17-01-2011

1

ISO 10993

Biologiczna ocena wyrobów

medycznych

17-01-2011

2

Charakterystyka biomateriałów powinna
uwzgl

ę

dnia

ć

:

►

sposób wytwarzania materiału

►

zastosowane dodatki oraz zanieczyszczenia

powstałe w procesie wytwarzania

►

substancje wymywalne

►

produkty degradacji

►

wła

ś

ciwo

ś

ci gotowego wyrobu

17-01-2011

3

Klasyfikacja wyrobów medycznych

Według rodzaju kontaktu z organizmem

►

wyroby kontaktuj

ą

ce si

ę

z powierzchni

ą

(skóra, błony

ś

luzowe,

powierzchnie uszkodzone)

►

wyroby kontaktuj

ą

ce si

ę

zewn

ę

trznie (krew, z

ę

bina, tkanki

mi

ę

kkie, ko

ść

)

►

wyroby implantowane – wszczepy (krew, tkanki mi

ę

kkie, ko

ść

)

Według czasu trwania kontaktu

►

wyroby o ekspozycji ograniczonej, tj. jednorazowy kontakt nie

dłu

ż

szy ni

ż

24 godz.

►

wyroby o przedłu

ż

onej ekspozycji, których u

ż

ycie wymaga kontaktu

stałego dłu

ż

szego ni

ż

24 godz., lecz krótszego ni

ż

30dni

►

wyroby o stałym kontakcie, dłu

ż

szym ni

ż

30 dni

►

biostatyczne – stanowi

ą

rusztowanie dla odtworzenia

brakuj

ą

cych cz

ęś

ci tkanek lub organów oraz je uzupełniaj

ą

►

bioestetyczne

►

biomechaniczne

►

wszczepy przeznaczone do kontaktów z krwi

ą

►

materiały do zespalania tkanek

►

wszczepy jako no

ś

niki leków

Klasyfikacja wyrobów medycznych

Ze wzgl

ę

du na zastosowanie wszczepy dzielimy na:

17-01-2011

4

Wyroby kontaktuj

ą

ce si

ę

z powierzchni

ą

Skóra

Błony

ś

luzowe

Przerwane lub

uszkodzone

powierzchnie

A

B

C

A

B

C

A

B

C

Czas trwania kontaktu

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Cytotoksyczno

ść

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Uczulenia

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Podra

ż

nienia

Toksyczno

ść

ostra

x

x

Toksyczno

ść

podostra

x

x

Genotoksyczno

ść

Implantacja

Zgodno

ść

z krwi

ą

Toksyczno

ść

przewlekła

Rakotwórczo

ść

A – ograniczony (< 24 h), B – przedłu

ż

ony (24 h do 30 dni, C – stały (>30 dni)

17-01-2011

5

Genotoksyczno

ść

Zasadnicze typy wpływu genotoksycznego:

• Mutacje genowe

• Aberracje chromosomowe

• Wpływ na DNA

Mutacje dwuchromosomowe

insercja

translokacja

17-01-2011

6

Aberracja chromosomowa – zaburzenie polegaj

ą

ce na zmianie

struktury lub liczby chromosomów

delecja

utrata pary lub kilku par

nukleotydów

duplikacja

inwersja

Wyroby kontaktuj

ą

ce si

ę

zewn

ę

trznie

System krwiono

ś

ny

po

ś

redni

Tkanka mi

ę

kka,

kostna, z

ę

bina

Kr

ążą

ca krew

A

B

C

A

B

C

A

B

C

Czas trwania kontaktu

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Cytotoksyczno

ść

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Uczulenia

x

x

x

x

x

x

Podra

ż

nienia

x

x

x

x

x

x

Toksyczno

ść

ostra

x

x

Toksyczno

ść

podostra

x

x

x

x

x

Genotoksyczno

ść

x

x

Implantacja

x

x

x

x

x

x

Zgodno

ść

z krwi

ą

x

x

Toksyczno

ść

przewlekła

x

x

x

Rakotwórczo

ść

A – ograniczony (< 24 h), B – przedłu

ż

ony (24 h do 30 dni, C – stały (>30 dni)

17-01-2011

7

Wyroby implantowane

Tkanka mi

ę

kka

i ko

ść

Krew

A

B

C

A

B

C

Czas trwania kontaktu

x

x

x

x

x

x

Cytotoksyczno

ść

x

x

x

x

x

x

Uczulenia

x

x

x

x

Podra

ż

nienia

x

x

x

Toksyczno

ść

ostra

x

Toksyczno

ść

podostra

x

x

x

x

Genotoksyczno

ść

x

x

x

x

x

Implantacja

x

x

x

Zgodno

ść

z krwi

ą

x

x

Toksyczno

ść

przewlekła

x

x

Rakotwórczo

ść

A – ograniczony (< 24 h), B – przedłu

ż

ony (24 h do 30 dni, C – stały (>30 dni)

Badania wzajemnego oddziaływania

na granicy tkanka - implant

17-01-2011

8

Planowanie bada

ń

in vivo

►

dobór zwierz

ą

t do

ś

wiadczalnych w zale

ż

no

ś

ci od wielko

ś

ci i kształtu

próbek oraz wymaga

ń

jakie stawia si

ę

badanym biomateriałom

►

dobór techniki operacyjnej w zale

ż

no

ś

ci od funkcji i przeznaczenia

biomateriału oraz miejsca impantacji

►

dobór bada

ń

pooperacyjnych - ocena ogólnej i miejscowej reakcji

organizmu na wszczepiony materiał i ocen

ę

zmian w materiale

►

dobór odpowiednich bada

ń

patomorfologicznych – okre

ś

lenie

biozgodno

ś

ci i biofunkcyjno

ś

ci implantu

►

obserwacje

ś

ródoperacyjne – okre

ś

lenie cech u

ż

ytkowych badanego

implantu

Badania implantów w okresie wczesnym

ISO 10993-6

Gatunki

Czas badania [tyg.]

1

3

4

9

12

Myszy

Szczury

Ś

winki morskie

Króliki

17-01-2011

9

Badania implantów w okresie odległym

ISO 10993-6

Gatunki

Czas badania [tyg.]

12

26

52

78

104

Szczury

Ś

winki morskie

Króliki

Psy

Owce

Kozy

Ś

winie

• Badania sekcyjne

• Badania mikroskopowe

• Badania w mikroskopie skaningowym (SEM)

• Badania radiologiczne

• Badania fizykomechaniczne i chemiczne

• Badanie odczynu miejscowego na wszczep

Badania wzajemnego oddziaływania
na granicy tkanka - implant

17-01-2011

10

Metody alternatywne w badaniach

biozgodno

ś

ci materiałów

implantacyjnych

HODOWLE KOMÓRKOWE

Hodowla fibroblastów

Hodowla osteoblastów

BADANIA NA HODOWLACH

KOMÓRKOWYCH

(PN-EN ISO 10993-5)

• Cytotoksyczno

ść

(24, 48, 72, 144 godziny).

• Adhezja komórek do powierzchni materiału.

• Przyrost populacji komórek na powierzchni materiału

• Prze

ż

ywalno

ść

,

ż

ywotno

ść

komórek.

• Analiza fenotypu komórek hodowanych na powierzchni

materiału.

17-01-2011

11

BIOFILM

Mikrokolonia bakteryjna

Rozwój kolonii

Koegzystencja ró

ż

nych typów bakterii

Migracja bakterii i osiedlanie si

ę

bakterii w

nowych miejscach

ISO 10993

Biologiczna ocena wyrobów

medycznych