ISO 10993 биологическая оценка медизделий: что тестировать и в каком объёме

ISO 10993 — международная серия стандартов «Биологическая оценка медицинских изделий», разработанная Международной организацией по стандартизации совместно с ISO/TC 194. Серия охватывает весь процесс — от планирования биологической оценки до конкретных методов испытаний и интерпретации результатов. Ключевым документом является ISO 10993-1:2018 «Оценка и испытания в рамках системы управления рисками», определяющий методологию: не набор испытаний «по умолчанию», а риск-ориентированный подход к выбору объёма тестирования исходя из характера и длительности контакта изделия с тканями организма. Принципиально важное изменение последней редакции ISO 10993-1:2018 по сравнению с предыдущей редакцией 2009 года: акцент переместился с набора стандартных тестов на комплексный процесс биологической оценки (Biological Evaluation), в центре которого — химическая характеристика материалов (ISO 10993-18) и Toxicological Risk Assessment (ТРО/TRA). Это означает, что производитель сначала должен исчерпывающе охарактеризовать химический состав изделия и идентифицировать потенциальные вещества, вызывающие озабоченность (substances of concern), и лишь затем на основе данных ТРО принять решение: достаточно ли данных для обоснования безопасности или требуются дополнительные in vitro или in vivo тесты. Для рынка ЕС это закреплено также в EU MDR 2017/745 Annex I GSPR §10.4.3 и в EU MDCG 2020-18 «Guidance on the Application of ISO 10993-1 in the Context of EU Regulation 2017/745». Неправильное определение объёма биологических испытаний — одна из наиболее частых причин запросов и задержек со стороны Notified Body при сертификации МИ по MDR.

🧪
ISO 10993-1:2018
ключевой документ серии: матрица тестирования по характеру контакта; риск-ориентированный подход; химическая характеристика — обязательна до принятия решения о тестировании
⚗️
ISO 10993-18
химическая характеристика материалов — первый шаг биологической оценки; идентификация веществ, вызывающих озабоченность; определяет необходимость in vivo тестов
📋
MDCG 2020-18
руководство ЕС по применению ISO 10993-1 в контексте MDR; разъясняет, как NB оценивает биологическую оценку; избегать «checkbox approach» — выбирать тесты обоснованно
💶
€5–80к на тесты
стоимость биологических испытаний: цитотоксичность — €500–1500; набор для МИ класса IIb — €20 000–50 000; класс III имплантируемых — €40 000–80 000+

Категории контакта с телом по ISO 10993-1:2018

👐
Контакт с кожей (Surface)
Неповреждённая кожа
Поверхностный
👁️
Слизистые / полости тела
Слизистая, полость рта
Поверхностный
🩸
Кровь (контакт)
Прямой контакт с кровью
Системный
🦷
Ткань / кость / дентин
Хирургическое вторжение
Инвазивный
💉
Имплантируемые устройства
>30 дней
Имплантат

Матрица биологических тестов ISO 10993-1:2018 по типу и длительности контакта

Вид испытания Кожа A Слизистая A Кровь A Ткань/кость B Ткань/кость C Имплантат B Имплантат C
📋 Легенда: A = кратковременный ≤24ч / B = длительный 24ч–30 дней / C = постоянный >30 дней | ✓ = рекомендуется | С = рассмотреть | — = как правило не нужен
Цитотоксичность (ISO 10993-5) ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Сенсибилизация (ISO 10993-10) ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Раздражение / внутрикожная реактивность (ISO 10993-10/23) ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
Системная острая токсичность (ISO 10993-11) — С С С ✓ С ✓
Подострая токсичность 28 дней (ISO 10993-11) — — С С ✓ С ✓
Подхроническая токсичность 90 дней (ISO 10993-11) — — — — С — С
Хроническая токсичность (ISO 10993-11) — — — — С — С
Геnotoxicity / Мутагенность (ISO 10993-3) — С С С ✓ С ✓
Канцерогенность (ISO 10993-3) — — — — С — С
Биологическая совместимость / Имплантация (ISO 10993-6) — — — С ✓ ✓ ✓
Гемосовместимость (ISO 10993-4) — — ✓ — — С С
Репродуктивная токсичность / Развитие (ISO 10993-3) — — — — С — С
Деградация (ISO 10993-9, 13, 14, 15) — — — С ✓ С ✓

Алгоритм биологической оценки по ISO 10993-1:2018

Алгоритм биологической оценки МИ (ISO 10993-1:2018 + MDCG 2020-18) ⚗️ Шаг 1 Химическая характеристика ISO 10993-18 Идентификация веществ concern 📊 Шаг 2 Токсикологическая оценка рисков (ТРО) ISO 10993-17 AET, TTC, MOS Оценка доз ❓ Шаг 3 Достаточно существующих данных? Да ✓ Нет тестов — обоснование Нет 🧫 Шаг 4 Биологические тесты In vitro (цитотокс., сенсиб.) In vivo (при необходимости) По матрице ISO 10993-1 Аккредитованная лаборатория Ключевой принцип: данные химической характеристики могут ИСКЛЮЧИТЬ необходимость in vivo тестов, если ТРО подтверждает безопасность
Химическая характеристика ISO 10993-18 — первый шаг ISO 10993-18:2020 «Химическая характеристика материалов» — фундамент биологической оценки по ISO 10993-1:2018. Задача: полностью охарактеризовать химический состав изделия и идентифицировать потенциальные вещества, мигрирующие в ткани пациента. Ключевые шаги: составить список всех материалов и их компонентов; получить Declarations of Conformity от поставщиков материалов; провести экстракцию и химический анализ (GC-MS, LC-MS) при условиях, симулирующих клиническое применение; сравнить обнаруженные вещества с базами данных токсикологических данных (REACH, CLP, ECHA). Результат: перечень веществ, вызывающих озабоченность (SoC — Substances of Concern)
ТРО (Toxicological Risk Assessment): AET, TTC, MOS Toxicological Risk Assessment (ТРО/TRA) по ISO 10993-17 — оценка риска на основе данных химической характеристики. Ключевые концепции: AET (Analytical Evaluation Threshold) — порог аналитической оценки: концентрация вещества, ниже которой его токсикологический риск пренебрежимо мал; TTC (Threshold of Toxicological Concern) — принятые пороги безопасности для классов химических структур; MOS (Margin of Safety) = NOAEL / Ожидаемая доза пациента; MOS ≥1 = приемлемый риск. Если все SoC имеют MOS ≥1 или присутствуют ниже AET — in vivo тесты могут не требоваться. Это подход «Chemistry First»
Что означает «С» (рассмотреть) в матрице В матрице ISO 10993-1:2018 «С» (Consider) означает: испытание необходимо рассмотреть, и в отчёте о биологической оценке должно быть явное обоснование — проводить или нет. Если принимается решение НЕ проводить тест — необходимо аргументировать: почему данные химической характеристики и ТРО являются достаточным доказательством безопасности по данному эндпойнту; какие литературные данные или данные о схожих материалах подтверждают безопасность; почему воздействие настолько мало, что системный токсикологический риск пренебрежимо мал. NB при аудите MDR проверяет именно обоснование, а не просто факт наличия или отсутствия теста
Минимальный набор для МИ класса I / поверхностного контакта Для МИ класса I с поверхностным кратковременным контактом с неповреждённой кожей (например, бандаж, датчик пульсоксиметра, нестерильные перчатки) минимальный пакет биологической оценки при наличии химической характеристики: Cytotoxicity (ISO 10993-5) — in vitro, обязательно; Sensitization (ISO 10993-10) — GPMT или LLNA, обязательно; Irritation (ISO 10993-10) — возможно обоснование через данные о материале без in vivo; Toxicological Risk Assessment (ТРО/ISO 10993-17) на основе химической характеристики. При наличии надлежащих DoC от поставщиков и данных REACH — остальные тесты могут быть обоснованно исключены

Химическая характеристика и Токсикологическая оценка рисков: ключевые аспекты

⚗️ Химическая характеристика (ISO 10993-18)
Что включает химическая характеристика: полный перечень всех материалов, входящих в состав изделия (от основных до вспомогательных: клеи, красители, стабилизаторы, смазки, ЭО-остатки после стерилизации); Declarations of Conformity (DoC) от поставщиков материалов с полной химической спецификацией; анализ экстрактов изделия методами GC-MS, LC-MS/MS, ICP-MS — при условиях, моделирующих клиническое применение (симулянты, температура, время контакта); идентификация и квантификация веществ, вызывающих озабоченность (SoC); оценка соответствия требованиям REACH (Reg. (EC) 1907/2006) — запрещённые и ограниченные вещества
Пороговый подход AET (Analytical Evaluation Threshold): ISO/TR 21960 и ISO 10993-18 предлагают подход AET: вещество, обнаруженное в концентрации ниже AET = 0,1 мкг/изделие для большинства приложений — де-факто безопасно без подробного токсикологического анализа; вещества выше AET — требуют индивидуальной токсикологической оценки; AET снижается до 0,01 мкг/изделие для CMR-веществ (канцерогены, мутагены, репродуктивные токсины). Это позволяет значительно сократить объём токсикологической оценки для изделий с хорошо охарактеризованными материалами
Симулянты для экстракции: ISO 10993-18 Annex A: симулянты выбираются по химической природе контактирующей ткани; вода (полярный симулянт) — для водянистых/тканевых жидкостей; этанол 10% (0,1 N HCl) — для кислой среды; этанол 95% — для жирорастворимых компонентов; гексан (неполярный) — для жировых тканей. Условия экстракции моделируют клиническое применение по температуре (37°С для большинства; 50°С или 70°С при ускоренном тестировании) и времени
DoC от поставщиков — что требовать: Declaration of Conformity должна содержать: полный перечень ингредиентов с CAS-номерами; сведения об отсутствии CMR-веществ класса 1A/1B по CLP; сведения об отсутствии SVHC (Substances of Very High Concern, REACH) в концентрации >0,1%; для пластиков — подтверждение отсутствия BPA, фталатов DEHP, DBP, BBP, DIBP при применимости
📊 Ключевые биологические тесты: что и зачем
Цитотоксичность ISO 10993-5 — базовый тест: методы: Elution Test (элюатный метод — наиболее применим для сложных изделий); MEM Elution; MTT-assay; Direct Contact. Клеточные линии: L929 (фибробласты мыши) — стандартная; результат: шкала 0–4 по цитотоксичности; Grade 0–1 — не цитотоксично. Быстрый (3–5 рабочих дней), относительно дёшев (€500–1500). Критично: даже если все предыдущие данные указывают на безопасность — цитотоксичность in vitro обычно проводится для финального подтверждения
Сенсибилизация ISO 10993-10 — LLNA vs GPMT: LLNA (Local Lymph Node Assay) — мышиный тест, предпочтительный как метод 3R (Replacement, Reduction, Refinement); Stimulation Index (SI) <3 = не сенсибилизатор; срок: 3 недели. GPMT (Guinea Pig Maximization Test) — морская свинка; EC3 <1% = сильный сенсибилизатор. Для EU MDR: MDCG 2020-18 рекомендует рассмотреть in vitro альтернативы (h-CLAT, KeratinoSens, DPRA) — особенно при наличии химических данных. Срок: 4–6 недель
Гемосовместимость ISO 10993-4 — для изделий, контактирующих с кровью: гемолиз (прямой/непрямой); тест на активацию комплемента; тест на активацию тромбоцитов; коагуляционные тесты (APTT, тромбиновое время). Обязателен для катетеров, диализаторов, кровяных насосов, аппаратов ИВЛ (при контакте крови). Срок: 2–3 недели
Имплантация ISO 10993-6 — для имплантируемых МИ: тест ISO 10993-6 — исследование тканевой реакции на имплантат; in vivo (крысы или кролики); периоды: 2 недели, 4 недели, 12 недель; оценка гистологии — воспалительная реакция, фиброз; обоснование отсутствия теста возможно при наличии обширных клинических данных о материале или при чистом рафинированном химическом составе. Срок: 3–6 месяцев

Пошаговый процесс подготовки биологической оценки для MDR

1
Составить перечень материалов и получить DoC от поставщиков
Перечислить все материалы, входящие в состав изделия и потенциально контактирующие с тканями пациента или способные выделять вещества: полимерные компоненты; металлические сплавы; адгезивы, краски, покрытия; смазки (при производстве); остатки стерилизации (EO, PAA, gamma). Запросить у каждого поставщика DoC с полным химическим составом и информацией об отсутствии SVHC, CMR-веществ, REACH-ограниченных веществ
Нед. 1–3
2
Химическая характеристика: экстракция + анализ (ISO 10993-18)
Направить образцы изделия в аккредитованную лабораторию; провести экстракцию симулянтами (вода, этанол, гексан) при условиях, моделирующих клиническое применение; анализ GC-MS + LC-MS + ICP-MS; идентифицировать и квантифицировать все вещества выше LOD; сравнить с базами данных ECHA, PubChem, TOXNET; составить список SoC (веществ, вызывающих озабоченность)
4–8 нед.
3
Токсикологическая оценка рисков (ТРО/TRA) по ISO 10993-17
Для каждого SoC: определить ожидаемую дозу пациента (Estimated Patient Exposure, EPE) — расчёт по объёму экстракта, площади контакта, длительности; найти токсикологические данные (NOAEL/LOAEL из литературы, базы ECHA, FDA); рассчитать MOS = NOAEL / EPE; если MOS ≥1 — безопасно; обосновать каждый эндпойнт (цитотоксичность, сенсибилизация, системная токсичность, мутагенность и другие). Результат: решение о необходимости дополнительных тестов in vitro/in vivo
2–4 нед.
4
Провести биологические тесты (по матрице + решению ТРО)
На основании матрицы ISO 10993-1 и выводов ТРО: заказать обязательные тесты (цитотоксичность, сенсибилизация — практически всегда); дополнительные тесты при необходимости (системная токсичность, имплантация, гемосовместимость — по характеру контакта и результатам ТРО). Лаборатория: аккредитованная по GLP (Good Laboratory Practice) и/или ISO/IEC 17025; срок зависит от набора тестов: 2 нед. (цитотоксичность) до 6 месяцев (имплантация)
2 нед.–6 мес.
5
Составить Biological Evaluation Report (BER) и включить в Technical File
BER (Отчёт о биологической оценке) — обязательный документ технического файла MDR: описание изделия и материалов; категория контакта по ISO 10993-1; результаты химической характеристики; ТРО с обоснованием по каждому эндпойнту; результаты проведённых тестов; явное обоснование для каждого «С» (рассмотреть) — почему тест проводился или не проводился; общий вывод о биологической безопасности изделия. NB при аудите MDR детально изучает BER
2–3 нед.

Стоимость биологических испытаний и сроки

Цитотоксичность ISO 10993-5
€500–1 500 | 2–3 нед.
Сенсибилизация LLNA (ISO 10993-10)
€2 000–5 000 | 4–6 нед.
Раздражение / внутрикожная реактивность
€1 500–4 000 | 3–4 нед.
Гемосовместимость ISO 10993-4
€3 000–8 000 | 2–4 нед.
Системная острая/подострая токсичность
€8 000–20 000 | 6–14 нед.
Генотоксичность (Ames + MN + in vitro MLA)
€4 000–10 000 | 4–8 нед.
Имплантация ISO 10993-6 (12 нед.)
€15 000–35 000 | 16–24 нед.
Химическая характеристика + ТРО
€5 000–20 000 | 6–12 нед.

Временная шкала биологической оценки по ISO 10993

Нед. 1–3
Перечень материалов + запрос DoC от поставщиков
Нед. 3–10
Химическая характеристика (ISO 10993-18): экстракция + анализ
Нед. 8–14
ТРО (ISO 10993-17) + решение об объёме тестирования
Нед. 10–26
Биологические тесты (цитотокс., сенсиб., по матрице)
Нед. 22–30
BER → включение в Technical File → NB аудит ✓

* МИ класса I с поверхностным контактом (минимальный пакет): 8–14 недель. МИ класса IIa (цитотокс. + сенс. + ТРО + системная токс.): 16–24 недели. МИ класса IIb/III (полный пакет + имплантация): 24–40 недель. Критический путь при наличии имплантационного теста (12 недель in vivo) + гистологии: начинать тесты не менее чем за 8–10 месяцев до подачи в NB

⚠ Пять типичных ошибок при биологической оценке по ISO 10993

Первая — «checkbox approach» без обоснования: производитель заказывает все тесты из матрицы ISO 10993-1 для своей категории контакта, не проводя химической характеристики и ТРО. NB при аудите MDR: «Почему вы провели тест на имплантацию (ISO 10993-6), если изделие имеет только поверхностный кратковременный контакт с кожей?» Без обоснования — наоборот расходы на ненужные тесты и вопросы от NB. MDCG 2020-18 прямо указывает: «checkbox approach» неприемлем — каждый тест или его отсутствие должны быть обоснованы в BER. Вторая — неправильное определение категории контакта: производитель диагностического устройства с сенсором, прикладываемым к коже через влажный гель, классифицирует изделие как «Surface contact with skin». Однако применяемый гель фактически нарушает барьер кожи при длительном применении — контакт приближается к «Surface contact with mucous membrane» с более высокими требованиями. Неправильная классификация = недостаточный объём тестирования = несоответствие при аудите NB. Третья — проведение тестов до завершения конструкции изделия («freeze»): производитель заказывает дорогостоящий набор биологических испытаний (€30 000), затем вносит изменения в состав материала (замена полимера). Все тесты проводятся заново на новом материале. Правило: тесты проводить только на «замороженном» дизайне и составе материалов — после Design Freeze. Любое существенное изменение материала = повторная биологическая оценка. Четвёртая — игнорировать вещества-контаминанты из производственного процесса: производитель оценивает только материалы готового изделия, игнорируя: остатки формовочных смазок (mold release agents); остатки растворителей от склеивания компонентов; остатки EO (этиленоксид) после стерилизации. ISO 10993-18 требует характеризовать ВСЕ вещества, потенциально присутствующие в изделии, включая технологические вспомогательные вещества. NB при аудите обнаруживает отсутствие данных об остатках EO = Major Nonconformity. Пятая — DoC от поставщика как единственное доказательство биологической безопасности: производитель считает, что Declaration of Conformity от поставщика полимерного компонента («соответствует ISO 10993») является достаточным доказательством безопасности без собственной химической характеристики. DoC поставщика подтверждает качество исходного материала, но не финального изделия после обработки (стерилизации, формования, склеивания, нанесения покрытий) — эти процессы могут создавать новые вещества или увеличивать их концентрацию. ISO 10993-18 требует характеристики именно готового изделия в его конечном применении.

Реестр Гарант — биологическая оценка МИ по ISO 10993 для CE MDR

📞 Телефон / WhatsApp / Telegram: +7 920-898-17-18

📧 Email: reestrgarant@mail.ru

Разрабатываем биологическую оценку медицинских изделий по ISO 10993-1:2018 для CE-сертификации по EU MDR 2017/745: определение категории контакта по ISO 10993-1 и формирование матрицы необходимых тестов, организация химической характеристики материалов (ISO 10993-18): экстракция, GC-MS/LC-MS/ICP-MS анализ в аккредитованных лабораториях, проведение Toxicological Risk Assessment (ТРО/TRA) по ISO 10993-17 с расчётом MOS, AET и оценкой по каждому токсикологическому эндпойнту, запрос Declarations of Conformity от поставщиков материалов с проверкой на SVHC/CMR/REACH, организация биологических испытаний в GLP/ISO 17025-аккредитованных лабораториях: цитотоксичность, сенсибилизация, раздражение, гемосовместимость, имплантация, составление Biological Evaluation Report (BER) для включения в Technical File MDR, подготовка обоснований для каждого «С» (рассмотреть) теста матрицы, ответы на запросы NB по биологической оценке.