医疗器械化学表征 · 2024年6月18日 0

ISO 10993指导下的医疗器械化学表征

本文讨论了医疗器械领域中可提取物和浸出物的化学表征及其与ISO 10993标准的关系。通过不同级别的材料表征,确保医疗器械的安全性和生物相容性,同时介绍了AET阈值和不确定性因子UF的计算方法。

获取提取液进行分析

英文“Extract”“Extractable”在不同领域,中文翻译为“提取”“可提取物”(针对药品生产),或中文翻译为“浸提”“可浸提物”(针对药品生产)(针对医疗器械)。为方便阅读,本文统一描述为“提取”。

ISO 10993-18 将可提取物描述为在实验室中释放的物质,将浸出物描述为在使用过程中释放的物质。浸出物是可能进入患者体内的化学物质。

在考虑药物容器时,这意味着对于可浸出物,将选择用于获取测试研究样品的溶剂、接触时间和温度,以获得在长期储存期间释放到制剂中的材料。这类似于加速老化。为了获得可提取物,需要使用更严格的方法来获取更紧密地结合在容器基质中的物质。

医疗器械化学表征中获取提取液限制是在实验室中无法模拟临床使用条件。

对于医疗器械,这转化为“模拟使用提取”和“夸张”或“详尽提取”。随着设备使用期限的增加,浸出物接近可提取物。ISO 10993-18 包含了器械溶解的定义,该器械可完全溶解,同时保持其组件分子结构的完整性。(ISO 10993)第 13、14 和 15 部分涉及降解成分。

因此,对于短期表面接触设备,ISO 10993-18 建议模拟使用提取条件(尽管 FDA 可能要求夸大提取),而对于长期设备则建议采用极限提取(同样 FDA 的要求可能有所不同)。例如可浸出物的概念很好地转移到医疗设备中。

电极上的粘合剂仅与干燥的皮肤接触。"使用中的可浸出物"只是那些可以在几天内转移到皮肤上的材料。如果三天后更换电极,患者将接受新剂量的浸出物,通常采用加严提取。

然而,对于长期的植入物来说,更难以提取的化学物质可能会迁移到患者体内。这里引入了“模拟使用”浸出物的概念。显然,不可能等待多年才能使浸出物迁移到溶液中进行分析。因此,采用加速提取或极限提取,其强度(基于ISO 10993-12)可以根据环境和使用时间进行调整。


在伯朗氏实验室,我们通常采用 ISO 10993-12 中详述的提取条件,其中 37°C 用于模拟使用,较高温度和较高功率溶剂用于较高风险产品。夸张的条件提供了一种加速设备老化并模拟内部环境的更恶劣条件的方法。


一旦选择并处理了提取方法,制药和设备中使用的分析方法之间就会有很多重叠。

提取液分析

对于提取的材料,最常应用 ICP-MS、GC-MS 和 LC-MS。这些方法可以对可能发现的大多数有机材料(挥发性范围很广)以及任何相关的无机元素进行定量。ISO-10993标准中列出了各种其他分析。这些可能适用于某些产品的生物相容性。它们对于比较生产或设计变更后的材料也很有用。

毒性评估

化学表征分析中获得的信息需要进一步检查才能用作生物相容性指南。必须由毒理学家进行评估,以将发现的任何物质的毒性与所需的生物相容性终点进行比较。评估完成后,生成的文件就是毒性风险评估 (TRA),这通常构成生物评估报告(BER)的主要组成部分。

关于物质毒性的信息有多种来源。同样,评估技术也多种多样。经常应用的一种是安全关注阈值 (SCT)。所有测量都具有固有的不确定性。这也适用于分析化学,这是一个相当复杂的领域,需要专业的化学家进行分析。

AET的修订

ISO 10993-18 的最新修订重点关注附件 E:分析评估阈值(AET)的计算和应用,以及E.3:不确定性因子(UF)的确定

E.3 已完全重写,以更清楚地说明如何计算不确定性因子。UF 的值用于计算 AET,它们彼此成反比,即较大的 UF 会产生较小的 AET,反之亦然。

AET 是用于确定测试样品中检测到的化学物质是否具有足够高的浓度以进行报告的阈值。该修正案详细介绍了新的 UF 计算方法。计算 UF 的公式现在需要参考数据库中响应因子的相对标准偏差(RSD)。参考数据库是内部的,数据是通过经过验证的方法收集的。

较小的 UF 是理想的,因为它表明响应因子的变化较小,因此适合报告数据,这是毒理学风险评估的基础。对于所使用的每种分析方法,所使用的不确定性因子的用途、值和计算方法应始终合理。

结论

可提取物和浸出物研究(相容性研究)以及医疗器械的化学表征之间有很多相似之处。两者的目标都是证明患者应用的安全性。根据患者接触设备的情况或药物的给药方式,测试的细节和频率会有所不同。