Biokompatibilitätstests, wie man beginnt

Bei der Entwicklung eines neuen Medizinprodukts muss immer die Biokompatibilität berücksichtigt werden, wenn das Produkt direkt oder indirekt mit dem Patienten in Kontakt kommt.

Ein Biomaterial ist jedes nicht-vitale Material, das in Medizinprodukten verwendet wird und mit biologischen Systemen interagieren soll, was zu einer entsprechenden Reaktion des menschlichen Gewebes führt.
Ein Material, das sich auf diese Weise verhält, gilt als biokompatibel,

Biokompatibilität ist nicht absolut, sie ist das Zusammenspiel von Materialeigenschaften, Wirt und Funktion des Materials.
Ein Pflaster ist biokompatibel, wenn es auf einen Schnitt an Ihrem Finger geklebt wird, aber nicht biokompatibel, wenn es auf Ihr Herz geklebt wird.
Die folgende Grafik zeigt diesen Zusammenhang.

Die ISO-Norm

Biokompatibilitätstests prüfen, ob Ihr Medizinprodukt mit lebendem Gewebe und Systemen kompatibel ist.
Der Lieferant des Medizinprodukts sollte diese Tests vor der klinischen Bewertung durchführen.
Die ISO10993 beschreibt die meisten Biokompatibilitätstests, die durchgeführt werden können. Je nach Gerät und Materialien können zusätzliche Tests erforderlich sein.
Die Norm besteht aus 23 Teilen.

Ich empfehle Ihnen, den ersten Teil der ISO 10993-1 zu lesen und nicht nur die Tabellen in Anhang A mit den Testanforderungen.
In diesem Artikel erkläre ich den Prozess auf einem relativ hohen Niveau, was das Verständnis der ISO10993-1 Norm verbessern kann.
Es ist ratsam, professionelle Berater zu beauftragen, wenn Sie eine Biokompatibilitätsstudie für ein (neues) Produkt durchführen.
Dieser Artikel geht nicht auf spezifische Überlegungen zu Probenahme und Tests ein und lässt Details (die für Sie wichtig sein könnten) weg, um die Lesbarkeit zu verbessern.

Oft gehörte Frage

Die erste Frage, die Sie sich vielleicht stellen, lautet: Muss ich eine Biokompatibilitätsstudie durchführen?
Die Antwort finden Sie vielleicht in Abbildung 1 der ISO10993-1.
Wenn es zu einem direkten oder indirekten Kontakt mit dem Patienten kommt, ist eine toxikologische Bewertung erforderlich.

THe supplier of my raw material states that it is biocompatible, so do I need to do these testing?

Die Antwort lautet ja, außer bei einigen Anwendungen wie z.B. im Dentalbereich.
Sie müssen das Risiko für die Biokompatibilität bewerten, selbst wenn Sie biokompatible oder von der FDA zugelassene Materialien verwenden oder während der Forschung und Entwicklung erste Tests durchgeführt haben und alles in Ordnung war.
Auch Argumente wie, dass das Produkt nur 5 Minuten mit dem Patienten in Kontakt kommt, sind kein Grund, das Risiko nicht zu bewerten.
Sie können sich nicht auf die Zytotoxizitätstests verlassen, die Ihr Lieferant durchgeführt hat, es sei denn, das Material wurde nicht verändert.
Beispiele für Veränderungen sind Erhitzungsschritte, chemische Reaktionen oder Sterilisation.
Der Umfang der Tests hängt vom Risiko, der verfügbaren Literatur/Daten und der Verwendung ab.

Risikoanalyse für Biokompatibilität

Wie alle Aktivitäten bei der Entwicklung von Medizinprodukten beginnen wir mit einer Risikoanalyse.
Das Risiko der Biokompatibilität folgt den in der ISO14971 beschriebenen Schritten des Risikomanagements.
Weitere Einzelheiten zum Risikomanagement finden Sie in meinem zuvor veröffentlichten Artikel.
Zusammengefasst gibt es drei Schritte: Risikomanagementplan – Risikoanalyse/-bewertung – Risikomanagementbericht.
Dies unterscheidet sich nicht von der Risikoanalyse der Biokompatibilität: Biologischer Bewertungsplan – Tests und Risikobewertung – Biologischer Bewertungsbericht.

Sammeln vorhandener Informationen

Der Prozess des Risikomanagements beginnt im Allgemeinen mit einer Bewertung des Produkts, einschließlich der Materialkomponenten, der Herstellungsprozesse und der klinischen Verwendung des Produkts.“ Vor diesem Hintergrund können die potenziellen Risiken aus Sicht der Biokompatibilität identifiziert werden.
Quellen für potenzielle Risiken und deren Abschwächung sind frühere Erfahrungen mit dem gleichen/ähnlichen Material oder Produkt/vorzugsweise an der gleichen/ähnlichen anatomischen Stelle, Informationen aus Stammdaten, Lieferanten, In-vivo-Testdaten, chemische oder Oberflächenanalysen des Produkts in seiner endgültigen Form, veröffentlichte Literatur und klinische Erfahrungen.
Die Anwendbarkeit der Daten hängt davon ab, in welchem Verhältnis das neue Produkt zu dem zuvor getesteten Produkt steht.

Der Biokompatibilitätsplan

Zweitens sollte ein Plan entwickelt werden, der die möglichen biologischen Auswirkungen berücksichtigt.
Dieser Plan enthält entweder
(Biokompatibilität) Tests oder andere Bewertungen, die die Risiken angemessen berücksichtigen (Literaturdaten).
Um die Anzahl der Tests zu reduzieren, ist es ratsam, so viele relevante Informationen wie möglich zu verwenden.

Die Biokompatibilitätsprüfung

Der Test beginnt (falls zutreffend) mit einer chemischen Analyse und einer Überprüfung der Ergebnisse.
Diese Überprüfung sollte von einer sachkundigen Person, z. B. einem Toxikologen, vorgenommen werden.
Die Durchführung chemischer Analysen ist umfangreich, kostspielig und zeitaufwändig.

Als Ergebnis der Literatur, der Suche und der chemischen Analyse wissen Sie nun, welche Informationen fehlen und welche Tests durchgeführt werden sollten.
Diese Lücken werden mit den in ISO10993-1 beschriebenen Tests abgedeckt.

Die Biokompatibilitätstests können nur in Verbindung mit dem endgültigen Design und dem Verwendungszweck ausgewählt werden.
Außerdem muss der Produktionsprozess ziemlich unkompliziert sein.
Wenn man zu früh mit den Biokompatibilitätstests beginnt, besteht das Risiko, dass Design- oder Prozessänderungen die Biokompatibilität beeinträchtigen, so dass erneute Tests durchgeführt werden müssen.
Es ist eine gute Idee, früher mit der Risikoanalyse zu beginnen.
Sie können sich nicht auf die von Ihrem Lieferanten durchgeführten Tests berufen, es sei denn, das Material wurde nicht verändert.
Beispiele für Änderungen sind Erhitzungsschritte, chemische Reaktionen oder Sterilisation.

Wenn Sie eine umfassende Biokompatibilitätsprüfung durchführen müssen, sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass der Prozess teuer (über 150.000 €) und zeitaufwändig ist (etwa ein Jahr, wobei die In-vitro- und In-vivo-Tests etwa sechs Monate dauern).

Der Biokompatibilitätsbericht

Der Prozess ist auch dann noch nicht abgeschlossen, wenn die Tests beendet sind und Sie die Berichte von den Testlabors erhalten haben.
Sie müssen einen zusammenfassenden Bericht verfassen, der alle Literaturrecherchen, Begründungen dafür, warum einige Tests durchgeführt oder nicht durchgeführt wurden, Risikominderungen, eine Bewertung des Restrisikos und eine Risiko-Nutzen-Analyse (falls zutreffend) sowie eine Schlussfolgerung enthält.

Die Biokompatibilitätsaufzeichnungen sind Teil der technischen Unterlagen und werden von der benannten Stelle überprüft.