动物源医疗器械可沥滤物的研究进展

多多猪 2025-07-23 3 502.92KB 4 页
侵权投诉
癌变 · 畸变 · 突变
综 述
Vol.35 No.3 May 2023
动物源医疗器械可沥滤物的研究进展
刘 璟1,²,刘子琪1,2,丁 黎²,付步芳1,*
(1. 中国食品药品检定研究院，北京 102629;2. 中国药科大学，江苏 南京211198)
【摘要】动物源医疗器械作为应用广泛的医疗器械产品，应不断完善其评价技术和方法，提升质量评价标准，以促进产业的健康
发展。临床使用过程中，动物源医疗器械产品产生的可沥滤物会不同程度地对人体产生危害。因此，总结概括动物源医疗器械可
沥滤物的研究进展，对于动物源医疗器械产品质量控制具有重要意义。本文介绍了动物源医疗器械可沥滤物的监管现状，对不同
来源的可沥滤物进行了分类分析，并总结概括了相关浸提液的制备方法、可沥滤物的检测方法、可沥滤物允许限量的确定方法。
最后，对动物源医疗器械领域的研究和质量评价现状进行了概括和展望。
【关键词】动物源医疗器械；可沥滤物；检测方法；质量评价
中图分类号：R318.08 文献标志码：A 文章编号：1004-616 X(2023)03-0224-04 doi:10.3969/j.issn.1004-616x.2023.03.012
动物源医疗器械产品指全部或部分采用动物组织制成的，
或取材于动物组织、动物组织衍生物或由动物体自然获取物质
制成的医疗器械产品。与非动物来源的材料相比，具有更好的
生物相容性和生物活性等特点，使得应用领域越来越广泛，
原材料的种类也越来越多。根据国家食品药品监督管理局2017
年发布的医疗器械产品分类目录，动物源医疗器械产品主要有
5类，包括无源植入器械，如人工骨、心脏瓣膜、外科修复补
片等；无源手术器械如胶原蛋白缝合线、羊肠缝合线；护理和
防护器械，如胶原蛋白海绵、壳聚糖防黏连膜等；眼科器械，
如脱细胞角膜植片、眼用透明质酸钠等；口腔科器械如生物
膜、口腔修复膜等。
应用动物源医疗器械受益的同时也面临着两大风险：动物
源材料特殊的免疫毒性风险和供体本身所携带的病毒等危险性
因子及其外源因子污染引起的安全风险问题。为有效降低动
物组织带来的免疫原性，动物源产品一般需要进行脱细胞、去
除杂蛋白等工序。异种产品相对非生物源产品更重视病原体带
来的传播风险，需要进行严格的病毒灭活、灭菌处理。包括以
上工序在内的多种加工过程中产生的加工工艺残留、灭菌残留
剂等物质存在一定毒副作用，同时在医疗器械的应用中，这些
物质均可能直接或通过相关介质进入人体1²-3。上述医疗器械或
材料在临床使用过程中释放出的物质统称为可沥滤物。动物源
产品可沥滤物的研究为相关产品的生物学评价和毒理学风险评
估提供所必需的信息，并为产品开发及优化提供支持。因此，
对医疗器械的可沥滤物研究既是企业在设计开发产品阶段的研
究热点，也是当下医疗器械监管和相关产品技术审评关注的重
点14-51。
1 动物源医疗器械可沥滤物的监管现状
经国家药监局医疗器械标准管理中心网站查询，动物源医
疗器械产品现行有效的相关标准有9项，见表1(序号1~9),与
可沥滤物相关的标准有3项，见表1(序号10~12),迄今为止尚
无关于动物源医疗器械可沥滤物具体检测方法的国家标准或行
业标准。国家药监局医疗器械技术审评中心先后发布《医疗器
械已知可沥滤物测定方法验证及确认注册技术审查指导原则》
及《医疗器械未知可沥滤物评价方法建立及表征技术审查指导
原则》(征求意见稿)后，对医疗器械的可沥滤物检测和评价要
求正式作为必需的注册申报资料，大多数包括动物源在内的医
疗器械均需要进行可沥滤物的控制。但目前可沥滤物的检测分
析和评价方法较少，因此有必要探索建立一套科学规范的医疗
器械可沥滤物的标准化检测分析方法。
2 动物源医疗器械可沥滤物的种类
动物源产品来源丰富，取材范围广泛、制备过程复杂、使
用到有机溶剂等小分子物质种类较多，因此，形成可沥滤物的
安全性风险更高。确定动物源医疗器械可沥滤物种类是建立可
沥滤物检测分析方法的基础，常见的可沥滤物来源主要有以下
几个方面。
2.1 脱细胞
为降低动物源材料在生产加工过程中可能出现残留的组织
蛋白、抗原等物质带来的免疫原性风险， 一般会采取脱细胞、
去除杂蛋白等方法⑥。其中，天然组织材料经过脱细胞处理
后，能够显著降低移植后排斥反应的发生，同时保留原有的组
织结构和特性，材料表面微环境依然有利于细胞的生存。目前
I | | 4
CARCINOGEMESS,TERATOGENESS &MUTAGENESTS 2 2
收稿日期：2023-03-11; 修订日期：2023-04-27
基金项目：国家重点研发计划(2017YFC1105000)
作者信息：刘 璟，E-mail:liujingkxx@163.com 。*通信作者，付步芳，
E-mail:fubufang@nifdc.org.cn
癌变 ·畸变 ·突变
2 0 2 3 年 5 月 第35卷 第3期 综 述
表1动物源医疗器械可沥滤物相关标准
序号 标准编号 标准名称
1 YY/T 1465.5-2016 医疗器械免疫原性评价方法第5部分：用M86抗体测定动物源医疗器械中α-Gal抗原清除率
2 YY/T 0771.1-2020 动物源医疗器械第1部分：风险管理应用
3 YY/T 0771.2-2020 动物源医疗器械第2部分：来源、收集与处置的控制
4 YY/T 0771.3-2009 动物源医疗器械第3部分：病毒和传播性海绵状脑病(TSE)因子去除与灭活的确认
5 YY/T 0771.4-2015 动物源医疗器械第4部分：传播性海绵状脑病(TSE)因子的去除和/或灭活及其过程确认分析的原则
6 YY 0970-2013 含动物源材料的一次性使用医疗器械的灭菌液体/灭菌剂灭菌的确认与常规控制
7 YY/T 0606.25-2014 组织工程医疗产品第25部分：动物源生物材料DNA残留量测定法：荧光染色法
8 YY/T 1561-2017 组织工程医疗器械产品动物源支架材料残留α-Gal抗原检测
9 YY/T 1788-2021 外科植入物动物源补片类产品通用要求
10 GB/T 16886.17-2005 医疗器械生物学评价第17部分：可沥滤物允许限量的建立
11 GB/T 16886.16-2021 医疗器械生物学评价第16部分：降解产物与可沥滤物毒代动力学研究设计
12 YY/T 1550.2-2019 一次性使用输液器具与药物相容性研究指南第2部分：可沥滤物研究已知物
常用物理、化学和生物酶法等进行脱细胞处理。在组织工程心
脏瓣膜去除细胞的方法主要有：胰蛋白酶法、去垢剂-酶消化
法、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)法和去氧胆
酸钠法等I7-10)。常用试剂如SDS可通过溶解细胞质和核膜，破坏
蛋白质分子内和分子间相互作用导致细胞死亡，但SDS 作为表
面活性剂，当其到达一定浓度会产生细胞毒性和溶血作用，因
此需对其残留量进行严格限制¹-12]。周建伟等³研究了SDS的残
留量与细胞毒性的相关性，并得到对L-929 细胞和MC3T3-E1
细胞产生细胞毒性的临界浓度分别为4×10⁻³mg/mL和6×10⁻³
mg/mL。
2.2 交联改性
为提高动物心脏瓣膜的稳定性，显著降低免疫原性，提高
使用寿命，早在1968年Carpentier 就 使 用 戊 二 醛(glutaric
dialdehyde,GA) 交联处理异种生物组织瓣，1970年开始，GA
交联的牛心包材料制备的生物瓣膜已得到了推广4。目前探索
的天然交联剂有去甲二氢愈创木酸、单宁酸等，化学试剂有碳
化二亚胺等。因为GA具有水溶性、价格便宜等优点，其为最
先使用并且最常用的交联剂I⁵ 。 汪希铭等6将壳聚糖基纳米纤
维膜经GA交联处理后，稳定性得到明显改善，并且一定程度
上提升了纤维膜强度和韧性。此外目前对脱细胞真皮基质等产
品也常用GA进行交联改性。然而，GA具有较强的细胞毒性，
GA交联制备的生物瓣因GA 缓慢而微量的释出仍可引起细胞毒
性，此外，生物瓣在体内的钙化也与GA交联有关I7 。因此在
实际应用中，醛类交联产品可以根据所需的性能来选择最优的
交联剂用量，并需要对醛残留量进行严格控制和检测。
2.3 病毒灭活及灭菌
动物病原感染人早已引起社会各界的关注，禽流感、狂犬
病等给人类带来不同程度的危害。动物源产品来源于动物的
骨、皮肤、肌腱等组织，因此需要格外重视病毒灭活和灭菌工
序，除需要满足《YY/T 0771动物源医疗器械》等标准要求
外，还要重视保护生产操作人员和环境以免造成污染18。常见
工艺中，如环氧乙烷灭活法在骨材料中的应用，但现在应用较
少；过氧乙酸-乙醇灭活法在皮肤、骨等材料中均有较好的应
用；此外，过氧化氢灭活法也被广泛应用于骨、胶原材料中。
研究发现1⁹-20对牛腱片样品经3%过氧化氢溶液处理后，水疱性
口炎病毒、甲型H1N1病毒的灭活对数值均大于4,马来源的皮
质骨和松质骨颗粒及心包膜材料经3%过氧化氢溶液处理后的
所有生物材料均表现出完全消除病毒感染性，单纯疱疹病毒、
甲型H1N1病毒和柯萨奇病毒灭活对数值均大于4,即表明过氧
化氢灭活病毒后的产品质量安全可靠。但病毒灭活的同时会对
生物材料性能造成不同程度的损害，白玉龙等19研究表明过氧
乙酸、过氧化氢、环氧乙烷等残留也会对人体产生危害，甚至
会引起致癌、致畸。
动物源产品及其原材料在贮存、生产及使用等过程中产生
的各种化学物质的反应产物等也需要被考虑，如2-氯乙醇为环
氧乙烷灭菌过程中衍生的有机物质。经环氧乙烷灭菌的产品可
能仍残留一定量2-氯乙醇120。对于绝大多数国内医疗器械产品
的注册检验，2-氯乙醇仍是非强制性检测项目，但已有广泛的
研究表明2-氯乙醇的检测需要被重视²¹。
3 动物源医疗器械浸提液的制备方法
可沥滤物的分析方法一般包括浸提液制备和可沥滤物的检
测方法两部分。大部分动物源器械特别是长期植入类器械，很
难获得临床实际使用时的研究数据，所以很多情况下可选择浸
提方式制备浸提液，从而完成对可沥滤物的研究。由于动物源
医疗器械种类繁多，因此用于可沥滤物检测的浸提液制备方法
也各有不同。浸提液制备的研究主要包括：浸提介质的选择，
样品浸提部位的选择，浸提方式的选择，浸提条件的选择。
3.1 浸提方式与浸提样品的选择
常用的浸提方式包括加速浸提、模拟浸提、极限浸提和加
严浸提，极限浸提可建立从医疗器械或材料中浸提的最大可浸
提物的量，即医疗器械或材料在临床使用寿命期间可能释放的
可沥滤物量的最大量。动物源医疗器械属于持久接触或长期接
触类器械，很难模拟实际使用条件，所以一般选择极限浸提。
此外，可根据实际情况选择除浸提外的其他方式，如李丽花
等2研究中由于正己烷不溶于水，而采用无机酸溶液进行样品
前处理后再用静态顶空气相色谱法检测了其中的有机溶剂残留
量，对于挥发性物质的研究可参考采用此法。
浸提样品与浸提方式的选择是相辅相成的23。浸提样品优
先选择最终产品，或根据代表性部分的浸提结果推算出整个样
品的结果。若终产品无法满足浸提要求，可采用相同原材料在
相同工艺条件下加工成的半成品来完成浸提；若含有多种材
料，选取的样品中每一组分占样品的比例需要与此组分占被测
产品的比例相同。
II
CARCINOGENESS.TERATOGENESTS 2 2
5
&MUTAGENEYS
癌变 ·畸变 ·突变
综 述 Vol.35 No.3 May 2023
3.2 浸提介质的选择
对于某些临床使用中仅接触单一液体体系的产品，可采用
该临床接触液体作为浸提介质，对于无法模拟的介质，或者当
已知可沥滤物易与介质发生反应从而造成干扰时，可选择替代
溶剂。其中，在水能溶解的情况下，以水做溶剂可以更好地模
拟材料植入人体情况。替代溶剂应根据可沥滤物特征进行选
择，且不应与待测物发生化学反应，同时应考虑器械在临床接
触介质的性质等，除此之外，材料本身的性能也应被考虑。如
因生物补片与SDS结合的化学键比较牢固，使得难以检出全部
的SDS残留，若用氢氧化钠或硫酸降解生物补片则会使SDS发
生不可逆的化学变化，所以亚甲基蓝法不能直接用于检测 SDS
残留。而碳酸钠可以竞争性地与生物补片中的蛋白质结合，从
而能够使SDS游离出来，同时甲醇产生的界面聚集能够加速游
离¹2,因此可采用甲醇-碳酸钠混合液作为浸提介质。
3.3 浸提条件的选择
浸提体积的选择在保证浸提液能够完全浸没样品的基础上
尽量减少，同时也需防止被浸提物质因浓度过大而饱和。此外
可根据样品面积或质量比例加入浸提液进行浸提，如脱细胞异
种皮肤、可吸收医用膜等规则片状结构产品，通常在考虑样品
厚薄的基础上，按样品表面积等比例加入溶剂，同时需要根据
样品临床应用部位确定按照单面或双面表面积计算。
对于浸提温度和时间，应尽可能模拟临床实际情况，如提
高温度应避免使材料和目标可沥滤物发生化学变化；另外浸提
比例、是否振荡、搅拌，循环、超声等都是需要结合具体产品
要考虑的问题。选用的浸提条件均需要严于或等于产品在预期
使用中带给患者的最大风险下的条件。如王丽等2测定猪心脏
瓣膜假体中GA残留量时，实验显示48 h 和72 h后仍能检测出
GA残留，即证明在此产品中GA会持续被浸提，因此需要结合
产品临床实际使用情况选择合适条件。
4 动物源医疗器械可沥滤物的检测方法
根据动物源医疗器械产品中拟研究物质的理化性质、浸提
溶剂等因素，合理筛选建立合适的测定方法进行定性定量研
究，同时还应考虑方法的检验精度是否满足安全性评价的要
求。医疗器械的可沥滤物根据研究目标不同，可分为根据相关
信息识别的已知可沥滤物和根据未知可沥滤物研究体系鉴别的
未知可沥滤物。已知可沥滤物通常为调研工厂产品制备工艺获
得的加工过程中所涉及的物质，而未知可沥滤物可能是包装迁
移物质、加工助剂中杂质或降解产物等。
4.1 已知可沥滤物检测方法
在动物源产品中已知可沥滤物检测方法的选择上，优先选
用药典、标准等公布的已有检测方法，并根据浸提液特点确定
是否需要调整和优化。对新方法进行验证可参考《医疗器械已
知可沥滤物测定方法验证及确认注册技术审查指导原则》。行
业标准YY/T 0962整形手术用交联透明质酸钠凝胶给出了交联
剂1,4丁二醇二缩水甘油基醚(1,4-butanediol diglycidyl ether,
BDDE)残留量测定的方法，付海洋等2则改进和优化了BDDE
含量的标准检测方法。在气相色谱法中，首先对样品的酶解处
理以使BDDE更好地从凝胶内部释放，并选用乙酸乙酯对
BDDE进行萃取。此外，使用酶标仪检测法，将透明质酸酶添
加到标准溶液中能够去除透明质酸酶对测定结果的影响。
对于无标准检测方法的可沥滤物，需要根据待测物质的理
化性质、浸提选用溶剂等选择合适的检测分析方法并进行方法
学验证及确认工作。此外，需要考虑分析方法的系统适应性，
如适用于色谱法检测，通常需根据待测物沸点、极性等性质建
立色谱方法，优化色谱柱类型、分流比、流速等以优化目标物
质理论塔板数、拖尾因子和分离度等系统适应性指标。常用的
分析技术包括气相色谱、液相色谱、色谱-质谱联用技术、电
感耦合等离子体光谱分析技术(inductively coupled plasma
spectrometer,ICP-Spectroscopy) 等。其中气相和液相色谱及质
谱主要用于分析有机可沥滤物，电感耦合等离子体原子发射光
谱(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-
OES)和电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass
spectrometry,ICP-MS) 等主要用于分析元素可沥滤物。对于同
一待测物质也可采用不同检测方法进行验证比较。如葛翠兰
等126建立了高效液相色谱测定交联剂二乙烯基砜(divinyl
sulfone,DVS) 残留测定的测定方法，但前期样品处理较繁琐，
朱彬等2则采用气相色谱法测定DVS 残留量，对比可得该方法
样品制备简单，取样量少。
4.2 未知可沥滤物的检测方法
随着现代分析技术及评价理念的优化，以未知可沥滤物评
价体系为基础的可沥滤物研究表征体系已成为医疗器械化学表
征的重要组成部分。未知可沥滤物的检测与已知可沥滤物测定
的最大不同在于首先要对可沥滤物进行定性，因此需要一套确
实可信而且有证据的多种分析技术的联合体系，例如色谱法与
多种检测仪器结合、核磁共振和其他光谱技术等。采用未知可
沥滤物扫描模式以尽可能地识别所有潜在的可沥滤物且能够为
浸提物鉴别提供足够的信息，同时可进行半定量或定量分析。
此外，不同分析技术获得的结果还可以用于相互印证。将未知
可沥滤物转化为已知可沥滤物检测后，即可采用上述已知可沥
滤物检测方法开展可沥滤物定量检测。如卢大伟等28根据气相
色谱-质谱联用技术对透明质酸钠凝胶中未知残留物进行检测
分析，并对比毒理学数据和国内外标准讨论其危害，首次发现
医用透明质酸钠凝胶产品中甲醇、二甲苯和乙苯的残留，并建
立了合适的方法对3种残留物进行定性及定量。
5 可沥滤物允许限量的确定方法
可沥滤物允许限量的确定是通过文献评审或毒理学试验等
确定可沥滤物在预期用途下的人体可耐受的量，并通过患者体
质量、应用因子等数据获得允许限量数据。目前，国家标准
《GB/T16886.17-2005医疗器械生物学评价第17部分：可沥滤
物允许限量的建立》规定了医疗器械可沥滤物允许限量的确定
方法，其目的是获得标准的运用及未建立标准的限量的适当评
估。该标准由国际标准ISO 10993-17:2002²⁹等同转化。此
外，可结合美国环境保护署(U.S.Environmental Protection
Agency,EPA) 公开的毒理学数据建立可沥滤物的允许限量。对
于无明确毒理学数据的可沥滤物，采用毒理学关注阈值
(threshold of toxicological concern,TTC)的评价方法确定可沥滤
2
2
6
l | |
CARCINOGEMESS,TERATOGENESS &MUTAGENESTS

标签： #医疗器械 #可沥滤物

摘要：

癌变·畸变·突变综述Vol.35No.3May2023动物源医疗器械可沥滤物的研究进展刘璟1,²,刘子琪1,2,丁黎²,付步芳1,*(1.中国食品药品检定研究院，北京102629;2.中国药科大学，江苏南京211198)【摘要】动物源医疗器械作为应用广泛的医疗器械产品，应不断完善其评价技术和方法，提升质量评价标准，以促进产业的健康发展。临床使用过程中，动物源医疗器械产品产生的可沥滤物会不同程度地对人体产生危害。因此，总结概括动物源医疗器械可沥滤物的研究进展，对于动物源医疗器械产品质量控制具有重要意义。本文介绍了动物源医疗器械可沥滤物的监管现状，对不同来源的可沥滤物进行了分类分析，并总结概括了相...

展开>> 收起<<
动物源医疗器械可沥滤物的研究进展.pdf

共4页,预览4页

还剩页未读， 继续阅读

声明：如果您的权利被侵害，请联系我们的进行举报。

相关推荐

更多
立即下载
作者：多多猪 分类：专业资料 属性：4 页 大小：502.92KB 格式：PDF 时间：2025-07-23

相关内容

更多

热门标签

医疗器械 管理 GB 指南 注册 验证 CCAA 六西格玛 培训 检验
/ 4
评分 收藏
分享
立即下载
客服
关注