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如何更好地识别医疗器械可沥滤物风险?

嘉峪检测网        2023-09-20 08:53

背景和法规要求
 
医疗器械生物学评价作为医疗器械安全性评估的重要部分,贯穿于医疗器械设计、研制、开发、上市后临床整个过程之中。化学表征作为医疗器械产品生物学评价支持的一部分,随着ISO和国标对应标准的更新,越来越受到业界关注和认可。
 
化学表征包括医疗器械的以下一项或多项:
 
1、其制造材料的定性;
 
2、通过材料化学成分的定性和定量进行的制造材料的表征;
 
3、针对医疗器械在制造过程中引入的化学物质进行的表征;
 
4、对医疗器械或其制造材料在临床使用条件下释放化学物质可能性的估计(使用实验室浸提条件);
 
5、医疗器械在其临床使用条件下释放的化学物质的测定。
 
其中医疗器械的可浸提物和可沥滤物研究是化学表征中最能直接评价医疗器械的生物安全性风险的手段。但实际临床条件下,很难有技术手段检测大部分器械的可沥滤物。取而代之的是化学表征中的可浸提物研究(Extractable study),主要是基于医疗器械的临床使用目的和用途,使用实验室条件(一般比临床条件更严苛)对医疗器械进行浸提,浸提的主要目标是识别医疗器械潜在释放的化学物质(可浸提物)并判断其毒理学风险。因此可浸提物谱至少要尽可能涵盖器械的可沥滤物谱,并且可浸提物的浓度水平至少要达到或高于可沥滤物的浓度水平。
 
基于浸提的目标决定在浸提时,我们会遇到以下两个很关键的问题:
 
如何确保可浸提物包括所有可沥滤物?
 
如何确保可浸提物的浓度至少达到可沥滤物的浓度?
 
解决的思路
 
要回答上面两个问题,我们需要从浸提的原理和操作方式来解答。
 
GB/T 16886.18-2022/ ISO 10993-18:2020中给出的浸提条件有极限浸提、加严浸提和模拟使用浸提,如下表:
根据标准要求,我们的加严浸提和极限浸提可能会影响可浸提物的变化,例如温度过高会导致聚合或者降解等。因此,在进行试验设计时,应充分考虑样品的材料和性质,经论述选取合适的浸提条件。只有条件适合的浸提条件,才能达到浸提的目的。在选取样品和浸提液的提取比例时,需参考GB/T 16886.12-2017/ ISO 10993-12: 2012中的浸提比例,如下:
 
 
根据推荐的比例,当我们在进行某些器械的浸提时,根据推荐的浸提比例,例如骨科产品(3 cm2/mL)放置在合适的提取容器(硼硅酸玻璃或聚四氟乙烯瓶)中时,可能存在溶剂无法完全浸没样品,通过震荡的方式也无法将样品的每个部位都充分的浸提,致使不能达到浸提的目的。
 
在这种情况下,有以下潜在的隐患:
 
如果样品不是均一的,则可能不同材质或表面处理工艺的部位不能充分浸提,将损失某些可浸提物,导致可浸提物无法囊括可沥滤物;
 
无法完全浸提,可浸提物的量会有所降低,导致可浸提物的浓度水平低于可沥滤物。
 
通常,我们解决无法完全浸没的问题时,有以下两种思路:
 
将样品裁切,改变样品的形状,满足浸提比例的情况下完成浸没;
 
加大溶剂的量,改善浸没情况。
 
对于以上的思路,对于某些实验情况下是可行的,但也有其弊端,例如:
 
部分类型的器械,如弹性体、涂层材料、复合材料、多层材料等,其完整表面与切割表面存在潜在的临床使用接触差异,因此裁切会导致可浸提物谱的变化;同时裁切时,切割工具引入的污染也将无法鉴别,被误判为可浸提物;
 
为了满足AET的要求,部分情况下加大的溶剂部分需要浓缩,浓缩将不可避免的造成部分可浸提物的损失,且需要方法学的验证。
 
因此,不改变样品性状,不改变浸提比例的前提下,使器械达到比较好的浸没状况,是可浸提物研究的成功的必要条件。通过减少器械与容器间的间隙体积,测试中心化学实验室提供一些可行的操作方式供参考。
 
推荐的可操作方式
 
第一种:
 
选取不同规格的容器,主要是内径,减少器械和容器间的间隙。举个例子,一个半球形的骨关节其φ=5 cm,如果我们选取φ=10 cm的玻璃瓶,则底部将有3/4的溶液是“浪费”掉的;如果选取φ=6 cm的玻璃瓶,就可以达到浸提的要求。这样做的好处是容器可以重复利用,试验的质量有保障(减少因容器引入的污染或者容器破损导致的失败)。缺点是需要定做大量的不同尺寸容器,成本较高且无法穷尽。
 
第二种:
 
选取可以变化形状的容器,例如塑料制成的袋子。如果器械是一块钢板,很薄且平面面积较大,定做容器不论是时间还是成本都不是最优选,这时候我们可以考虑使用化学惰性的塑料袋(推荐改性聚四氟乙烯材质)进行浸提。通过袋子的裁切,排空气后进行密闭,使溶剂与样品充分接触后进行浸提。优点是样品浸没情况有保障,缺点是成本较高(袋子无法重复使用)和容易失败(袋子质量不可控、样品尖锐戳破袋子或密闭不严导致溶液损失)以及提取的平行性问题。需要注意的是,使用这种方式需要密切关注溶剂的挥发情况,及时排气并补充溶剂,保证浸提的效果。
 
第三种:
 
是第一种措施的变种,当我们有一系列的容器时,可能某器械介于两种规格的容器之间而无法满足浸没,在无法穷尽的情况之中,我们可采取“乌鸦喝水”的方式来满足浸提情况。使用小体积惰性填充材料(如硼硅酸玻璃珠或聚四氟乙烯粒子)在填充容器和器械间隙,提升液面高度。这么做的优势是成本低,通用性强;劣势是需要论证填充材料与器械的相容性,填充材料带来的污染。
 
结语
 
医疗器械的浸提液制备在化学表征可浸提物研究中起到了举足轻重的作用,它不仅影响了医疗器械可沥滤物谱的识别,也影响医疗器械可沥滤物浓度水平的估算,进而会影响了医疗器械毒理学风险评估的结论,无论是生产企业还是第三方检测机构都应对这一环节的质量加以重视。在具体的器械浸提中,需要结合器械的材料特性、尺寸、浸提条件等综合来选择其中的一种或多种方式来满足可浸提物研究的需要。既要达到浸没的要求,使样品被充分的浸提了;也要保障样品提取的平行性且不被污染,从而获得一份高质量的研究结果。
 
参考文献
 
[1] GB/T 16886.18-2022/ ISO 10993-18:2020.
[2] GB/T 16886.12-2017/ ISO 10993-12: 2012.
 

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来源:药明康德医疗器械测试