Раздражение кожи и коррозионное тестирование медицинских устройств: критический шаг в оценке биосовместимости

Безопасность медицинских изделий напрямую связана не только с их работоспособностью и техническими характеристиками, но и с их совместимостью с организмом пациента. Медицинские устройства, которые вступают в контакт с кожей, охватывают широкий спектр продуктов, включая раневые повязки, клейкие ленты, электроды, катетеры, остомические продукты, ортопедические опоры и хирургические шторы. Научная оценка потенциала этих устройств вызывать раздражение, покраснение, отек, боль или—в более тяжелых случаях—коррозия и повреждение тканей на коже пациента являются обязательными ISO 10993-23 стандарт. Наша лаборатория проводит тесты на раздражение и коррозию кожи для медицинских устройств в соответствии с принципами GLP и GMP, используя самые современные научные подходы.

Важность раздражения кожи и коррозии в медицинских устройствах

Раздражение — это локализованная обратимая воспалительная реакция, возникающая в результате контакта вещества с кожей. Клинически он проявляется как эритема (покраснение), отек (отек), сухость, шелушение, зуд или жжение. Коррозия, с другой стороны, является более тяжелым состоянием, при котором вещество вызывает необратимое повреждение ткани кожи; оно характеризуется некрозом, изъязвлением и образованием рубцовой ткани. Для медицинских устройств различие между этими двумя состояниями имеет решающее значение, поскольку устройство с коррозионным потенциалом представляет неприемлемый риск для безопасности пациентов.

Потенциал раздражения кожи от медицинских устройств не зависит исключительно от сырья, используемого для производства устройства. Агенты высвобождения плесени, используемые в производственном процессе, остатки стерилизации (оксид этилена, побочные продукты излучения), клеи, покрытия и упаковочные материалы также могут вызывать кожные реакции. Кроме того, сценарий клинического использования устройства—включая такие факторы, как продолжительность контакта, площадь контакта, целостность кожи и популяция пациентов (например, новорожденных, пожилых людей или пациентов с чувствительной кожей).—непосредственно влияет на риск раздражения. Поэтому комплексная оценка биосовместимости должна учитывать все компоненты устройства и его условия использования.

Стандарт ISO 10993-1 использует риск-ориентированный подход к биологической оценке медицинских изделий. В этих рамках оценка раздражения и коррозии кожи становится обязательной в зависимости от продолжительности контакта с кожей и типа контакта (поверхностное устройство, устройство, подключенное к внешнему устройству, или имплантируемое устройство). Для устройств с краткосрочным (менее 24 часов), долгосрочным (24 часа - 30 дней) и постоянным (более 30 дней) контактом применяются различные стратегии тестирования. Этот многоуровневый подход обеспечивает безопасность пациента и эффективное использование ресурсов производителя.

Инновации, представленные стандартом ISO 10993-23

ISO 10993-23 Это международный стандарт, специально разработанный для оценки раздражения кожи, вызванного медицинскими приборами, и вводящий значительные инновации по сравнению с предыдущими версиями. Наиболее примечательной особенностью этого стандарта является его приоритет. in vitro методы. Стандарт рекомендует использовать проверенные восстановленные модели эпидермиса человека (RhE) в качестве первого выбора для оценки раздражения кожи. Эти модели представляют собой трехмерные культуры тканей, которые имитируют структурные и функциональные характеристики кожи человека. Тест основан на прямом применении экстракта устройства или материала к этой модели ткани и измерении жизнеспособности клеток с использованием анализа MTT. Если жизнеспособность клетки падает ниже определенного порогового значения, материал классифицируется как «раздражающий». Такой подход полностью исключает использование животных и позволяет проводить более прямую экстраполяцию на кожу человека.

Еще одним важным нововведением стандарта является стандартизация условий добычи. ISO 10993-23 уточнил температуру и продолжительность экстракции, чтобы отразить сценарий клинического использования устройства. Например, в то время как экстракция 24-72 часов при 37°C обычно рекомендуется для поверхностных устройств, для устройств, требующих более агрессивных условий, были определены различные протоколы. Эта стандартизация улучшает согласование результатов теста с клинической реальностью и снижает риск ложноположительных или ложноотрицательных результатов.

ISO 10993-23 также расширил критерии оценки. В дополнение к жизнеспособности клеток в область оценки были включены такие параметры, как морфологические изменения, целостность ткани и провоспалительное высвобождение цитокинов. Это позволяет принимать более четкие решения, особенно в пограничных случаях. Стандарт устанавливает, что in vivo Тест на раздражение кожи (пробы на кроликах или людях-добровольцах) может быть использован в качестве альтернативы в ситуациях, когда вы не можете найти его. in vitro Метод не подходит или результаты неубедительны. Однако, в соответствии с современными нормативными подходами и этическими принципами, in vitro Методы поощряются в качестве предпочтительного варианта.

Методы тестирования и стратегии применения

При оценке раздражения кожи и коррозии для медицинских устройств применяются различные методы испытаний в зависимости от физической формы устройства и клинического сценария использования. In vitro Модель RhE идеально подходит для экстрактов или материалов в жидкой форме. Для твердых устройств и поверхностных покрытий используется прямое применение материала или специализированные протоколы экстракции. Эта гибкость демонстрирует адаптивность стандарта к различным типам устройств.

Процесс экстракции осуществляется в соответствии со стандартом ISO 10993-12. Экстракция осуществляется при температурах и в течение длительностей, которые отражают клиническое применение, с использованием конкретных объемов полярных (содержащих сыворотку среды) и неполярных (растительного масла) растворителей на единицу площади поверхности или массы устройства. Полярные экстракты представляют собой водорастворимые компоненты, в то время как неполярные экстракты представляют собой липофильные компоненты.

При отдельном тестировании обоих типов экстрактов оцениваются все потенциальные раздражающие компоненты устройства.

in vivo Тестирование проводится с использованием модели кролика, когда это неизбежно. Тестируемое вещество наносят на выбритую заднюю кожу кролика и удерживают под полуокклюзионной повязкой в течение 4 часов. Оценки эритемы и отеков оцениваются в 1, 24, 48 и 72 часа. Первичный индекс раздражения (PII) рассчитывается путем усреднения баллов, и устройство классифицируется как «раздражающий» или «не раздражающий». Патч-тест на людях-добровольцах является еще одной альтернативой, особенно для косметики и устройств, предназначенных для длительного контакта с кожей; однако он требует тщательного внимания к этическим процессам одобрения и подбору пациентов.

В приведенной ниже таблице приведены основные методы и области применения, используемые при оценке раздражения и коррозии кожи для медицинских изделий.

Какие устройства требуют тестирования на раздражение кожи?

Стандарт ISO 10993-1 использует риск-ориентированный подход к биологической оценке медицинских изделий. В этих рамках для всех медицинских устройств, которые вступают в контакт с кожей, необходимы оценки раздражения и коррозии.

Тем не менее, объем и метод испытания варьируются в зависимости от продолжительности контакта устройства и типа контакта.

Поверхностные устройства — это устройства, которые вступают в непосредственный контакт с кожей и обычно используются для краткосрочных (менее 24 часов) или долгосрочных (24 часа — 30 дней) периодов. Раневые повязки, электроды, клейкие ленты, трансдермальные пластыри и хирургические шторы попадают в эту категорию. Для этих устройств, in vitro Модель RhE, как правило, достаточна, однако может потребоваться дополнительная оценка для устройств, используемых при длительном контакте или у пациентов с чувствительной кожей.

Устройства внешнего соединения - это те, которые проникают на поверхность кожи и попадают в тело, но остаются подключенными к внешней среде. Катетеры, дренажные трубки, продукты остомии и наборы инфузий попадают в эту категорию. Эти устройства могут вступать в контакт как с кожей, так и со слизистой; поэтому оценки раздражения должны проводиться как для кожи, так и для слизистой.

Имплантируемые устройства — это те, которые остаются внутри тела в течение длительного периода или постоянно. Ортопедические имплантаты, стенты, сердечные клапаны и зубные имплантаты попадают в эту категорию. Для этих устройств оценка раздражения кожи обычно оценивается в сочетании с местной реакцией ткани на месте имплантации; тестирование имплантации проводится в соответствии с ISO 10993-6.

Продолжительность контакта является критическим фактором при определении стратегии тестирования. Хотя in vitro Тестирование, как правило, достаточно для устройств, находящихся в краткосрочном контакте, для устройств, находящихся в длительном или постоянном контакте, может потребоваться более полная оценка. Кроме того, необходимо учитывать популяцию пациентов, для которых предназначено устройство. Новорожденные, пожилые люди, пациенты с ослабленным иммунитетом и люди с чувствительной кожей могут быть более восприимчивы к раздражающим эффектам. Поэтому следует применять более строгий подход к оценке устройств, предназначенных для этих групп населения.

Проведение тестов на раздражение кожи в нашей лаборатории

В нашей сертифицированной GLP и GMP лаборатории мы проводим тесты на раздражение кожи и коррозию для медицинских устройств в полном соответствии с международными стандартами. Для В тестах на раздражение кожи in vitro мы используем проверенные восстановленные модели эпидермиса человека; в случаях, когда in vivo Тестирование неизбежно, мы работаем в полном соответствии с принципами 3R под наблюдением опытных ветеринаров и токсикологов.

Процесс тестирования начинается с комплексной предварительной оценки. Состав материала устройства, производственный процесс, метод стерилизации и сценарий клинического использования подробно рассматриваются. На основе этой информации определяется наиболее подходящий протокол извлечения и метод испытаний. Процесс экстракции выполняется в соответствии с ISO 10993-12 с использованием определенного объема растворителя на единицу площади поверхности или массы устройства. Полярные и неполярные экстракты готовятся и тестируются отдельно.

В in vitro Тест RhE, экстракты или материалы наносятся непосредственно на модель ткани, и после определенного инкубационного периода жизнеспособность клеток измеряется с помощью анализа MTT. Результаты интерпретируются путем сравнения их с отрицательным и положительным контролем. Материалы с жизнеспособностью клеток ниже порогового значения классифицируются как «раздражающие». in vivo Тесты, с другой стороны, используют модель кролика для оценки эритемы и отеков; рассчитывается индекс первичного раздражения.

Одним из ключевых преимуществ нашей лаборатории является то, что результаты тестов могут быть непосредственно интегрированы в ваши нормативные документы. Наши отчеты, подготовленные в соответствии с ISO 10993-23, соответствуют требованиям ЕС MDR (2017/745), FDA 510 (k), ISO 10993-1 и других нормативных рамок. Кроме того, мы предоставляем комплексную оценку, которая согласуется с другими компонентами досье биосовместимости вашего устройства (цитотоксичность, сенсибилизация, имплантация).

Часто Задаваемые Вопросы

Один из наиболее распространенных вопросов, которые мы получаем относительно тестирования раздражения кожи. медицинские приборы является ли a in vitro Тестов всегда достаточно. В подавляющем большинстве случаев да; однако, если результаты теста неубедительны, конкретный сценарий использования устройства не может быть смоделирован. in vitroили если регулирующий орган специально запрашивает его, in vivo Может потребоваться тестирование. Это решение принято в свете оценки рисков и научного обоснования.

Другой распространенный вопрос заключается в том, как готовится экстракт устройства. В соответствии со стандартом ISO 10993-12 экстракция осуществляется с использованием конкретных объемов полярных (содержащих сыворотку) и неполярных (растительного масла) растворителей на единицу площади поверхности или массы устройства, при температурах и в течение длительностей, которые отражают клиническое использование. Условия извлечения определяются в зависимости от времени контакта устройства и сценария использования.

Что касается продолжительности испытания, то in vitro Тест RhE обычно дает результаты в течение 1-2 недель; in vivo Тест занимает 3-4 недели. Включая отчетность и обзоры качества, общая продолжительность составляет 3-6 недель. Другой часто задаваемый вопрос заключается в том, какие устройства подвергаются этому испытанию. Оценка раздражения кожи в соответствии с ISO 10993-1 требуется для всех медицинских устройств, которые вступают в контакт с кожей. Продолжительность и тип контакта определяют объем испытания. Наконец, часто возникает интерес к форматам, в которых сообщается о результатах. Полный отчет о тестировании, соответствующий ISO 10993-23, может быть представлен в формате технического файла MDR или в конкретном формате, требуемом регулирующим органом.

Совместимость вашего медицинского устройства с кожей является краеугольным камнем безопасности пациентов и одобрения регулирующих органов. Тщательная оценка раздражения кожи и коррозии, проводимая в соответствии с ISO 10993-23, напрямую влияет на безопасность, производительность и приемлемость на рынке. Наша лаборатория предоставляет услуги в соответствии со стандартами GLP и GMP по широкому спектру услуг. in vitro Модели RhE для in vivo Валидационные тесты. Чтобы быть вашим надежным партнером на пути биосовместимости вашего медицинского устройства, свяжитесь с нами.