Skin Irritation and Corrosion Testing of Medical Devices: A Critical Step in Biocompatibility Assessment

فسلامة الأجهزة الطبية لا ترتبط مباشرة بأدائها ومواصفاتها التقنية فحسب، بل ترتبط أيضا بمدى توافقها مع جسم المريض. وتشمل الأجهزة الطبية التي تتواصل مع الجلد طائفة واسعة من المنتجات، بما في ذلك فساتين الجروح، والأشرطة اللاصقة، والكهرباء، والرواسب، ومنتجات الفستم، والدعم النظيري، والطبقات الجراحية. التقييم العلمي لقدرات هذه الأجهزة على التسبب في الغضب أو الارتداد أو التورم أو الألم أو—في الحالات الأكثر حدة—التآكل وضرر الأنسجة على جلد المريض إلزامي بموجب ISO 10993-23 معيار. ويقوم مختبرنا بإجراء اختبارات تهيج الجلد وتآكله من أجل الأجهزة الطبية وفقا لمبادئ GLP و GMP، باستخدام أحدث النهج العلمية.

The Importance of Skin Irritation and Corrosion in Medical Devices

والري هو استجابة محلية وقابلة للعكس ناجمة عن اتصال المادة بالجلد. Clinically, it manifests as erythema (redness), edema (swelling), dryness, peeling, itching, or a burning sensation. ومن ناحية أخرى، يشكل التآكل حالة أشد حدة تسبب فيها المادة ضرراً لا رجعة فيه للأنسجة الجلدية؛ ويتميز بالتكسير، والالتهاب، وتشكيل الأنسجة الندبة. وبالنسبة للأجهزة الطبية، فإن التمييز بين هذين الشرطين يتسم بأهمية حاسمة؛ لأن جهازا ينطوي على إمكانية التآكل يشكل خطرا غير مقبول على سلامة المرضى.

The potential for skin irritation from medical devices does not stem solely from theخام materials used to manufacture the tool. كما أن عوامل الإطلاق المميتة المستخدمة في عملية التصنيع، ومخلفات التعقيم (أكسيد الإيثيلين، والمنتجات الثانوية للإشعاعات)، والمصاعد، والطلاء، ومواد التغليف يمكن أن تتسبب أيضا في ردود فعل على الجلد. وعلاوة على ذلك، فإن سيناريو الاستخدام السريري للجهاز—بما في ذلك عوامل مثل مدة الاتصال، ومنطقة الاتصال، وسلامة الجلد، وسكان المرضى (مثل المواليد الجدد، والمسنين، أو المرضى ذوي البشرة الحساسة)—يؤثر مباشرة على خطر الغضب. ولذلك، يجب أن يأخذ التقييم الشامل للتوافق البيولوجي في الاعتبار جميع عناصر الجهاز وشروط استخدامه.

The ISO 10993-1 standard adopts a risk-based approach to the biological evaluation of medical devices. وفي هذا الإطار، يصبح تقييم تهيج الجلد وتآكله إلزامياً تبعاً لمدة اتصال الجهاز الجلدي ونوع الاتصال (الجهاز السطحي، أو الجهاز المترابطة خارجياً، أو الجهاز الزرعي). وتطبق استراتيجيات اختبار مختلفة على الأجهزة ذات المدى القصير (أقل من 24 ساعة)، وطويل الأجل (24 ساعة - 30 يوما)، والاتصالات الدائمة (أكثر من 30 يوما). ويضمن هذا النهج المترابطة سلامة المرضى والاستخدام الفعال لموارد الصانع.

الابتكارات المقدمة من المعيار ISO 10993-23

ISO 10993-23 وهو معيار دولي وُضع خصيصاً لتقييم تهيج الجلد الناجم عن الأجهزة الطبية ويستحدث ابتكارات كبيرة مقارنة بالنسخ السابقة. وأبرز سمة في هذا المعيار هي الأولوية التي يوليها. in vitro طرق The standard recommends the use of validated human epidermis (RhE) models as the first choice for skin irritation assessment. وهذه النماذج هي ثقافات الأنسجة الثلاثية الأبعاد التي تقلل من الخصائص الهيكلية والوظيفية لبشر البشر. ويستند الاختبار إلى التطبيق المباشر لاستخراج الجهاز أو المواد على هذا النموذج من النسيج وقياس قدرة الخلايا على البقاء باستخدام مؤخرة MTT. إذا كانت صلاحية الخلايا أقل من قيمة عتبة معينة، المواد تصنف على أنها "تهيج". This approach completely eliminates the use of animals while allowing for more direct extrapolation to human skin.

ومن الابتكارات الهامة الأخرى في هذا المعيار توحيد ظروف الاستخراج. وقد أوضح ISO 10993-23 درجات حرارة الاستخراج ومدته لتعكس سيناريو الاستخدام السريري للجهاز. فعلى سبيل المثال، في حين يوصى عموما باستخراج ما يتراوح بين 24 و72 ساعة عند 37 درجة مئوية من الأجهزة السطحية، تم تحديد بروتوكولات مختلفة لأجهزة تتطلب ظروفا أكثر عدوانية. This standardization enhances the alignment of test results with clinical reality and reduces the risk of false-positive or false-negative results.

كما وسعت المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 10993-23 نطاق معايير التقييم. In addition to cell viable, parameters such as morphological changes, tissue integrity, and pro-inflammatory cytokine release have been included in the scope of evaluation. This enables clearer decision-making, particularly in borderline cases. ويحدد المعيار ما يلي: in vivo يمكن استخدام اختبار تهيج الجلد (الاختبار على الأرانب أو المتطوعين من البشر) كبديل في الحالات التي in vitro والطريقة غير ملائمة أو أن النتائج غير حاسمة. ومع ذلك، وتمشيا مع النُهُج التنظيمية والمبادئ الأخلاقية الحديثة، in vitro ويجري تشجيع الأساليب باعتبارها الخيار المفضل.

أساليب الاختبار واستراتيجيات التطبيق

وفي تقييم تهيج الجلد وتآكله بالنسبة للأجهزة الطبية، تطبق أساليب اختبار مختلفة حسب الشكل المادي للجهاز وتصور الاستخدام السريري للجهاز. في المختبر ونموذج RhE مثالي للمستخرجات أو المواد في شكل سائل. وفيما يتعلق بالأجهزة الصلبة وأجهزة الطلاء السطحي، تُستخدم التطبيقات المادية المباشرة أو بروتوكولات الاستخراج المتخصصة. وتدل هذه المرونة على قدرة المعيار على التكيف مع مختلف أنواع الأجهزة.

وتتم عملية الاستخراج وفقاً للمعيار 10993-12 للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس. ويتم الاستخراج بدرجات حرارة ومدة تعكس الاستخدام السريري، باستخدام أحجام محددة من القطب (المتوسط المحتوي على الاسطوانات) والمذيبات غير القطبية (النفط النباتي) لكل منطقة سطح الوحدة أو كتلة الجهاز. وتمثل المستخرجات القطبية مكونات حل المياه، في حين تمثل المستخرجات غير القطبية مكونات ليبوبية.

وباختبار كلا النوعين من المستخرجات على حدة، يتم تقييم جميع العناصر المتهيجة المحتملة للجهاز.

In vivo ويجري الاختبار باستخدام نموذج أرنب عندما لا يمكن تجنبه. وتُطبق مادة الاختبار على جلد الأرنب المحلق ويُحتفظ بها تحت ملابس شبه حصرية لمدة 4 ساعات. ثم تُقيَّم درجات (إيريثما) و(إيديما) في 1 و24 و48 و72 ساعة. الرقم القياسي للري الرئيسي يُحسب بحساب متوسط الدرجات، والجهاز يُصنّف على أنه "غير مهيّج" أو "غير مهيّج". واختبار الرقعة على المتطوعين من البشر بديل آخر، لا سيما فيما يتعلق بالمستحضرات التجميلية والأجهزة المصممة للاتصال الجلدي المطول؛ غير أنه يتطلب اهتماما دقيقا بعمليات الموافقة الأخلاقية واختيار المرضى.

ويوجز الجدول أدناه الأساليب الأساسية ومجالات التطبيق المستخدمة في تقييم تهيج الجلد وتآكل الأجهزة الطبية.

أي جهاز يتطلب اختبارات لري الجلد؟

The ISO 10993-1 standard adopts a risk-based approach to the biological evaluation of medical devices. وفي هذا الإطار، يلزم إجراء تقييمات لتهيج الجلد وتآكله لجميع الأجهزة الطبية التي تتواصل مع الجلد.

غير أن نطاق الاختبار وأسلوبه يختلفان حسب مدة اتصال الجهاز ونوع الاتصال به.

أما الأجهزة السطحية فهي تلك التي تتواصل مباشرة مع الجلد وتستخدم عادة في فترات قصيرة الأجل )أقل من ٢٤ ساعة( أو طويلة الأجل )٢٤ ساعة - ٣٠ يوما(. الثياب والكهرباء والأشرطة الاصطناعية وقطع الشظايا عبر الجلدية وطبقات الجراحة تقع في هذه الفئة لهذه الأجهزة in vitro ونموذج " RhE " كاف عموما؛ غير أنه قد يلزم إجراء تقييم إضافي للأجهزة المستخدمة في الاتصال الطويل الأجل أو للمرضى ذوي البشرة الحساسة.

وأجهزة الاتصال الخارجية هي تلك التي تخترق سطح الجلد وتدخل الجسم ولكنها تظل مرتبطة بالبيئة الخارجية. وتندرج في هذه الفئة المقادير، وأنابيب الصرف، ومنتجات النسيج، ومجموعات التوفير. ويمكن أن تكون هذه الأجهزة على اتصال بكل من الجلد والأنسجة الفموية؛ ولذلك يجب إجراء تقييمات للتهيج لكل من الجلد والكحول.

والنبائط القابلة للزراعة هي تلك التي تظل داخل الجسم لفترة طويلة أو بشكل دائم. وتندرج في هذه الفئة الازدحامات النظيرية، والمواقف القلبية، وزراعة الأسنان. وفيما يتعلق بهذه الأجهزة، يُقيَّم عادة تقييم تهيج الجلد بالاقتران مع استجابة الأنسجة المحلية في موقع الزرع؛ ويجري اختبار الزرع وفقاً للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 10993-6.

وتشكل مدة الاتصال عاملا حاسما في تحديد استراتيجية الاختبار. بينما in vitro والاختبارات كافية عموما بالنسبة لأجهزة الاتصال القصيرة الأجل، وقد يلزم إجراء تقييم أشمل لأجهزة الاتصال الطويل الأجل أو الدائم. وبالإضافة إلى ذلك، لا بد من النظر في عدد المرضى الذين يُقصد بهم الجهاز. وقد يكون المولودون حديثا، وكبار السن، والمرضى غير المحميين، والأفراد ذوي البشرة الحساسة أكثر عرضة للآثار المثيرة للقلق. ولذلك، ينبغي اعتماد نهج تقييمي أكثر صرامة فيما يتعلق بالأجهزة الموجهة لهؤلاء السكان.

إجراء اختبارات لري الجهاز الطبي في مختبرنا

وفي معملنا المثقف بـ GLP و GMP، نجري اختبارات تهيج الجلد وتآكل الأجهزة الطبية مع الامتثال الكامل للمعايير الدولية. إلى في اختبارات تهيج الجلد الفيترو، نستخدم نماذج الأوبئة البشرية المثبتة؛ in vivo ولا يمكن تجنب الاختبارات، ونحن نعمل في امتثال كامل لمبادئ 3R تحت إشراف الأطباء البيطريين ذوي الخبرة وعلماء السموم.

وتبدأ عملية اختبارنا بتقييم أولي شامل. ويدرس بالتفصيل التركيب المادي للجهاز، وعملية التصنيع، وطريقة التعقيم، والسيناريو الخاص بالاستخدام السريري. واستناداً إلى هذه المعلومات، يتم تحديد أنسب بروتوكول استخراج وطريقة اختبار. وتُجرى عملية الاستخراج وفقاً للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 10993-12، باستخدام كمية محددة من المذيبات لكل منطقة سطحية أو كتلة من الأجهزة. ويجري إعداد واختبار المقتطفات القطبية وغير القطبية بصورة منفصلة.

في الفيترو وتطبق اختبارات RhE أو مستخرجات أو مواد مباشرة على نموذج للأنسجة، وبعد فترة احتضان محددة، تقاس قدرة الخلايا على البقاء باستخدام مدفع MTT. وتفسر النتائج بمقارنتها بالضوابط السلبية والإيجابية. المواد ذات القدرة على البقاء في الخلايا تحت القيمة الحدية تصنف على أنها "تهيج". In vivo ومن ناحية أخرى، تستخدم الاختبارات نموذجا للأرانب لتقييم درجات الرثيما والإيديما؛ ويحسب مؤشر الري الابتدائي.

ومن المزايا الرئيسية التي يتمتع بها مختبرنا أن نتائج الاختبار يمكن أن تدمج مباشرة في بياناتكم التنظيمية. وتفي تقاريرنا، التي أُعدّت وفقاً للمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 10993-23، بمتطلبات جمهورية كوريا الشعبية الديمقراطية (2017/745)، و 510 (ك)، والمنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 10993-1، وغيرها من الأطر التنظيمية. وبالإضافة إلى ذلك، نقدم تقييما شاملا يتسق مع العناصر الأخرى من ملف المطابقة البيولوجية لجهازكم (السمية المغلقة، والتوعية، والزرع).

الأسئلة الشائعة

واحدة من أكثر الأسئلة شيوعاً التي نتلقىها بخصوص اختبار تهيج الجلد الأجهزة الطبية ما إذا كان in vitro الإختبار دائماً كافي وفي الغالبية العظمى من الحالات، نعم؛ ولكن إذا كانت نتائج الاختبار غير حاسمة، إذا لم يكن من الممكن وضع نموذج لسيناريو الاستخدام المحدد للجهاز in vitroأو إذا طلبت الهيئة التنظيمية ذلك تحديداً in vivo وقد يلزم إجراء اختبارات. ويتخذ هذا القرار في ضوء تقييم المخاطر والأساس المنطقي العلمي.

والسؤال المشترك الآخر هو كيفية إعداد الجهاز المستخرج. In accordance with ISO 10993-12, extraction is performed using specific volumes of polar (serum-containing medium) and non-polar (vegetable oil) solvents per unit surface area or mass of the tool, at temperatures and for durations that reflect clinical use. وتُحدَّد شروط الاستخراج على أساس وقت الاتصال بالجهاز وتصور استخدامه.

فيما يتعلق بمدة الاختبار، in vitro وعادة ما يسفر اختبار " RhE " عن نتائج في غضون أسبوع واحد إلى أسبوعين؛ in vivo الإختبار يستغرق 3-4 أسابيع ويشمل استعراضات الإبلاغ وضمان الجودة، يبلغ مجموع المدة عموما ٣-٦ أسابيع. وثمة سؤال آخر كثيرا ما هو الأجهزة التي تخضع لهذا الاختبار. ويلزم إجراء تقييم لتهيج الجلد في إطار المعيار ISO 10993-1 لجميع الأجهزة الطبية التي تتصل بالجلد. وتحدد مدة ونوع الاتصال نطاق الاختبار. وأخيراً، كثيراً ما يكون هناك فضول بشأن أشكال الإبلاغ عن النتائج. ويمكن تقديم تقرير اختباري كامل يتوافق مع المعيار ISO 10993-23 في شكل الملف التقني لنزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج أو في الشكل المحدد الذي تطلبه السلطة التنظيمية.

تطابق بشرة جهازك الطبي هو حجر الزاوية لسلامة المريض والموافقة التنظيمية A rigorous skin irritation and corrosion evaluation conducted in accordance with ISO 10993-23 directly impacts your tool’s safety, performance, and market acceptance. يقدم مختبرنا خدمات وفقاً لمعايير GLP و GMP على نطاق واسع من الخدمات in vitro نماذج RhE إلى in vivo اختبارات التصديق لكي تكون شريكك الموثوق به في رحلتك الخاصة بالجهاز الطبي، اتصل بنا