ASTM F2475-20是直接關(guān)于醫(yī)用器械包裝材料生物相容性評價的指南[3],版(2020年版)是根據(jù)ISO 10993-1:2018[4]原則和理念,對前一版指南(2011年版)在使用范圍、術(shù)語定義、評價流程以及信息性附錄等內(nèi)容上,進行了全面更新。其中,信息性附錄(見表1)根據(jù)包裝和器械的接觸性質(zhì)和風(fēng)險分為3類,并給出每類包裝需要考察的生物相容性試驗項目,對包裝和器械生產(chǎn)廠家都有實際的參考意義。其中,對于液體醫(yī)療器械的包裝歸屬于高風(fēng)險類別,需要進行可浸提物和可瀝濾物的考察和。
備注:
“X”指相應(yīng)類別的包裝需要考察的生物相容性試驗項目;
“XA”指根據(jù)醫(yī)療器械的風(fēng)險,其他生物學(xué)終點也應(yīng)在包裝的生物相容性中進行;
ASTM F2475-20指南只是一個框架性標準,沒有包裝生物相容性評價的具體實施方案和細則。但是,如果對包裝進行了風(fēng)險,則包裝材料的生物相容性評價可以參考器械的標準和指南執(zhí)行。例如,ISO 10993-1(GB 16886-1)是針對接觸人體的醫(yī)療器械生物相容性的標準,雖然不直接適用于包裝,但其原理和指導(dǎo)思想可以用來包裝的生物相容性評價,也滿足ISO 11607-1的總體要求。如果需要申報FDA,則可以直接參考FDA CDRH 2020 ISO 10993-1生物相容性使用指南[5]進行。此外,如果高風(fēng)險的包裝需要進行可浸提物和可瀝濾物,可以根據(jù)標準《ISO/TS 21726:2019毒理學(xué)關(guān)注閾值在醫(yī)療器械成分生物相容性評價中的運用》[6]以及ISO 10993-18:2020風(fēng)險過程中的醫(yī)療器械材料化學(xué)表征[7]等標準進行。如果化學(xué)表征的結(jié)果需要進行毒理,則可以參考ISO 10993-17可瀝濾物允許限量的建立[8]等標準進行。
03醫(yī)療器械包裝生物相容性評價的流程
雖然醫(yī)療器械包裝只是與患者有間接接觸,其生物相容性不太可能超過直接或間接接觸患者的器械的要求,但由于醫(yī)療器械包裝種類及形式的多樣,人們逐漸認識到,需要根據(jù)風(fēng)險的結(jié)果,決定是否進行相關(guān)的測試以及證明所選測試的合理性,來支持包裝材料的安全性。
參考的ASTM F2475-20、ISO10993-1:2018和FDA指南,筆者總結(jié)醫(yī)療器械包裝材料生物相容性流程大體如下:
3.1收集有關(guān)信息資料
包裝材料生物相容性和器械類似,優(yōu)先需要搜集各種資料信息,包括但不限于:材料的牌號、成分組成、加工工藝、使用的加工助劑和添加劑,與器械的接觸方式、時間、性質(zhì),包裝的種類和形式,以及包裝和材料的使用歷史、文獻收錄等。信息資料越多越全,風(fēng)險越容易,可能需要的額外測試越少。
3.2進行有關(guān)風(fēng)險
根據(jù)搜集到各種文獻資料信息,對整個*終包裝形式進行風(fēng)險。如果現(xiàn)有資料能夠證明,包裝與已上市產(chǎn)品存在材料等同(物理、化學(xué)等同),同時能證明毒理等同,則說明整個包裝生物等同;或者經(jīng)過風(fēng)險,設(shè)計包裝與已上市產(chǎn)品具有相同的安全使用歷史,則無需進行任何測試。如果以上信息不足,則需要根據(jù)情況進行適當?shù)倪M一步研究或者測試,以進一步提供相關(guān)信息進行。
3.3選擇有關(guān)測試項目
如果風(fēng)險后包裝材料不等同,則需要根據(jù)包裝與器械產(chǎn)品的接觸性質(zhì),選擇適當?shù)臏y試來證明材料的安全性。例如:如果產(chǎn)品和包裝材料之間無直接或間接接觸,則只需要進行材料(紅外鑒別等)和簡單的化學(xué)測試(提取溶液的不揮發(fā)殘渣、紫外吸收等)即可;如果產(chǎn)品和包裝材料之間只是固體形式的直接接觸,則除了以上測試項目外,還需要對包材的粒子和細胞毒性等項目進行考察;如果器械和包裝材料有半固體、液體或其組合形式的直接接觸,這種接觸方式風(fēng)險很高,則另外需要對包材進行化學(xué)表征分析中的可浸提物與可瀝濾物(E&L)的研究和。由于科學(xué)完整的E&L研究,只能代替和豁免涉及到全身性反應(yīng)的生物測試部分,例如急性全身性毒性、亞急性全身性毒性、亞慢性全身性毒性、慢性全身性毒性、致癌性、基因毒性、生殖發(fā)育毒性等,所以細胞毒性、皮膚刺激、致敏以及血液相容性、植入實驗中對組織的局部影響部分,則可能需要額外的測試來支持包裝材料的監(jiān)管應(yīng)用。
3.4化學(xué)成分的毒理
科學(xué)合理的E&L研究,一般都會識別、和量化出一些可浸提物(潛在的可瀝濾物)或者可瀝濾物,這些物質(zhì)是否超出人體可接受限度(TI),需要有經(jīng)驗的毒理專家進行毒理。結(jié)合各種毒理數(shù)據(jù)庫和個人的經(jīng)驗,毒理專家會計算這些物質(zhì)的毒性,并其安全性。
3.5生物相容性的總結(jié)
根據(jù)以上收集的包材有關(guān)的物理/化學(xué)/毒理等信息,結(jié)合生物風(fēng)險結(jié)果以及化學(xué)表征分析或/和生物相容性測試,再結(jié)合毒理結(jié)果(可能適用),就可以形成一份完整的關(guān)于包裝材料的生物相容性風(fēng)險報告。
04化學(xué)表征分析
4.1化學(xué)表征分析與生物相容性評價的關(guān)系
化學(xué)表征分析是生物風(fēng)險和生物相容性評價的一部分。當包材有關(guān)的物理/化學(xué)/毒理等信息收集不全時,需要根據(jù)生物風(fēng)險結(jié)果,決定是否需要做生物相容性測試(包括化學(xué)試驗和生物試驗)。風(fēng)險的核心是需要了解和闡明產(chǎn)生毒性的物質(zhì)信息和定量結(jié)果,而不是動物實驗的定性結(jié)果,所以化學(xué)表征分析優(yōu)先于生物試驗。
4.2化學(xué)表征分析的內(nèi)容
化學(xué)表征分析內(nèi)容廣泛,包含各種物理和化學(xué)測試類型。物理分析項目包括:傅里葉變換紅外光譜(FTIR)鑒別、掃描電子顯微鏡(SEM)進行的材料表面形態(tài)分析等;化學(xué)分析包含非特異成分分析,例如提取溶液的不揮發(fā)殘渣、紫外吸收、總有機碳含量等,以及特異性成分分析,例如可浸提物與可瀝濾物(E&L)的研究。建議讀者參考有關(guān)標準和指南,以確定是否需要進行測試來解決這些,以及哪些適用于給定的包裝應(yīng)用。
4.3可浸提物與可瀝濾物(E&L)研究
可浸提物與可瀝濾物(E&L)研究是化學(xué)表征分析中的一個重要內(nèi)容。對于高風(fēng)險的醫(yī)療器械包裝,如果使用了全新的材料、生產(chǎn)過程中使用了新的化學(xué)物質(zhì)(加工助劑)或常規(guī)的生物相容性研究中發(fā)現(xiàn)了預(yù)期外的現(xiàn)象和反應(yīng),亦或含有已知毒性的物質(zhì),但是通過傳統(tǒng)的生物相容性實驗不能闡明和降低毒性風(fēng)險時,E&L研究就成了必要的一個環(huán)節(jié)。
包裝材料的E&L研究,可以參考醫(yī)療器械有關(guān)的標準和指南進行,例如ISO 10993-18:2020[6]、醫(yī)療器械已知可瀝濾物測定方法驗證及確認注冊技術(shù)審查指導(dǎo)原則[9]、醫(yī)療器械未知可瀝濾物評價方法建立及表征技術(shù)審查指導(dǎo)原則(征求意見稿)[10]等。E&L研究的方案設(shè)計及操作過程必須科學(xué)完整合理,否則得到的研究結(jié)果并不能反映材料的真實情況,從而影響生物相容性的準確。
需要說明的是,單純的化學(xué)表征分析一般不足以證明材料的等同性和生物相容性,需要結(jié)合毒理學(xué)資料、材料的物理學(xué)特征、后續(xù)處理方式、器械的臨床用途、包材和器械的接觸形式以及合適的生物試驗等進行綜合。
05總結(jié)
醫(yī)療器械包裝,尤其是對高風(fēng)險醫(yī)療器械的包裝進行生物相容性的,是很多法規(guī)和標準的要求,需要引起行業(yè)的重視。本文希望通過包裝的生物相容性評價和生物相容性試驗的選擇,為醫(yī)療器械的生物安全提供保障,同時也為醫(yī)療器械的研發(fā)和上市加快進程。