组分以及结构相
关化学品和材料的潜在刺激性信息;
注2:计算机模拟方法如构效关系、定量的构效关系(QSAR)、交叉参照可能指示潜在刺激活性。
c) 采用6.2~6.12中经验证的RhE方法进行体外替代试验;
注3:对于与预期用于特殊部位(见附录D),即黏膜或眼上皮的医疗器械相关的特殊刺激试验,RhE模型不适用。
若经证实可用于医疗器械,推荐探索使用其他相关细胞或组织的体外模型。
d) 体内动物试验;
注4:当不能表征试验材料或不能采用在a)、b)和c)中规定的方法获取的信息进行风险评估时,体内动物试验是适
用的。
e) 根据ISO 14155和人体临床研究的伦理原则,不应在通过a)~d)中所述的一项或多项评价
确定器械的潜在刺激性之前进行临床试验。
5 试验前的考虑
5.1 总体要求
需要强调的是试验前的考虑是非常重要的,其能够得出无需进行刺激试验的结论。例如,若试验样
品pH≤2.0或≥11.5,此材料应被认为是刺激物,根据OECD404不应进行进一步的刺激试验。
GB/T 16886.1-2022第5章规定的医疗器械分类要求和下列要求是适用的。
非无菌样品应仅通过局部试验进行体内研究,因为试验样品微生物污染的可能性会干扰最终试验
解释。对不能保证无菌但仍认为是无污染的试验样品,则应论证皮内应用是合理的。
5.2 材料类型
5.2.1 基本考虑
应考虑在医疗器械制造和装配期间可能用作加工助剂的其他化学成分,例如,润滑剂或脱模剂。除
了原材料和制造加工助剂的化学成分外,装配黏合剂/溶剂残留物以及灭菌残留物或灭菌过程所致的反
应性产物可能存在于终产品中。这些成分是否产生健康危险/风险取决于终产品的可沥滤或降解性
能,应考虑这些成分潜在的刺激活性。以下类型材料经常用于医疗器械并可引入刺激风险。
5.2.2 陶瓷、金属和合金
就化学成分的数量而言,这些材料通常不如聚合物和生物衍生材料复杂。
5.2.3 聚合物
这类材料化学成分通常比陶瓷、金属和合金更复杂,可能有若干反应性产物/杂质/添加剂,而且聚
合反应的完全程度可能会有不同。
5.2.4 生物衍生材料
这类材料在其成分方面本身就很复杂,也常含有加工残留物,如交联剂和抗生素。生物材料的不同
样品之间的成分可能是不一致的。
5.3 化学组成方面的信息
5.3.1 总体要求
应根据ISO 10993-18对医疗器械化学成分进行描述。如ISO 10993-1所述,所需的物理和/或化学
表征程度取决于对材料配方的了解程度以及人体与医疗器械接触的性质和时间。至少,表征应涉及医
疗器械的组成化学物质以及制造过程中可能残留的过程助剂或添加剂。化学成分表征所需的严格程度
主要取决于接触的性质、程度、频率和持续时间以及识别的医疗器械或材料的危险。在与生物安全有关
的情况下,还应获得定量数据。如果无法获得定量数据,应论证并记录其合理性。
5.3.2 现有的数据来源
可能的情况下应从原材料供应商处索取化学组成方面的定性与定量信息。聚合物常要求专利信息
的使用权,宜签署转让和使用这种机密信息的条款。
还应从产品制造的制造链的适宜成员中(包括半成品和零件制造商)索取其他任何生产过程中的添
加剂(如脱模剂)的定性信息。
在没有任何化学组成数据的情况下,建议研究文献以确定原材料和任何添加剂的可能特性,这样有
助于选择相关材料最适宜的分析方法。
应按照ISO 10993-18进行医疗器械的化学表征。
注:依据ISO 或美国试验材料协会(ASTM)标准和/或用户的要求能规定陶瓷、金属和合金的成分,但为了获取完
整的成分定性与定量资料,可能还需要要求原材料供应商或制造厂以及零件制造厂提供这些信息,以保证还能
鉴别加工助剂。监管机构持有的材料主文档是另一个可访问的数据来源。
6 体外刺激试验
6.1 总则
用于测试刺激性的体外RhE模型是专为检测纯化学物皮肤刺激性而研发的(见OECD439)。此
方法被调整后采用两种RhE模型进行验证,用于检测医疗器械浸提液中刺激性化学物质。在检测一些
高分子医用材料(PVC和硅树脂)浸提液中的低浓度强刺激性化合物时,本方法与人斑贴试验和兔皮内
反应试验相比同样敏感。因此,本文件描述的RhE试验能替代通过皮肤和皮内(皮肤内)接触的体内兔
刺激试验。
注:提供有关正在测试的特定医疗器械的RhE模型适用性的详细信息可能是相关的。
6.2 体外重建人表皮模型
6.2.1 试验系统---重建人类表皮模型
RhE模型应含有正常人源表皮角质形成细胞,这种细胞经培养可形成多层高度分化的人表皮模
型。它应包括具有组织构造的基底层、棘层、颗粒层及与体内类似的包含细胞间层状脂质层的多层角质
层。从健康志愿者获取的正常人角质形成细胞应在薄膜或滤纸上的气液交界面培养数日,以形成包括
主基底层、基底上层、棘层和颗粒层以及有功能的角质层在内的三维表皮模型。此模型系统应允许极性
(如生理盐水)和非极性(如芝麻油)浸提液直接加至RhE模型的上表面。
不适合浸提的材料(如液体、凝胶、糊剂和颗粒)可能适用于此试验系统。如果使用,宜在测试前提
供验证数据,以证明该方法检测这些材料形式的刺激活性的能力。
6.2.2 试验原则
终点:细胞活性的测定基于3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)的细胞还原反应
及后续紫色甲臜盐的转化,之后再将甲臜从组织中萃取出来后进行定量测定。处理组织的细胞活性以
阴性介质对照的百分比表示。以活性百分比的减少预测刺激的可能性。
注1:组织存活的减少可能伴随IL-1α的释放。能收集接触组织培养基≤-20℃冰冻保存用于可能的细胞因子
分析。
简要步骤:对专门制作的含有低浓度刺激化学物的聚合物生物材料进行的研究表明,与OECD439
纯化学物方案相比需延长接触时间。在37℃接触生物材料浸提液中潜在的低浓度刺激物培养不少于
18h~24h的时间,足以通过组织活性降低50%以上预测体外刺激性。在采用医疗器械浸提液进行的
评估RhE模型的比对试验中,18h和24h接触得到了相似的结果。
加入试验和对照浸提液后的组织在37℃、5%CO2 的湿化培养箱培养。
通过杜氏磷酸盐缓冲液(DPBS)或不含Ca2+、Mg2+的PBS冲洗以终止试验样品浸提液的接触。冲
洗后将RhE组织表面吸干。将组织与 MTT溶液在24孔板中(1mg/mL,300μL/孔)培养3h后评估
活性。室温条件下采用适量(取决于采用的RhE模型)异丙醇萃取甲臜结晶至少2h。从每块RhE组
织萃取的甲臜中取2份或3份(根据说明书)加入96孔板(200μL/孔)后测定570nm处的吸光度。
对直接接触试验,分别用体积分数1%的溶于0.9%氯化钠注射液的十二烷基硫酸钠(SDS,见
6.4.4)溶液作阳性对照(PCs),DPBS或不含Ca2+、Mg2+的PBS处理的表皮作阴性对照。对于浸提液试
验,添加经验证为刺激物质的对照在芝麻油和0.9%氯化钠注射液浸提后能用作阳性对照。
注2:收集18h或24h接触后的组织培养基能冰冻保存(至少-20℃)以备作为细胞活性补充测定终点的细胞因
子(IL-1α)测定。除细胞活性 MTT试验间接确定的细胞损伤成分,IL-1α测定确定皮肤刺激评估中的炎症
成分。
介质对照应包括已进行了ISO 10993-12医疗器械浸提程序的生理盐水(NaCl,0.9%)溶液和芝麻
油。每一处理组织的活性以阴性DPBS或PBS处理的对照组织的百分比表示(均值)。
本方法的已知局限性:不适用于气体或气溶胶,也不适用于评价固体材料直接接触的刺激性,因为
不能保证整个试验表面紧密接触。
已知需要特殊对照的试验化合物的情况:某些化学物能直接还原 MTT试剂(如亲电子试剂、高pH
试验样品),还有化学物能直接将组织或细胞染色。只有在接触过程结束时组织上仍有足量的化学物质
时,这些试验样品特性才能产生干扰。在这些情况下,宜应用特殊程序以定量 MTT“真正”的还原。参
考文献[23]和[24]给出了测试可能与 MTT相互作用的方案。使用特殊或适合的对照,在减去因直接
化学性 MTT还原和/或组织中浸提出的化学物残留颜色导致的非特异性光密度(OD)值后,能计算出
真正的组织活性。
6.2.3 预测模型
此预测模型是基于OECD439预测模型和在优化医疗器械方案过程中进一步获得的数据。
如果接触后细胞活性≤50%:试验样品为刺激物(I)。
如果接触后细胞活性 >50%:试验样品为非刺激物(NI)。
应对极性(如生理盐水)及非极性(如芝麻油)试验浸提液进行细胞活性试验。如果至少一种浸提液
显示出阳性结果(活性≤50%),那么认为此医疗器械样品有潜在的刺激性,然后应考虑该器械或器械组
件会引起刺激反应。必要时,可考虑进行体内试验进一步评价刺激反应的类型。若两种浸提液结果均
为非刺激物(活性 >50%),应认为器械或器械组件为非刺激物。
6.3 材料
6.3.1 重建人类表皮模型---产品说明
表皮细胞取自HIV1、2抗体、丙型肝炎抗体、乙肝抗原均阴性的健康志愿者。尽管如此,宜按照生
物材料的常规处理程序。
对基于医疗器械浸提液的试验样品,在一项大型国际比对试验中评价了OECD439中描述和验证
的两种RhE模型的应用。在这个试验中使用了EpiDermTM组织EPI-2001)模型和SkinEthicTMRhE模
型2)。已制定这些模型的具体方案作为补充材料。
1) EpiDermTM是由 MatTek体外生命科学实验室(布拉迪斯拉发,斯洛伐克)和 MatTek公司(阿什兰,马里兰
州,美国)提供的产品的商标。给出这一信息是为了方便本文件的使用者,并不代表对该产品的认可。如果其
他产品具有相同的效果,那么可以使用这些等效产品。
nology(上海,中国)共同提供的产品的商标。给出这一信息是为了方便本文件的使用者,并不代表对该产品的
认可。如果其他产品具有相同的效果,那么可以使用这些等效产品。
这两个模型均已被欧洲替代方法验证中心(ECVAM)验证用于测定化学物皮肤刺激并被 OECD
439和欧盟(EU)导则B.46收录。出于分类和标识的目的,这些模型已用纯工业化学物进行了验证。
如果经过医疗器械浸提液皮肤和组织刺激试验验证,OECD439中描述和验证的其他模型也能用于医
疗器械体外皮肤刺激试验。
一个新的......
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