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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(duì)非活性材料產(chǎn)生反應(yīng)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(duì)特定的生物組織環(huán)境產(chǎn)生影響和作用，生物組織對(duì)生物材料也會(huì)產(chǎn)生影響和作用，兩者的循環(huán)作用一直持續(xù)，直到達(dá)到平衡或者植入物被去除。

　　生物相容性可以分為生物學(xué)反應(yīng)和材料反應(yīng)兩部分，其中生物反應(yīng)包括血液反應(yīng)，免疫反應(yīng)和組織反應(yīng)；材料反應(yīng)主要表現(xiàn)在材料物理和化學(xué)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(guān)。材料與機(jī)體短期接觸會(huì)對(duì)細(xì)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(dāng)考慮將材料用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域時(shí)，其生物相容性是需要考慮和評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。

　　生物相容性適用產(chǎn)品

　　1有源產(chǎn)品相關(guān)
　　多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備、輸液泵和輸液控制器、體溫計(jì)、無創(chuàng)血壓檢測(cè)設(shè)備、脈動(dòng)光電血氧計(jì)設(shè)備、高頻電外科手術(shù)設(shè)備、神經(jīng)和肌肉刺激器、內(nèi)窺鏡、腦電圖機(jī)、手術(shù)、化妝、診斷和治療激光設(shè)備、心電診斷設(shè)備、臨床化學(xué)分析儀器、免疫化學(xué)分析儀器、全自動(dòng)血液分析儀器、微生物分析儀器，全自動(dòng)蛋白分析儀，生化分析儀，血球分析儀，血?dú)夥治鰞x，化學(xué)發(fā)光免疫分析儀，尿沉渣分析儀，血凝儀，全自動(dòng)血液流變儀，全自動(dòng)內(nèi)細(xì)菌培養(yǎng)分析儀，微生物鑒定及細(xì)菌藥敏分析儀，核酸純化儀，血液組織培養(yǎng)儀，冷凍切片機(jī)，生物組織脫水機(jī)，組織包埋機(jī)，離心機(jī)，攪拌機(jī)，染色機(jī)，高溫脈動(dòng)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(jī)，生物安全柜等。

　　2 無源產(chǎn)品相關(guān)

　　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(cè)器等；
　　接觸鏡、導(dǎo)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(hù)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(guān)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(dǎo)管、臨時(shí)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(guān)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(dòng)靜脈瘺管、心臟瓣膜、人工血管、體內(nèi)給藥導(dǎo)管和心室輔助器械等

　　生物相容性檢測(cè)介紹

　　現(xiàn)階段生物相容性檢測(cè)所參考的標(biāo)準(zhǔn)是ISO10993和GB/T16886，兩種標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容基本相同，ISO10993和GB/T16886標(biāo)準(zhǔn)對(duì)具體的生物學(xué)評(píng)判過程開展了明文規(guī)定，在開展生物相容性實(shí)驗(yàn)之前須要鑒別材料成份，并做化學(xué)表征檢測(cè)。體外診斷產(chǎn)品并不和身體直接接觸，ISO10993和GB/T16886標(biāo)準(zhǔn)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(píng)價(jià)都需按照程序開展檢測(cè)。

　　生物相容性國內(nèi)外檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

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

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

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

　　4植入后局部反應(yīng)測(cè)試
　　• 皮下植入測(cè)試 （ISO 10993-6）
　　• 肌肉植入測(cè)試 （ISO 10993-6）
　　• 骨植入測(cè)試 （ISO 10993-6）

　　5血液相容性測(cè)試
　　• 溶血測(cè)試 （ISO 10993-4 / GB16886.4）
　　• 溶血測(cè)試 （ASTM F756）
　　• 凝血測(cè)試 （ISO 10993-4 / GB16886.4）
　　• 血小板計(jì)數(shù)測(cè)試
　　• 補(bǔ)體測(cè)試 （ISO 10993-4 / GB16886.4）
　　• 血栓測(cè)試（體內(nèi)、體外）（ISO 10993-4 / GB16886.4）

　　6基因毒性 / 遺傳毒性測(cè)試（ISO 10993-3）
　　• 細(xì)菌回復(fù)性測(cè)試
　　• 小鼠淋巴瘤測(cè)試
　　• 染色體畸變測(cè)試
　　• 微核測(cè)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(cè)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，樣品是確保檢測(cè)結(jié)果有效性的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。那么對(duì)于我們常見的生物相容性的測(cè)試而言，如何準(zhǔn)備樣品呢？這里面其實(shí)有很多細(xì)節(jié)的要求。國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）還特別為樣品的準(zhǔn)備建立了一份標(biāo)準(zhǔn)（ISO 10993-12）。將分上、下兩篇來和大家討論如何準(zhǔn)備生物相容性檢測(cè)的樣品。

　　在按照ISO 10993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)時(shí)，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(píng)價(jià)結(jié)果的有效性。

　　關(guān)于樣品制備，你需要知道的關(guān)鍵術(shù)語

　　在了解樣品制備之前，我們需要對(duì)過程中會(huì)出現(xiàn)的重要名詞進(jìn)行了解學(xué)習(xí)，我們將一些術(shù)語進(jìn)行了整合分組，方便大家進(jìn)行對(duì)比理解。

　　試驗(yàn)樣品VS 合法上市的對(duì)照品

　　試驗(yàn)樣品（Test Article）：用于生物學(xué)或化學(xué)試驗(yàn)評(píng)價(jià)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(duì)照品（Legally Marketed Comparator Device）：合法上市的對(duì)照樣品，與試驗(yàn)樣品具有相似的設(shè)計(jì)、材料和臨床用途，是經(jīng)過批準(zhǔn)、許可的，被認(rèn)為是安全的醫(yī)療器械。

　　對(duì)于沒有明確接受準(zhǔn)則的生物學(xué)評(píng)價(jià)項(xiàng)目（血栓，PTT，補(bǔ)體激活等），需要引入合法上市的對(duì)照品，來輔助評(píng)價(jià)檢測(cè)樣品的檢測(cè)結(jié)果。

　　合法上市的對(duì)照品應(yīng)該已經(jīng)在試驗(yàn)樣品預(yù)期目標(biāo)市場(chǎng)上市，如果有多個(gè)目標(biāo)市場(chǎng)，那么合法上市的對(duì)照品需要同時(shí)滿足多個(gè)市場(chǎng)的上市要求。例如，如果檢測(cè)報(bào)告預(yù)期用于中國注冊(cè)，則合法上市的對(duì)照品應(yīng)當(dāng)有中國的醫(yī)療器械注冊(cè)證，如果檢測(cè)報(bào)告預(yù)期用于歐盟認(rèn)證，則合法上市的對(duì)照品應(yīng)當(dāng)有CE標(biāo)志。

　　可瀝濾物 VS 可浸提物

　　可瀝濾物（Leachables）:某一試驗(yàn)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(yàn)樣品置于浸提溶劑中，模擬臨床使用的條件，或者用更嚴(yán)格的條件進(jìn)行浸提，所能釋放出來的物質(zhì)。

　　由于實(shí)驗(yàn)室很難模擬醫(yī)療器械的臨床使用過程，實(shí)驗(yàn)室一般使用可浸提物來代替可瀝濾物作為生物學(xué)評(píng)價(jià)的研究對(duì)象。

　　空白對(duì)照VS 陰性對(duì)照VS 陽性對(duì)照

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

　　陰性對(duì)照 （Negative control）：經(jīng)充分表征的材料/或物質(zhì)。當(dāng)按規(guī)定步驟實(shí)驗(yàn)時(shí)，這種材料在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中證明實(shí)驗(yàn)步驟的適宜性，能出現(xiàn)重現(xiàn)性的、適當(dāng)?shù)年幮?、無反應(yīng)或最小應(yīng)答。

　　陽性對(duì)照 （Positive control）：經(jīng)充分表征的材料/或物質(zhì)。當(dāng)按規(guī)定實(shí)驗(yàn)方法評(píng)價(jià)時(shí)，這種材料證明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的適宜性，能在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中出現(xiàn)重現(xiàn)性的、適當(dāng)?shù)年栃曰蚍磻?yīng)性應(yīng)答。

　　空白對(duì)照，陰性對(duì)照和陽性對(duì)照是實(shí)驗(yàn)室常用的試驗(yàn)對(duì)照。試驗(yàn)對(duì)照的設(shè)立是為了評(píng)價(jià)試驗(yàn)系統(tǒng)的反應(yīng)是否具有重現(xiàn)性和適宜性。例如，空白的目的是為了評(píng)價(jià)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(duì)照是為了證明試驗(yàn)系統(tǒng)可以產(chǎn)生陰性反應(yīng)，以防結(jié)果產(chǎn)生假陽性；陽性對(duì)照是為了證明試驗(yàn)系統(tǒng)可以產(chǎn)生陽性反應(yīng)，以防結(jié)果產(chǎn)生假陰性。我們可以根據(jù)具體的試驗(yàn)系統(tǒng)來選擇合適的對(duì)照組。另外，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中陽性對(duì)照的選用需要考慮動(dòng)物保護(hù)法規(guī)的影響，不需要也應(yīng)避免造成最高等級(jí)的反應(yīng)。

　　除了上面的幾對(duì)重要術(shù)語，我們還需要了解穩(wěn)定性的概念：

　　穩(wěn)定性（Stability）：當(dāng)存儲(chǔ)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(shí)間周期內(nèi)，特定的限度內(nèi)，維持特定的宣稱的生物反應(yīng)。

　　在準(zhǔn)備樣品時(shí)，應(yīng)注意保證最長測(cè)試周期的生物學(xué)評(píng)價(jià)項(xiàng)目在測(cè)試期間試驗(yàn)樣品是要在有效期范圍內(nèi)的。如果要評(píng)價(jià)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(jìn)行試驗(yàn)。

　　委托人如何選擇試驗(yàn)樣品

　　在生物學(xué)評(píng)價(jià)的測(cè)試中，對(duì)重要的術(shù)語的了解僅僅是第一步。委托人更關(guān)心如何選擇試驗(yàn)樣品。那么選擇試驗(yàn)樣品的原則是什么呢？

　　選擇試驗(yàn)樣品時(shí)，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(gè)原則下，試驗(yàn)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(yīng)視為樣品部件或組件的構(gòu)成部分，檢測(cè)前不得移除，除非臨床使用前有相關(guān)的移除步驟。

　　此外，現(xiàn)在有很多復(fù)雜的器械，一部分與人體接觸，一部分不與人體接觸。對(duì)于不與人體接觸的部分，我們要考量一下，究竟是絕對(duì)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(xué)評(píng)價(jià)的范疇內(nèi)。對(duì)于不與人體接觸的部分，應(yīng)盡可能排除在檢測(cè)外。

　　樣品究竟是否要進(jìn)行前處理？

　　很多情況委托人需要我們對(duì)樣品進(jìn)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(jìn)行前處理呢？

　　產(chǎn)品在臨床使用時(shí)需要進(jìn)行前處理。這種情況我們要遵從臨床使用狀態(tài)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的前處理。

　　測(cè)試項(xiàng)目的特殊要求，例如細(xì)胞毒性試驗(yàn)要求使用無菌樣品。對(duì)于臨床使用狀態(tài)為非無菌狀態(tài)的產(chǎn)品，原則上測(cè)試時(shí)應(yīng)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(huì)對(duì)細(xì)胞毒性檢測(cè)的測(cè)試系統(tǒng)造成損害，直接影響檢測(cè)結(jié)果，所以會(huì)對(duì)樣品進(jìn)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(jí)消毒。在能夠保證滅菌處理不會(huì)對(duì)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(xué)滅菌。

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

　　樣品浸提

　　我們知道很多生物相容性檢測(cè)的項(xiàng)目都會(huì)使用浸提樣品的方式來獲得浸提液，最終與測(cè)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(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

　　浸提這個(gè)環(huán)節(jié)主要需要確定的是：委托人對(duì)于浸提溫度、浸提時(shí)間、浸提比例和浸提介質(zhì)的選擇，實(shí)驗(yàn)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(shí)間的選擇

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

　　以上的溫度和時(shí)間也可以自行組合，在做選擇時(shí)需要堅(jiān)持以下三個(gè)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(cè)試需求。

　　生物相容性測(cè)試中，細(xì)胞類實(shí)驗(yàn)的浸提介質(zhì)大都會(huì)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(xì)胞毒性測(cè)試可采用組織培養(yǎng)液（ 37±1 ）℃浸提（24±2）h。但浸提時(shí)間也是可以根據(jù)不同的情況進(jìn)行調(diào)整的，比如：
　　a）對(duì)于短期接觸完整皮膚和粘膜的非植入類器械，浸提時(shí)間可少于24小時(shí)，但不少于4小時(shí)；
　　b）對(duì)于長期或持久接觸的醫(yī)療器械，細(xì)胞毒性測(cè)試建議采用72小時(shí)浸提時(shí)間。（2021版ISO10993-12新增）

　　No.2　浸提比例的選擇

　　根據(jù)ISO 10993-12標(biāo)準(zhǔn)的建議，浸提過程應(yīng)優(yōu)先選擇表面積比例浸提的方式，除非表面積不可計(jì)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(duì)于上表的內(nèi)容，我們還有以下補(bǔ)充：
　　?浸提比例如果不在常規(guī)范圍內(nèi)，使用前需要進(jìn)行論證。（如：器械有不同厚度的多個(gè)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(duì)應(yīng)表面積，并需說明理由。（FDA Guidance ）
　　?現(xiàn)在尚無測(cè)試吸收劑和水膠體的標(biāo)準(zhǔn)化方法，可以通過測(cè)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(jìn)行測(cè)試。

　　No.3　浸提介質(zhì)的選擇

　　在實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們應(yīng)同時(shí)使用極性和非極性浸提介質(zhì)對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)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(jìn)行浸提的時(shí)候，我們還應(yīng)注意一些問題，規(guī)范我們的浸提操作，以保證實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。

　　No.4　浸提過程應(yīng)該注意的問題

　　a）浸提應(yīng)在攪拌或循環(huán)條件下進(jìn)行。如需靜態(tài)浸提，應(yīng)加以論證、規(guī)定并保留記錄；
　　b）浸提液應(yīng)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(shí)間過長，則需確認(rèn)貯存條件下浸提液的穩(wěn)定性和均勻性；
　　c）浸提完成后應(yīng)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(yīng)去除懸浮的粒子（如離心、過濾等），如必要進(jìn)行時(shí)，應(yīng)驗(yàn)證其合理性。