اختبار الزرع: البرهنة العلمية على قابلية الأجهزة الطبية للمقارنة

ولا يشمل تقييم التوافق البيولوجي للأجهزة الطبية اتصال الجهاز بالدم أو الجلد فحسب، بل يشمل أيضا تفاعله الطويل الأجل مع أنسجة الجسم. وعلى وجه الخصوص، فإن المنتجات الغازية، مثل الزرع، والأدوات الجراحية، ورغاوي العظام، والمواد الخياطة، والمواد، والأجهزة النظيرة، يمكن أن تسبب ردود فعل محلية في الأنسجة التي توضع فيها. وقد تظهر ردود الفعل هذه على أنها تحريض، أو تليف، أو نكروز، أو تشكيل غرانولوما، أو تدنيس، أو دمج الأنسجة.
اختبار الزرع ويتيح التقييم العلمي لهذه الآثار المحلية. اختبارات زرع مختبرنا وفقاً ISO 10993-6 معيار، بموجب مبادئ GLP، ومع فريق من علماء الأمراض البيطرية ذوي الخبرة.

The Scientific Basis and Importance of the Implantation Test

وينطوي اختبار الزرع على التمركز الجراحي لجهاز طبي أو مادي حيوي في الأنسجة الحية، ويعقبه فحص للمرض في نقاط زمنية محددة. والغرض الرئيسي من هذا الاختبار هو تقييم مدى توافق الجهاز مع النسيج )القابلية للمقارنة(، والآثار السامة المحتملة، وتكامل الأنسجة. ويختلف اختبار الزرع اختلافاً جوهرياً عن اختبارات التوافق البيولوجي الأخرى (السمية الذهنية، التوعية، التهيج) لأنه يلاحظ مباشرة السلوك الفعلي للجهاز ورد النسيج داخل الهيئة.

وتنبع أهمية اختبار الزرع من سيناريو الاستخدام السريري للأجهزة الطبية. ويمكن للزرع أن يبقى في الجسم لشهور أو سنوات، وهو في تفاعل مستمر مع الأنسجة المحيطة خلال هذه الفترة. وتؤثر الخصائص السطحية للجهاز، والتكوين الكيميائي، ومنتجات التحلل، والخصائص الميكانيكية تأثيرا مباشرا على استجابة الأنسجة. ويجب أن يكون الزرع الجيد متوافقاً بيولوجياً، ويجب ألا يتسبب في الإلتهاب المزمن، وألا يفرج عن المواد السامة، ويجب أن يكون قادراً على الحفاظ على وظيفته على المدى الطويل. ويكفل اختبار الزرع صحة هذه المعايير علميا.

وتستخدم نتائج اختبار الزرع مباشرة في عملية الموافقة التنظيمية للجهاز، وفي إعداد ملف المطابقة البيولوجية، وفي تقييم السلامة قبل الاستخدام السريري. وفيما يتعلق بالشركات الدائمة على وجه الخصوص، يشكل هذا الاختبار أحد أهم الأدلة على سلامة المرضى. Furthermore, for biodegradable devices, the implantation test is indispensable for evaluating the effects of degradation products on tissue and the degradation kinetics.

نطاق المعيار ISO 10993-6

ISO 10993-6 هو المعيار الأساسي المعترف به دوليا لتقييم الآثار المحلية للأجهزة الطبية بعد زرعها.
ويقتضي هذا المعيار أن تُزرع مواد أو جهاز الاختبار بصورة جراحية مباشرة في الأنسجة المستهدفة لنموذج حيواني مناسب بطريقة تعكس على أفضل وجه سيناريو الاستخدام السريري للجهاز، ويعقبها فحص للمرض في نقاط زمنية محددة. وينطوي التقييم على التحديد النوعي وشبه الكمي للرد على الأنسجة في موقع الزرع.

وبموجب المعيار ISO 10993-6، تُطبق أساليب اختبار مختلفة حسب الاستخدام السريري المقصود للجهاز وموقع الزرع. الزرع تحت الجلد ويُستخدم في الأجهزة السطحية، والرواسب، وملابس الجروح، ومواد الخياطة؛ وتوضع مواد الاختبار في الأنسجة الوصلية الفرعية للخلف. الزرع داخل الرحم (الطبيعي) يُستخدم في الأجهزة ونظم تسليم المخدرات التي تُزرع في العضلات؛ وتُستخدم منطقة المنحرفات أو العضلات الفخذية. زرع داخلي (في بون) ويُستخدم في الزرع الأوعية، ومسامير العظام، واللوحات، وزراعة الأسنان، وشمامات العظام؛ وتُفضَّل أنسجة العظام مثل الفخذ، أو التوبيا، أو الكرنيوم. زرع الأنسجة العاجية/الأرضية يُستخدم للمنشطات العصبية وأنبوب توجيه الأعصاب. الزرع داخل الأمة يُستخدم في الميوشات الجراحية وحواجز الصمود. الزرع الداخلي يُستخدَمُ للمُخَدِّراتِ، الجاذبيةِ الوعائيةِ، والمُخاطِر.

وتحدد مدة الاختبار على أساس فترة الاستخدام السريري للجهاز. وفيما يتعلق بأجهزة الاتصال القصيرة الأجل، يوصى بأسبوع واحد إلى أربعة أسابيع؛ ولأجهزة الاتصال الطويلة الأجل، ٤-١٢ أسبوعا؛ وللشركات الدائمة، ١٢-٢٦ أسبوعا أو أكثر. وبالنسبة للأجهزة القابلة للتحلل الأحيائي، يجب مواصلة الاختبار إلى أن يتحلل الجهاز تماما (6، 12، 18 شهرا، أو أكثر). وتُحدَّد هذه المدة على أساس الأساس المنطقي العلمي، مع مراعاة وقت إقامة الجهاز في الجسم وملامح تدهوره.

معايير التقييم المتعاطف

The most critical component of the implantation test is the systematic and semi-quantitative evaluation of the tissue response at the implantation site. ويُجري هذا التقييم أخصائيو أمراض بيطرية معتمدون يستخدمون أسلوباً أعمى ومصطلحات مقبولة دولياً في هذا المجال. ويجري فحص ثمانية بارامترات رئيسية خلال التقييم.

الإلتهاب ويسجل على مقياس يتراوح بين صفر و4 استناداً إلى التسلل الخلوي الإلتهاباتي (النيوتروبولوجيا، واللمفوسية، والكروفات، وخلايا البلازما)؛ وهذا مؤشر رئيسي لتوافق أنسجة الجهاز. تكوين كبسولات الألياف ويُقيَّم قياس سماكة وكثافة كبسولة الأنسجة الموصولة المحيطة بالزراعة؛ ويمكن أن يؤدي التليف المفرط إلى إضعاف وظيفة الزرع، ولكن تكوين الكبسولة العادي هو رد مقبول.
Necrosis—مناطق وفاة الأنسجة (التشويش التراكمي، والتشويش الرئوي)—وتسجل على مقياس يتراوح بين صفر وأربعة، وتحسب النسبة المئوية لمنطقة النيتروجين؛ وهذا مؤشر مباشر على تلف الأنسجة. تشكيل غرانولوما ويُقيَّم على أساس الخلايا العملاقة للجسم الأجنبي وتكتلات الكهرم الوبائي؛ ويشير التكوين المفرط للجرانولوما إلى التهاب مزمن.

رد فعل الجسم الأجنبي ويشير إلى رد الفعل الذي يتكون من جزيئات أو منتجات تردي المواد المزروعة؛ وهو أمر بالغ الأهمية بوجه خاص بالنسبة للأجهزة القابلة للتحلل الأحيائي ويستخدم كمؤشر على سمية الجسيمات. التعميم/المسببات ويقيّم تكوين سفينة دم جديدة في موقع زرعها؛ وهو مؤشر على تكامل الأنسجة وعملية الشفاء. دمج القضايا ويقيِّم درجة التكامل بين الزرع والأنسجة المحيطة به؛ وهو أمر بالغ الأهمية بصفة خاصة لتقييم التفكك في زرع العظام. التوليد/التقدير ويقيّم تدنيس الأنسجة والحساب الكهرمائي؛ وهو مؤشر على تعقيدات المراحل المتأخرة في الزرع الطويل الأجل.

ويوجز الجدول أدناه البارامترات التعاطفية الأساسية ونهج الترميز الذي جرى تقييمه في إطار المعيار ISO 10993-6.

لأي جهاز تطلبه اختبار الزرع؟

The ISO 10993-1 standard adopts a risk-based approach to the biological evaluation of medical devices. وفي هذا الإطار، يُحدد شرط اختبار زرع الأعضاء على أساس نوع الاتصال ومدته.

أجهزة السطح—المنتجات التي تتواصل مع الجلد (الملابس الصوتية، الكهروديس، الرقائق الجلدية)—وعموماً لا تتطلب اختباراً للزراعة؛ فالاختبارات المتعلقة بتهيج الجلد والتوعية كافية. أجهزة السطح—المنتجات التي تتصل بالأغشية الطينية (عدسات الاتصالات، ومواد طب الأسنان)—وقد يتطلب اختباراً للزرع؛ وينبغي تقييم ردود الفعل المألوفة، لا سيما في حالات الاتصال المطول. أجهزة اتصال خارجية—المنتجات التي تتصل بالأنسجة أو الدم (الكثيرات المغتربة، أجهزة غسيل الكلى، أنابيب الصرف)—ويتطلب اختبار الزرع؛ وتُقيَّم ردود الفعل المحلية بعد التنسيب تحت الجلد أو داخله.

أما الأجهزة غير القابلة للزراعة - اختبار الزرع فهو إلزامي بالنسبة للمنتجات التي تتصل بالعظم أو الأنسجة (الزراعة أو المسامير أو اللوحات أو زرع الأسنان)؛ ويجري تقييم النسيج، وتشكيل كبسولات الألياف، والالتهاب المزمن، والتحلل الأحيائي. الأجهزة الصنعية—المنتجات الملامسة للدم (المواد، الأصفاد، صمامات القلب)—ويتطلب اختباراً للزراعة؛ ويُقيَّم الاستنشاق بالثوثين، والتفسخ، وارتفاع ضغط الدم بالنيوينتيما، ويُقيَّم النسيج الوعائي.

واختبار الزرع إلزامي بالنسبة للأجهزة القابلة للتحلل الأحيائي (الخيوط القابلة للتحلل الأحيائي، والمواقد القابلة للتحلل الأحيائي، وملفات الأنسجة)، ويجب مواصلة الاختبار حتى يكتمل التحلل؛ وتقييم حركيات التحلل، ورد فعل الجسيمات، وتجديد الأنسجة، ووجود أي ضرر دائم. كما أن اختبار الزراعة إلزامي أيضاً بالنسبة للأجهزة المدمجة (المخدرات المستخدمة في استخدام المخدرات، والاسمنت العظمي المضلل بالمضادات الحيوية)؛ ويجري تقييم التفاعل المحلي بين المخدرات والجهاز، فضلاً عن استجابة الأنسجة.

إجراء اختبارات للزراعة في مختبرنا

ونجري في مختبرنا المصدق على نظام GLP اختبارات للزرع وفقاً للمختبر ISO 10993-6، مع إيلاء أقصى قدر من الاهتمام لمراقبة الجودة في كل مرحلة، بدءاً من إجراء الجراحة إلى التقييم التعاطفي. ويجري تنفيذ الإجراءات الجراحية في ظل ظروف اعتلالية من جانب الجراحين البيطريين ذوي الخبرة باستخدام بروتوكولات التخدير والتشرد المناسبة. الرصد البريدي ممارسة معيارية، والحفاظ على رفاه الحيوان على أعلى مستوى.

وأثناء إعداد المواد الاختبارية والاختبارية والتحكمية يتم إعدادها بنفس الأبعاد والشكل والخصائص السطحية؛ وتوثيق حالة تعقيمها وأبعاد زرعها. كمراقبة سلبية، المواد المرجعية التي أوصى بها المعيار ISO 10993-12 و ISO 10993-6 (مثل البوليثيلين العالي الكثافة)—HDPE) تستخدم. وهذا أمر بالغ الأهمية للتحقق من حساسية نظام الاختبار والتمييز بين الرد الناتج عن إجراء الزرع نفسه وبين أثر مواد الاختبار.

In the histopathological evaluation, the implantation site and surrounding curriculum are completely excised; paraffin or resin embedding is performed. وتُستخدم التقنيات الخاصة للفصل وطرق اللطخ في الأنسجة الصلبة. ويتم التقييم بواسطة طبيب بيطري معتمد يستخدم أسلوباً معصوباً وشبه مربوط وفقاً لمصطلحات الشبكة. ويشتمل التقرير على النتائج الشاملة، والسجلات المتعاطفة، والتصويرات المصغرة التمثيلية، وقسم الترجمة الشفوية؛ واستُخدم شكل كامل من التقارير متوافق مع المعيار ISO 10993-6 المرفق ألف والمرفق باء.

وتتمثل إحدى نقاط القوة الرئيسية في مختبرنا في تجربتنا الواسعة مع مختلف نماذج الحيوانات ومواقع زرعها. وتُستخدم الجرذان والأرانب للزراعة الصغيرة؛ والأغنام أو الماعز أو الرؤوس الصغيرة للأجهزة النظيرية؛ والكلاب أو الأغنام أو الخنازير لأجهزة الأوعية الدموية. ويستند اختيار النماذج الحيوانية إلى الأساس المنطقي العلمي وفقا للأنسجة والحجم المستهدفين للجهاز، وهو موثق في بروتوكول الدراسة.

الأسئلة الشائعة

واحدة من أكثر الأسئلة شيوعاً التي نتلقىها فيما يتعلق باختبار الزرع هي ما تتطلبه أصناف الأجهزة من هذا الاختبار. According to the EU MDR (2017/745), implantation testing under ISO 10993-6 is mandatory for all implantable devices and devices that come into long-term contact with curriculum or blood. وتحدد مدة اتصال الجهاز ودرجة الغزو شرط الاختبار.

كما يُسألنا في كثير من الأحيان أي نموذج حيوان ينبغي اختياره لإجراء الاختبار. ويتوقف نموذج الحيوان على النسيج والحجم المستهدفين للجهاز. وتُفضَّل الجرذان والأرانب على الزراعات الصغيرة؛ والأغنام أو الماعز أو الرؤوس الصغيرة للأجهزة النظيرية؛ والكلاب أو الأغنام أو الخنازير لأجهزة الأوعية الدموية. ويجب توثيق الاختيار بمبررات علمية.

وتوصي المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 10993-6 بتقييم الجهاز في نقاط زمنية متعددة؛ وبالتمييز بين ردود الفعل الحادة القصيرة الأجل والآثار المزمنة الطويلة الأجل، يوصى بتقييم نقطتين زمنيتين على الأقل (المرحلتان الأولى والأخيرة). أما بالنسبة للزراعات الدائمة، فإن مدة ١٢-٢٦ أسبوعا هي عادة. ورداً على سؤال عن سبب ضرورة فرض رقابة سلبية، فإن الجواب هو أن الرقابة السلبية (مثلاً، HDPE) تستخدم للتحقق من حساسية نظام الاختبار والتمييز بين الرد الناتج عن إجراء الزرع نفسه وبين أثر مواد الاختبار. ولا تقبل السلطات التنظيمية النتائج غير الخاضعة للمراقبة.

وثمة اهتمام أيضا بمدة فترة الاختبار التي ينبغي أن تستغرقها الأجهزة القابلة للتحلل الأحيائي. ولا بد من مواصلة اختبار الأجهزة القابلة للتحلل الأحيائي إلى أن يتحلل الجهاز تماماً أو أدمج بالكامل في الأنسجة. ويمكن أن تتراوح هذه الفترة من ٦ أشهر إلى سنتين، تبعا لموجز تدهور الجهاز. أما فيما يتعلق بمسألة الشكل الذي ينبغي أن يتبعه تقرير التعاطف، فإن الجواب هو أن التقرير يجب أن يتضمن النتائج الكلية، وجداول التكهن بالمرض، والتصوير المغنطيسي، والتحليلات الإحصائية، وتفسير علماء الأمراض؛ ويجب اتباع الشكل الموصى به في مرفقات المعيار ISO 10993-6.

ويوفر اختبار الزرع دليلا علميا على توافق جهازك الطبي مع أنسجة الجسم. وتؤثر دراسة صارمة للزرع أجريت وفقاً للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 10993-6 تأثيراً مباشراً على سلامة جهازك وأدائه ومقبوليته التنظيمية. مختبرنا يقدم خدمات في طائفة واسعة من التطبيقات—من تطبيقات غير مقصودة إلى مواضع نظيفة ووعائية—وفقاً لمعايير نظام الأفضليات المعمم ومع فريق من علماء الأمراض البيطرية ذوي الخبرة. اتصلوا بنا لكي نكون شريككم الموثوق في رحلة تطابق الجهاز الطبي الحيوي.