OECD TG 439 und ISO 10993-23: Der Aufstieg von In-vitro-Methoden zur Hautreizung

Die Bewertung des Hautreizungspotenzials durch den Kontakt mit Chemikalien und Medizinprodukten ist eine unverzichtbare Voraussetzung für die Sicherheit der Anwender und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Während diese Bewertung in der Vergangenheit ausschließlich durch Tierversuche durchgeführt wurde, haben wissenschaftliche und ethische Fortschritte zu in vitro Methoden werden zum bevorzugten Ansatz. Zwei wichtige Meilensteine in diesem Übergang sind die OECD TG 439 und ISO 10993-23 Normen. Unser Labor implementiert beide Standards nach GLP- und GMP-Prinzipien unter Verwendung validierter rekonstituierter Modelle der menschlichen Epidermis (RhE).

Die wissenschaftliche Grundlage von In-vitro-Tests zur Hautreizung

Hautreizung ist eine lokale, typischerweise reversible Entzündungsreaktion, die aus dem Kontakt einer Substanz mit der Haut resultiert. Klinisch manifestiert es sich als Erythem (Rötung), Ödem (Schwellung), Trockenheit, Peeling und Juckreiz. Traditionell in vivo Tests wird diese Reaktion durch visuelle Bewertung in einem Kaninchenmodell bewertet; in vitro Methoden hingegen verwenden dreidimensionale Gewebemodelle, die die strukturellen und funktionellen Eigenschaften der menschlichen Haut nachahmen. Diese Modelle sind rekonstituierte menschliche Epidermis (RhE) Gewebe aus menschlichen Keratinozyten, die die vielschichtige Struktur der epidermalen Schicht, die Lipidbarriere und die metabolische Aktivität erhalten.

Das Grundprinzip der in vitro Der Hautreizungstest besteht darin, die Prüfsubstanz für einen bestimmten Zeitraum auf das RhE-Gewebe aufzubringen und dann die Zellviabilität zu messen. Die Zellviabilität wird mit Hilfe des MTT-Assays bestimmt; dieser Test basiert auf dem Prinzip, dass MTT-Tetrazoliumsalz durch mitochondriale Dehydrogenaseenzyme in lebenden Zellen reduziert wird und in purpurfarbene Formazankristalle umgewandelt wird. Die Formazankristalle werden in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und spektralphotometrisch vermessen. Die prozentuale Zellviabilität wird durch Vergleich mit einer Negativkontrolle berechnet. Wenn die Zellviabilität einen bestimmten Schwellenwert (typischerweise 50 Prozent) unterschreitet, wird die Substanz als "reizend" eingestuft.

Der wichtigste Vorteil dieses Ansatzes ist, dass er eine direkte Extrapolation auf die menschliche Haut ermöglicht. Strukturelle und physiologische Unterschiede zwischen tierischer und menschlicher Haut können die Vorhersagekraft von in vivo Prüfungen. Da RhE-Modelle direkt die menschliche Biologie widerspiegeln, sind die Ergebnisse konsistenter mit der klinischen Realität. Darüber hinaus entsprechen diese Methoden durch den vollständigen Verzicht auf die Verwendung von Tieren vollständig dem "Ersatz" -Prinzip der 3Rs.

OECD TG 439: In-vitro-Test auf Hautreizung bei Chemikalien

OECD TG 439 ist eine international anerkannte in vitro zur Beurteilung des Hautreizungspotenzials chemischer Stoffe und Gemische entwickelte Testleitlinie. Diese Richtlinie wurde 2015 verabschiedet und 2021 aktualisiert. Unter TG 439 wird das Hautreizungspotenzial der Testsubstanz anhand validierter RhE-Modelle (EpiSkinTM, EpiDermTM, SkinEthicTM RHE, LabCyte EPI-MODEL24 usw.) bewertet. Der Test umfasst eine einmalige Applikationszeit (normalerweise 15 Minuten oder 4 Stunden), gefolgt von einer 42-stündigen Inkubationszeit. Die Zellviabilität wird mit dem MTT-Assay gemessen und die Ergebnisse werden durch Vergleich mit Negativ- und Positivkontrollen interpretiert.

Das wichtigste Merkmal von TG 439 ist, dass es ausreichende Daten für die GHS-Klassifikation (Globally Harmonized System) liefert. Testergebnisse können verwendet werden, um eine Substanz als "Hautreizend" (Kategorie 2) oder "Nicht reizend" zu klassifizieren. TG 439 bewertet jedoch nur das Reizpotential; zur Beurteilung des Korrosionspotentials sind separate Prüfungen (OECD TG 430, 431 oder 435) erforderlich. TG 439 ist weit verbreitet, insbesondere für Kosmetikprodukte, Körperpflegeprodukte, Reinigungsmittel und Industriechemikalien.

Nach der EU-Kosmetikverordnung (EC 1223/2009) sind Tierversuche für kosmetische Mittel und deren Inhaltsstoffe vollständig verboten. Daher ist TG 439 ein obligatorischer Test für die Kosmetikindustrie geworden. Darüber hinaus unter der EU REACH-Verordnung , die Anwendung von Methoden gefördert wird und Tierversuche verboten sind, wenn validierte Alternativen zur Verfügung stehen. Die TG 439 spielt innerhalb dieses Rechtsrahmens eine zentrale Rolle.

ISO 10993-23: Hautreizungstest für Medizinprodukte

ISO 10993-23 ist die internationale Norm, die Hautreizungstests als Teil der Biokompatibilitätsbewertung von Medizinprodukten definiert. Diese Norm ist eine aktualisierte Version der Reizungstests, die ursprünglich in ISO 10993-10 enthalten waren und nun als separate Norm festgelegt wurden. ISO 10993-23 bewertet die Auswirkungen von Extrakten, die aus dem Gerät oder dem Produktmaterial selbst auf die Haut gewonnen werden, in einer Weise, die das klinische Nutzungsszenario des Medizinprodukts am besten widerspiegelt.

Die bedeutendste Innovation der ISO 10993-23 ist die Priorisierung von in vitro Methoden.
Die Norm empfiehlt die Verwendung validierter RhE-Modelle als erste Wahl für die Beurteilung von Hautreizungen. Diese Modelle arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie OECD TG 439; ISO 10993-23 definiert jedoch Extraktionsbedingungen und Probenvorbereitungsprotokolle für Medizinprodukte. Zum Beispiel werden Extrakte aus dem Gerät mit polaren (serumhaltigen Medium) und unpolaren (pflanzlichen Öl) Lösungsmitteln gemäß ISO 10993-12 hergestellt; Extraktionstemperaturen und -dauern werden bestimmt, um die klinische Verwendung des Geräts widerzuspiegeln.

Der wichtigste Unterschied zwischen ISO 10993-23:2021 und früheren Versionen ist die Annahme eines risikobasierten Ansatzes bei der Auswahl der Testmethoden und die stärkere Betonung der Verwendung von in vitro Methoden. Die Norm besagt, dass auf der Grundlage chemischer Charakterisierungsdaten und verfügbarer Literatur in bestimmten Fällen eine Irritationsbewertung ohne Tierversuche durchgeführt werden kann. Darüber hinaus erkennt sie an, dass, wenn die in vitro Die Methode ist nicht geeignet oder die Ergebnisse sind nicht schlüssig, die in vivo Alternativ kann ein Hautreizungstest (Patch-Test an Kaninchen oder freiwilligen Menschen) durchgeführt werden.

Die nachstehende Tabelle enthält eine vergleichende Zusammenfassung der wichtigsten Merkmale der Normen OECD TG 439 und ISO 10993-23.

Vorteile und Grenzen von RhE-Modellen

Rekonstitutionierte menschliche Epidermis (RhE) Modelle bilden den Kern von in vitro Prüfung auf Hautreizungen. Der wichtigste Vorteil dieser Modelle besteht darin, dass sie die mehrschichtige Struktur, die Lipidbarriere und die metabolische Aktivität der menschlichen Haut erhalten und somit eine realistische Reaktion auf Testsubstanzen bieten. RhE-Gewebe enthalten differenzierte Zellschichten, die von der Basalschicht bis zu den Hornhautzellen reichen; dies ermöglicht eine genaue Modellierung des chemischen Eindringens durch die Haut und die epidermale Reaktion. Da diese Modelle kommerziell verfügbar, standardisiert und validiert sind, zeigen die Ergebnisse eine hohe Reproduzierbarkeit in allen Labors.

Ein weiterer Vorteil von RhE-Modellen sind ihre ethischen und wirtschaftlichen Vorteile. Durch den vollständigen Verzicht auf die Verwendung von Tieren erfüllen sie die 3R-Prinzipien vollständig; sie verkürzen die Testzeit (Stunden statt Tage); sie senken die Kosten; und sie vereinfachen die Genehmigungsprozesse von Ethikkomitees. Insbesondere in der Kosmetikindustrie sind RhE-Modelle aufgrund des Verbots von Tierversuchen in der EU die einzige obligatorische Option.

Allerdings haben RhE-Modelle auch gewisse Einschränkungen. Diese Modelle bestehen ausschließlich aus der epidermalen Schicht; Sie enthalten keine anderen Komponenten der Haut, wie der Dermis, Blutgefäße, Immunzellen und Nervenenden. Daher können Prozesse wie dermal-epidermale Interaktionen, vaskuläre Reaktionen und neurogene Entzündungen nicht vollständig modelliert werden. Darüber hinaus können bestimmte Testsubstanzen (z. B. wasserunlösliche Feststoffe, starke Säuren/Basen) in RhE-Modellen zu ungenauen Ergebnissen führen; in solchen Fällen ist eine zusätzliche Bewertung oder in vivo Validierung kann erforderlich sein. Im Bewusstsein dieser Einschränkungen passt unser Labor die Teststrategie für jedes Produkt an und liefert bei Bedarf ergänzende Analysen.

Durchführung von OECD TG 439 und ISO 10993-23 Tests in unserem Labor

In unserem GLP- und GMP-zertifizierten Labor führen wir Hautreizungstests nach OECD TG 439 und ISO 10993-23 in voller Übereinstimmung mit internationalen Standards durch. Für in vitro Tests verwenden wir validierte RhE-Modelle (EpiSkinTM, EpiDermTM, SkinEthicTM); in Fällen, in denen in vivo Tests sind unvermeidlich, wir arbeiten in voller Übereinstimmung mit den 3R-Prinzipien unter der Aufsicht von erfahrenen Tierärzten und Toxikologen.

Unser Testprozess beginnt mit einer umfassenden vorläufigen Bewertung. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften, die Löslichkeit, der pH-Wert und die chemische Struktur der Prüfsubstanz werden untersucht. Bei medizinischen Geräten werden die Materialzusammensetzung, der Herstellungsprozess, die Sterilisationsmethode und das klinische Nutzungsszenario des Geräts detailliert ausgewertet. Auf der Grundlage dieser Informationen werden das am besten geeignete Extraktionsprotokoll und die am besten geeignete Prüfmethode bestimmt.

Im RhE-Test wird die Testsubstanz oder der Testextrakt auf ein Gewebemodell aufgetragen und nach einer bestimmten Inkubationszeit die Zellviabilität mit dem MTT-Test gemessen. Die Ergebnisse werden interpretiert, indem sie mit negativen und positiven Kontrollen verglichen werden. Substanzen mit einer Zellviabilität unter 50 Prozent werden als "Reizstoffe" eingestuft. Morphologische Auswertung dient als wichtige Ergänzung zu den numerischen Daten; Gewebeintegrität, Zellform und Schichtstruktur werden unter dem Mikroskop untersucht.

Einer der wichtigsten Vorteile unseres Labors ist, dass Testergebnisse direkt in Ihre behördlichen Einreichungen integriert werden können. Berichte, die der OECD TG 439 entsprechen, gelten für EU REACH, CLP und kosmetische Vorschriften. Berichte, die ISO 10993-23 entsprechen, werden für die EU MDR (2017/745), FDA 510(k) und andere Vorschriften für Medizinprodukte akzeptiert. Darüber hinaus bieten wir für beide Standards umfassende Berichte, die chemische Charakterisierungsdaten, Extraktionsdetails, Zellviabilitätsergebnisse und morphologische Beobachtungen enthalten.

Häufig Gestellte Fragen

Eine der häufigsten Fragen, die wir bezüglich OECD TG 439 und ISO 10993-23 erhalten, ist, welche Norm für welches Produkt geeignet ist. OECD TG 439 gilt für chemische Stoffe, Gemische, Kosmetika und Reinigungsmittel. ISO 10993-23 hingegen wurde speziell für Medizinprodukte und Biomaterialien entwickelt. Die Wahl hängt von der regulatorischen Kategorie Ihres Produkts ab; Unser Labor wird die Eigenschaften Ihres Produkts bewerten und den am besten geeigneten Standard empfehlen.

In vitro Testergebnisse werden oft gefragt, ob sie ersetzen können in vivo Prüfungen. Ja, in vielen Fällen können sie das. OECD TG 439 und ISO 10993-23 ermöglichen eine Einstufung ohne in vivo Prüfung, sofern validierte RhE-Modelle verwendet werden. Sind die Testergebnisse jedoch nicht eindeutig, ist der Stoff in Wasser unlöslich, oder die Regulierungsbehörde verlangt dies ausdrücklich. in vivo Validierung kann erforderlich sein.

Es besteht auch Interesse, welche kommerziellen Marken von RhE-Modellen verfügbar sind und welche bevorzugt werden sollten. EpiSkinTM, EpiDermTM, SkinEthicTM RHE und LabCyte EPI-MODEL24 sind OECD-validierte und international anerkannte RhE-Modelle. Die Wahl des Modells hängt von den Eigenschaften der Prüfsubstanz und dem Validierungsstatus des Labors ab; alle Modelle arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip und liefern vergleichbare Ergebnisse.

In Bezug auf die Testdauer liefert der RhE-Test typischerweise Ergebnisse innerhalb von 1-2 Wochen; die Gesamtdauer, einschließlich Berichterstattung und Qualitätssicherungsprüfung, beträgt 3-4 Wochen. Wenn in vivo Validierung erforderlich ist, kann sich dieser Zeitraum auf 4-6 Wochen erstrecken. Schließlich stellt sich die Frage, für welche regulatorischen Einreichungen diese Tests verwendet werden können. OECD TG 439-Berichte gelten für EU REACH, CLP, Kosmetikvorschriften und GHS-Klassifikation; ISO 10993-23-Berichte gelten für die EU MDR, FDA 510 (k) und andere Medizinproduktevorschriften.

In-vitro-Methoden zur Beurteilung von Hautreizungen bilden die Grundlage eines modernen Ansatzes, der wissenschaftliche Genauigkeit mit ethischer Verantwortung verbindet. Mit unseren Tests, die vollständig den Standards OECD TG 439 und ISO 10993-23 entsprechen, bewerten wir die Hautsicherheit Ihrer Produkte nach höchsten wissenschaftlichen Standards.—Ohne Tierversuche. Unser GLP- und GMP-zertifiziertes Labor, ausgestattet mit validierten RhE-Modellen und einem erfahrenen Team, ist Ihr zuverlässiger Partner für die Prüfung von Hautreizungen. Um die Hautsicherheit Ihres Produkts zu demonstrieren, kontaktieren Sie uns.