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　　生物相容性是什么?

　　生物相容性是指生命體組織對非活性材料產(chǎn)生反應的一種性能，一般是指材料與宿主之間的相容性。生物材料植入人體后，對特定的生物組織環(huán)境產(chǎn)生影響和作用，生物組織對生物材料也會產(chǎn)生影響和作用，兩者的循環(huán)作用一直持續(xù)，直到達到平衡或者植入物被去除。

　　生物相容性可以分為生物學反應和材料反應兩部分，其中生物反應包括血液反應，免疫反應和組織反應；材料反應主要表現(xiàn)在材料物理和化學性質(zhì)的改變。

　　生物相容性主要決定于材料的性質(zhì)和用途。材料及制品本身的性質(zhì)，包括形狀、大小及表面粗糙程度，材料聚合或制備過程殘留的有毒低分子物質(zhì)、材料加工工藝污染、材料在體內(nèi)的降解產(chǎn)物等都與其生物相容性相關。材料與機體短期接觸會對細胞及全身產(chǎn)生毒性、刺激性、致畸性和局部炎癥；長期接觸可能具有致突變、致畸和致癌作用；與血液接觸引起凝血功能異常和溶血等，因此，當考慮將材料用于生物醫(yī)學領域時，其生物相容性是需要考慮和評價的重要指標。

　　生物相容性適用產(chǎn)品

　　1有源產(chǎn)品相關
　　多參數(shù)監(jiān)護儀、超聲診斷設備、輸液泵和輸液控制器、體溫計、無創(chuàng)血壓檢測設備、脈動光電血氧計設備、高頻電外科手術設備、神經(jīng)和肌肉刺激器、內(nèi)窺鏡、腦電圖機、手術、化妝、診斷和治療激光設備、心電診斷設備、臨床化學分析儀器、免疫化學分析儀器、全自動血液分析儀器、微生物分析儀器，全自動蛋白分析儀，生化分析儀，血球分析儀，血氣分析儀，化學發(fā)光免疫分析儀，尿沉渣分析儀，血凝儀，全自動血液流變儀，全自動內(nèi)細菌培養(yǎng)分析儀，微生物鑒定及細菌藥敏分析儀，核酸純化儀，血液組織培養(yǎng)儀，冷凍切片機，生物組織脫水機，組織包埋機，離心機，攪拌機，染色機，高溫脈動真空滅菌器，高溫蒸氣滅菌器，紅外電熱滅菌器，高溫消毒清洗機，生物安全柜等。

　　2 無源產(chǎn)品相關

　　1）表面接觸器械：
　　電極、體外假肢、固定帶、壓縮繃帶、和各種類型的監(jiān)測器等；
　　接觸鏡、導尿管、陰道內(nèi)或消化道器械（胃管、結(jié)腸鏡、胃鏡）、氣管內(nèi)插管、支氣管鏡等；
　　用于潰瘍、燒傷、肉芽組織的敷料或護理器械和封閉敷貼等。

　　2）外部接入器械
　　輸血、輸液器、延長器、轉(zhuǎn)移器等
　　腹腔鏡、關節(jié)內(nèi)窺鏡、引流系統(tǒng)、牙科充填材料、皮膚釘?shù)?br /> 　　血管內(nèi)導管、臨時性起搏電極、透析器、透析管路和附件、血管吸附劑、免疫吸附劑等

　　3）植入器械
　　矯形釘、人工關節(jié)、骨假體、骨水泥和骨內(nèi)器械，起搏器、植入性給藥器械、神經(jīng)肌肉傳感器和刺激器、人工肌腱、乳房植入物、人工喉、骨膜下植入物、結(jié)扎夾等
　　起搏器電極、人工動靜脈瘺管、心臟瓣膜、人工血管、體內(nèi)給藥導管和心室輔助器械等

　　生物相容性檢測介紹

　　現(xiàn)階段生物相容性檢測所參考的標準是ISO10993和GB/T16886，兩種標準的內(nèi)容基本相同，ISO10993和GB/T16886標準對具體的生物學評判過程開展了明文規(guī)定，在開展生物相容性實驗之前須要鑒別材料成份，并做化學表征檢測。體外診斷產(chǎn)品并不和身體直接接觸，ISO10993和GB/T16886標準不適用于此類產(chǎn)品，其它與身體直接接觸的有源醫(yī)療器材和無源醫(yī)療器材的安全評價都需按照程序開展檢測。

　　生物相容性國內(nèi)外檢測標準

　　1細胞毒性測試
　　• 細胞毒性測試（MTT法）（ISO 10993-5）
　　• 細胞毒性測試（瓊脂法）（ISO 10993-5 / USP 87）
　　• 細胞毒性測試（濾膜法）（ISO 10993-5）
　　• 細胞毒性測試（直接接觸法）（ISO 10993-5 / USP 87）
　　• 細胞毒性測試（洗脫法）（USP 87）

　　2皮膚刺激和致敏測試
　　• 致敏測試（最大劑量法 / 斑貼法）（ISO 10993-10）
　　• 皮膚刺激測試 （ISO 10993-10）
　　• 皮內(nèi)刺激測試 （ISO 10993-10 / USP 88）
　　• 口腔刺激測試（需組織病理讀片）（ISO 10993-10）
　　• 陰道刺激測試（需組織病理讀片）（ISO 10993-10）
　　• 陰莖刺激測試（需組織病理讀片）（ISO 10993-10）
　　• 直腸刺激測試（需組織病理讀片）（ISO 10993-10）
　　• 眼刺激測試 （ISO 10993-10）

　　3全身毒性測試
　　• 急性全身毒性測試 （ISO 10993-11 / USP 88）
　　• 亞急性全身毒性測試（ISO 10993-11）
　　• 亞 / 慢性全身毒性測試（ISO 10993-11）
　　• 熱原測試 （ISO 10993-11）

　　4植入后局部反應測試
　　• 皮下植入測試 （ISO 10993-6）
　　• 肌肉植入測試 （ISO 10993-6）
　　• 骨植入測試 （ISO 10993-6）

　　5血液相容性測試
　　• 溶血測試 （ISO 10993-4 / GB16886.4）
　　• 溶血測試 （ASTM F756）
　　• 凝血測試 （ISO 10993-4 / GB16886.4）
　　• 血小板計數(shù)測試
　　• 補體測試 （ISO 10993-4 / GB16886.4）
　　• 血栓測試（體內(nèi)、體外）（ISO 10993-4 / GB16886.4）

　　6基因毒性 / 遺傳毒性測試（ISO 10993-3）
　　• 細菌回復性測試
　　• 小鼠淋巴瘤測試
　　• 染色體畸變測試
　　• 微核測試（小鼠）

　　上面簡單了解了生物相容性名詞解釋和生物相容性檢測相關基礎知識，樣品是確保檢測結(jié)果有效性的一個非常重要的環(huán)節(jié)。那么對于我們常見的生物相容性的測試而言，如何準備樣品呢？這里面其實有很多細節(jié)的要求。國際標準組織（ISO）還特別為樣品的準備建立了一份標準（ISO 10993-12）。將分上、下兩篇來和大家討論如何準備生物相容性檢測的樣品。

　　在按照ISO 10993標準進行生物學評價試驗時，需要滿足ISO 10993-12規(guī)定的醫(yī)療器械所要遵循的樣品制備的要求，以保證評價結(jié)果的有效性。

　　關于樣品制備，你需要知道的關鍵術語

　　在了解樣品制備之前，我們需要對過程中會出現(xiàn)的重要名詞進行了解學習，我們將一些術語進行了整合分組，方便大家進行對比理解。

　　試驗樣品VS 合法上市的對照品

　　試驗樣品（Test Article）：用于生物學或化學試驗評價的醫(yī)療器械、組件或材料，或用相同方法生產(chǎn)和加工的具有代表性的樣品，也可以是其浸提液。

　　合法上市的對照品（Legally Marketed Comparator Device）：合法上市的對照樣品，與試驗樣品具有相似的設計、材料和臨床用途，是經(jīng)過批準、許可的，被認為是安全的醫(yī)療器械。

　　對于沒有明確接受準則的生物學評價項目（血栓，PTT，補體激活等），需要引入合法上市的對照品，來輔助評價檢測樣品的檢測結(jié)果。

　　合法上市的對照品應該已經(jīng)在試驗樣品預期目標市場上市，如果有多個目標市場，那么合法上市的對照品需要同時滿足多個市場的上市要求。例如，如果檢測報告預期用于中國注冊，則合法上市的對照品應當有中國的醫(yī)療器械注冊證，如果檢測報告預期用于歐盟認證，則合法上市的對照品應當有CE標志。

　　可瀝濾物 VS 可浸提物

　　可瀝濾物（Leachables）:某一試驗樣品在臨床使用過程中能釋放出的物質(zhì)。

　　可浸提物（Extractables）：將某一試驗樣品置于浸提溶劑中，模擬臨床使用的條件，或者用更嚴格的條件進行浸提，所能釋放出來的物質(zhì)。

　　由于實驗室很難模擬醫(yī)療器械的臨床使用過程，實驗室一般使用可浸提物來代替可瀝濾物作為生物學評價的研究對象。

　　空白對照VS 陰性對照VS 陽性對照

　　空白對照（Blank control）：在浸提期間，置于與試驗材料同樣的容器中，并采用同樣的浸提條件，不含試驗材料的浸提介質(zhì)。

　　陰性對照 （Negative control）：經(jīng)充分表征的材料/或物質(zhì)。當按規(guī)定步驟實驗時，這種材料在實驗系統(tǒng)中證明實驗步驟的適宜性，能出現(xiàn)重現(xiàn)性的、適當?shù)年幮?、無反應或最小應答。

　　陽性對照 （Positive control）：經(jīng)充分表征的材料/或物質(zhì)。當按規(guī)定實驗方法評價時，這種材料證明實驗系統(tǒng)的適宜性，能在實驗系統(tǒng)中出現(xiàn)重現(xiàn)性的、適當?shù)年栃曰蚍磻詰稹?/p>

　　空白對照，陰性對照和陽性對照是實驗室常用的試驗對照。試驗對照的設立是為了評價試驗系統(tǒng)的反應是否具有重現(xiàn)性和適宜性。例如，空白的目的是為了評價浸提容器、浸提介質(zhì)和浸提過程可能產(chǎn)生的干擾作用；陰性對照是為了證明試驗系統(tǒng)可以產(chǎn)生陰性反應，以防結(jié)果產(chǎn)生假陽性；陽性對照是為了證明試驗系統(tǒng)可以產(chǎn)生陽性反應，以防結(jié)果產(chǎn)生假陰性。我們可以根據(jù)具體的試驗系統(tǒng)來選擇合適的對照組。另外，體內(nèi)實驗中陽性對照的選用需要考慮動物保護法規(guī)的影響，不需要也應避免造成最高等級的反應。

　　除了上面的幾對重要術語，我們還需要了解穩(wěn)定性的概念：

　　穩(wěn)定性（Stability）：當存儲在規(guī)定的條件下，材料符合其定性的要求的能力，在特定的時間周期內(nèi)，特定的限度內(nèi)，維持特定的宣稱的生物反應。

　　在準備樣品時，應注意保證最長測試周期的生物學評價項目在測試期間試驗樣品是要在有效期范圍內(nèi)的。如果要評價有效期后產(chǎn)品的生物相容性，則可以使用“過期”的產(chǎn)品進行試驗。

　　委托人如何選擇試驗樣品

　　在生物學評價的測試中，對重要的術語的了解僅僅是第一步。委托人更關心如何選擇試驗樣品。那么選擇試驗樣品的原則是什么呢？

　　選擇試驗樣品時，最重要的原則是樣品能夠代表最終“臨床使用狀態(tài)”。在這個原則下，試驗樣品可以是最終產(chǎn)品、取自最終產(chǎn)品中有代表性的樣品或與最終產(chǎn)品以相同的工藝過程制得的材料或者以上樣品或材料制備的適合的浸提液。來自制造過程的任何殘留物（如酸洗劑，粘合劑）應視為樣品部件或組件的構(gòu)成部分，檢測前不得移除，除非臨床使用前有相關的移除步驟。

　　此外，現(xiàn)在有很多復雜的器械，一部分與人體接觸，一部分不與人體接觸。對于不與人體接觸的部分，我們要考量一下，究竟是絕對不與人體接觸，還是有可能與人體接觸。只要屬于有可能的情況，則都要被包含在生物學評價的范疇內(nèi)。對于不與人體接觸的部分，應盡可能排除在檢測外。

　　樣品究竟是否要進行前處理？

　　很多情況委托人需要我們對樣品進行前處理。前處理包括蒸汽滅菌，低溫等離子滅菌，清洗或消毒等方式。哪些情況下我們建議進行前處理呢？

　　產(chǎn)品在臨床使用時需要進行前處理。這種情況我們要遵從臨床使用狀態(tài)對產(chǎn)品進行相應的前處理。

　　測試項目的特殊要求，例如細胞毒性試驗要求使用無菌樣品。對于臨床使用狀態(tài)為非無菌狀態(tài)的產(chǎn)品，原則上測試時應該使用非無菌產(chǎn)品，但是非無菌產(chǎn)品本身含有的微生物會對細胞毒性檢測的測試系統(tǒng)造成損害，直接影響檢測結(jié)果，所以會對樣品進行一些的前處理。我們推薦的前處理方式為酒精噴灑等低等級消毒。在能夠保證滅菌處理不會對試樣樣品造成影響的前提下也是可以選用其他滅菌處理，可選用的滅菌處理方式有蒸汽滅菌，低溫等離子滅菌和化學滅菌。

　　除以上情況，我們均不建議對樣品進行前處理，如需進行前處理，委托人需要有充分的理由來證明對樣品進行前處理不會影響檢測結(jié)果。

　　樣品浸提

　　我們知道很多生物相容性檢測的項目都會使用浸提樣品的方式來獲得浸提液，最終與測試系統(tǒng)接觸的是樣品的浸提液而非樣品本身。所以浸提過程也是至關重要的一個環(huán)節(jié)。

　　浸提這個環(huán)節(jié)主要需要確定的是：委托人對于浸提溫度、浸提時間、浸提比例和浸提介質(zhì)的選擇，實驗室浸提前樣品的制備原則，以及浸提過程中需要注意的問題。

　　No.1　溫度和時間的選擇

　　關于溫度和時間的選擇，依照標準中的建議，有以下幾組推薦的組合：
　　a）（37±1）℃，（24±2）小時；
　　b）（37±1）℃，（72±2）小時；
　　c）（50±2）℃，（72±2）小時；
　　d）（70±2）℃，（24±2）小時；
　　e）（121±1）℃，（1±0.1）小時。

　　以上的溫度和時間也可以自行組合，在做選擇時需要堅持以下三個原則：
　　1.選擇產(chǎn)品可以耐受的最高溫度；
　　2.可以體現(xiàn)臨床使用中的最壞情況；
　　3.依據(jù)具體測試需求。

　　生物相容性測試中，細胞類實驗的浸提介質(zhì)大都會選用含血清培養(yǎng)基，那么為保證血清等成分的穩(wěn)定性，只能選擇37℃的浸提溫度。因此，細胞毒性測試可采用組織培養(yǎng)液（ 37±1 ）℃浸提（24±2）h。但浸提時間也是可以根據(jù)不同的情況進行調(diào)整的，比如：
　　a）對于短期接觸完整皮膚和粘膜的非植入類器械，浸提時間可少于24小時，但不少于4小時；
　　b）對于長期或持久接觸的醫(yī)療器械，細胞毒性測試建議采用72小時浸提時間。（2021版ISO10993-12新增）

　　No.2　浸提比例的選擇

　　根據(jù)ISO 10993-12標準的建議，浸提過程應優(yōu)先選擇表面積比例浸提的方式，除非表面積不可計算，才可以使用重量比浸提的方式。

　　2021版ISO10993-12推薦使用的浸提比例：

　　對于上表的內(nèi)容，我們還有以下補充：
　　?浸提比例如果不在常規(guī)范圍內(nèi)，使用前需要進行論證。（如：器械有不同厚度的多個部位；樣品為橡膠和乳膠等材料）
　　?其他模擬臨床的浸提條件也可以使用（例如，輸液管路產(chǎn)品可以使用填充法），需記錄浸提液體積和對應表面積，并需說明理由。（FDA Guidance ）
　　?現(xiàn)在尚無測試吸收劑和水膠體的標準化方法，可以通過測定吸附量（每0.1g或1.0cm2材料所吸收的量），并額外加入吸附量來進行測試。

　　No.3　浸提介質(zhì)的選擇

　　在實驗時，我們應同時使用極性和非極性浸提介質(zhì)對檢測樣品進行浸提。如果只使用一種介質(zhì)，則須提供理據(jù)。

　　除了這些方面，在進行浸提的時候，我們還應注意一些問題，規(guī)范我們的浸提操作，以保證實驗的真實性。

　　No.4　浸提過程應該注意的問題

　　a）浸提應在攪拌或循環(huán)條件下進行。如需靜態(tài)浸提，應加以論證、規(guī)定并保留記錄；
　　b）浸提液應在制備后立即使用，以防止浸提液發(fā)生變化。浸提液如存放時間過長，則需確認貯存條件下浸提液的穩(wěn)定性和均勻性；
　　c）浸提完成后應觀察浸提液的性狀，包括顏色，澄清/渾濁，是否存在顆粒；
　　d）一般不調(diào)整浸提液的pH值，也不應去除懸浮的粒子（如離心、過濾等），如必要進行時，應驗證其合理性。