Tuotteistaminen

Medical device - Biological (safety) evaluation

Lataa

Tuotteistaminen

3.1. Implanttimateriaalin kemiallinen karakterisointi

Kemiallinen karakterisointi käsittää sekä itse implanttimateriaalin karakterisoinnin, että myös sen valmistusprosessissa käytettyjen ja syntyvien jäännöskemikaalien ja epäpuhtauksien identifioinnin. Identifioidaan ja karakterisoidaan kaikki käytetyt reagenssit, katalyytit, lisäaineet, ligandit ym. Myös desinfiointiprosessissa ja testauksissa syntyvät jäännösaineet määritetään, samoin kuin mahdollisten syövyttävien emästen ja happojen jäänteet. Kemialliseen karakterisointiin kuuluu myöskin materiaalista mahdollisesti vapautuvien jäännösaineiden ja hajoamisen tuotteena syntyneiden kemiallisten aineiden analysointi. Analysoinnissa on käytettävä vain validoituja analyyttisiä metodeja (tieteellisissä artikkeleissa esitetyt metodit tulisi validoida ennen niiden käyttöä materiaalianalyyseihin). Jos materiaalin lähtöaineilla on toksisia ominaisuuksia, tulee niiden tyyppi, laatu, määrä ja sallitut raja-arvot määrittää. Tällöin tulee myös harkittavaksi, voitaisiinko lähtöaineita muuttaa vähemmän haitallisiksi. Usein materiaalin lähtöaineiden karakterisoinnista vastaa valmistajataho, mutta ilmoitettuja tietoja on mietittävä halutun lopputuotteen kannalta: onko määritetty nimenomaan implantoitavan materiaalin kannalta olennaiset asiat. Varsinkin teolliset materiaalit sisältävät usein valmistusprosesseissa syntyneitä epäpuhtauksia ja jäämäaineita, joita kudoksiin implantoitavissa rakenteissa ei saa olla. On myös otettava huomioon, että jos materiaalin valmistusprosessi on muuttunut, myös jäämäaineet ja niiden määrät ovat voineet muuttua.

 

Kemiallisen karakterisoinnin raportissa tulee kuvata koko valmistusprosessin kulku (tuotos, jäämät, sivureaktiot, syntyneet sivutuotteet) ja luonnollisesti lopputuotteen kuvaus. Jos jossakin prosessin vaiheessa on syntynyt toksisia aineita, niiden laatu ja määrä analysoidaan. Epäpuhtauksien määrälle ei ole olemassa spesifisiä raja-arvoja, mutta lääkeaineita koskeva yleinen sääntö on hyvä ohjenuora myös biomateriaalien kohdalla: jos materiaalista löytyy epäpuhtauksia 0,1 % tai enemmän, tulee epäpuhtaudet identifioida.

Kemiallisessa karakterisoinnissa saatavaa tulosaineistoa verrataan kliinisessä käytössä toimiviksi havaittujen implanttimateriaalien vastaaviin analyysituloksiin, ja näin voidaan arvioida materiaalin turvallisuusprofiilia. Kaikista analyyseissa identifioiduista aineista tehdään kirjallisuushakuja, joista selviää löytyykö analysoiduista aineista viitteitä toksisuuteen. Jos löytyy, arvioidaan mikä on aineille altistumisen taso implantin aiotussa käyttötarkoituksessa.

 

Erityyppisten implanttimateriaalien analysointia käsitellään seuraavissa ISO 10993-standardin osissa:

9. Merkittävien kulumistuotteiden määrän ja laadun määrittäminen

13. Polymeerien kulumistuotteiden tunnistaminen ja määrän laskeminen

14. Keraamien kulumistuotteiden identifiointi ja määrittäminen

15. Metalleista ja metalliseoksista peräisin olevat hajoamistuotteet

17. Liukenevien ainemäärien sallittujen pitoisuuksien määrittäminen

18. Materiaalien kemiallinen karakterisointi

19. Materiaalien fysikaalis-kemiallinen, morfologinen ja topografinen karakterisointi.

 

Seuraavissa taulukoissa on esitetty erityyppisten materiaalien karakterisoinnin metodeja ja mitä parametreja materiaaleista tulee määrittää.

Taulukko 3.

taulukko3




Taulukko 4.

taulukko4



Taulukko 5.

taulukko5



Taulukko 6.

taulukko6





ISO10993-19 standardi (technical spesification), käsittelee materiaalien muodon, fysikokemiallisten, morfologisten ja topografisten ominaisuuksien karakterisointia; ja fysikaalisen vahvuuden analysointia. Siinä käsitellään myös materiaalien hajoamista; mitkä ovat lopputuotteet, miten materiaalin hajoaminen vaikuttaa sen vahvuuteen. Alla on esitetty taulukoita näiden ominaisuuksien analysoinnissa käytetyistä metodeista.

 

Taulukko 7

taulukko7-1



Taulukko 7 jatkuu...

taulukko7-2



Taulukko 7 jatkuu...

taulukko7-3



Taulukko 8

taulukko8



 

Materiaalin karakterisoinnissa on olennaista muistaa, että on määritettävä KAIKKI materiaalin ominaisuudet, ei vain väitettyjä hyviä ominaisuuksia, vaan kriittisesti arvioiden kaikki mahdolliset löydökset, ja on arvioitava niiden merkitys materiaalin suunnitellun tulevan käyttökohteen suhteen. ISO10993 -ohjeisto käsittelee implanttimateriaalin yleisen käyttöturvallisuuden testaamista, tarkoituksena löytää testien avulla mahdolliset ei-toivotut ominaisuudet, jotka aiheuttaisivat mahdollisen terveysriskin. Implanttimateriaalin odotettuja biologisia vasteita tulee testata myös muita soveltuvia testisysteemejä käyttäen, joilla voidaan tutkia biologisia vasteita spesifisissä käyttökohteissa, joihin materiaalia ollaan kehittämässä.

 

 

Ennen biologisen evaluaation testeihin tutustumista on hyvä lukea seuraavat osiot:

 

- Materiaalinäytteiden valmistaminen ja vertailumateriaalit analyyseja varten

- Materiaalien hajoamistuotteiden identifiointi ja kvantitointi

- Polymeerien kulumistuotteiden analysointi

- Keraamien kulumistuotteiden identifiointi ja määrittäminen

- Metalleista ja metalliseoksista peräisin olevat hajoamistuotteet