Приложение D (справочное). Дополнительные рекомендации по проведению исчерпывающей экстракции образцов полимерных материалов для оценки биологического действия медицинских изделий

Приложение D
(справочное)

Дополнительные рекомендации по проведению исчерпывающей экстракции образцов полимерных материалов для оценки биологического действия медицинских изделий

D.1 Общие положения

Полимерные материалы, как правило, содержат небольшое количество химических веществ низкой молекулярной массы, такие как катализаторы, технологические добавки или другие добавки [19], остаточные мономеры или олигомеры. При оценке биологического действия полимерных материалов основным показателем является токсичность любых выщелачиваемых веществ, которые могут мигрировать из полимерного материала в организм человека во время клинического применения МИ. Данное положение основано на отчете группы Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) по проблемам полимерных материалов, связанным со здоровьем человека и исключением полимеров из исследований (см. [15]). В отчете группы ОЭСР указаны следующие четыре характеристики полимерного материала, которые необходимо определять при проведении оценки риска для здоровья человека:

- средняя молекулярная масса;

- содержание химических соединений с низкой молекулярной массой;

- наличие реактивных функциональных групп (см. [17]);

- наличие биодоступных металлов.

Примечание - К веществам низкой молекулярной массы относят химические вещества с молекулярной массой не более 1000 Да.

Для оценки биологического действия полимерных материалов МИ применяют исследуемые образцы (экстракты), приготовленные соответствующими методами экстракции (за исключением биологических исследований методами имплантации, исследований на гемосовместимость и цитотоксичность МИ прямого контакта). В приложении С указано, что для идентификации опасностей рекомендуется применять метод преувеличенной экстракции. Метод исчерпывающей экстракции с использованием органических растворителей рекомендуется применять для идентификации опасностей полимерных материалов МИ длительного и долгосрочного контакта.

При проведении экстракции образцов полимерных материалов следует выполнять следующие рекомендации:

- для идентификации опасностей необходимо, насколько возможно, извлечь из полимерного материала МИ экстрагируемое вещество в максимальных количествах и соответствующим образом использовать исследуемый экстракт в конкретной тест-системе;

- в качестве экстрагентов следует применять биологические жидкие среды, например сыворотку, которые по эффективности экстракции химических веществ (фталатов, 4,4'-метилендианилина, бисфенола-А) из полимерных материалов (см. [21], [29], [22]) сопоставимы с органическими растворителями, например этанолом и метанолом;

- для идентификации и/или количественного определения химических веществ низкой молекулярной массы, содержащихся в полимерных материалах, экстракцию следует проводить с применением органического растворителя в качестве экстрагента.

D.2 Рекомендации по проведению исчерпывающей экстракции

Для изготовления МИ применяют различные полимерные материалы и добавки. Следовательно, невозможно подобрать единый универсальный экстрагент для исчерпывающей экстракции всех полимерных материалов. Например, смесь ацетона и хлороформа использована в качестве экстрагента при проведении исчерпывающей экстракции образцов резины для циклического исследования в соответствии со стандартами ISO/TC 194, в которых приведено сравнение эффективности методов традиционной и исчерпывающей экстракции подготовки исследуемых экстрактов для исследования сенсибилизации к материалам из резины. При этом смесь ацетона и хлороформа, как правило, неприменима в качестве экстрагента для исчерпывающей экстракции всех полимерных материалов, поэтому рекомендуется выбирать подходящие растворители для проведения исчерпывающей экстракции конкретных полимерных материалов МИ (см. [25]).

Ниже приведены рекомендации, которые необходимо выполнять при проведении исчерпывающей экстракции исследуемых образцов полимерных материалов для оценки биологического действия МИ.

Для идентификации опасностей/определения степени риска МИ следует проводить экстракцию исследуемого образца материала МИ как в полярных, так и в неполярных растворителях. Выбранный(е) растворитель(и) не должен (не должны) ухудшать характеристики исследуемого образца (например, сильное набухание, образование частиц и деградацию). В отчете об исследовании должно быть приведено обоснование выбранной температуры экстракции.

Так как продолжительность исчерпывающей экстракции невозможно установить заранее, то ее следует определять следующим образом. Проводят серию последовательных экстракций путем экстрагирования исследуемого образца в выбранном растворителе в течение определенного периода времени (например, 24 ч). Затем заменяют полученный экстракт свежим растворителем и экстрагируют исследуемый образец в течение еще одного определенного периода времени. Этот процесс повторяют до тех пор, пока уровень экстрагируемого вещества (остаток) на n-м этапе последовательной экстракции не составит одну десятую (0,1) от уровня экстрагируемого вещества на первом этапе экстракции (в первом экстракте). После этого экстракцию можно считать полной или исчерпывающей. Для определения того, достигнута ли конечная точка исчерпывающей экстракции, допускается применять гравиметрический метод или другие аналитические методы.

После проведения исчерпывающей экстракции остаток экстрагированных веществ получают путем удаления растворителей выпариванием или высушиванием. В отчете об исследовании должны быть приведены данные, подтверждающие, что в процессе выпаривания или высушивания и последующего восстановления (см. ниже) не произошло высвобождение летучих и/или полулетучих соединений из исследуемого экстракта.

Растворение остатка экстрагированных веществ в растворителе (восстановление) после исчерпывающей экстракции является важным этапом подготовки образцов для биологического исследования. Как правило, экстрагенты для исчерпывающей экстракции отличаются от экстрагентов, используемых для исследований на биосовместимость. Если исчерпывающую экстракцию проводят в органических растворителях, то полученные экстрагируемые/выщелачиваемые вещества из полимерного материала МИ обладают гидрофобными свойствами. Остаток экстрагированных веществ после выпаривания растворителя, как правило, плохо смешивается с культуральной средой и может не полностью растворяться в растворителе, используемом для исследований МИ на биосовместимость. Следовательно, при введении дозы исследуемого экстракта, полученного восстановлением, тест-система будет подвергаться воздействию экстрагируемых/выщелачиваемых веществ в меньших количествах. Результаты биологического исследования будут достоверными, если исследуемый экстракт, полученный после исчерпывающей экстракции (включая высушивание и восстановление), содержит экстрагируемые/выщелачиваемые вещества такого же типа и в тех же количествах по сравнению с экстрагируемыми/выщелачиваемыми веществами, которые содержаться в исследуемых экстрактах после проведения преувеличенной экстракции (см. 10.3 и приложение С).

В некоторых случаях может потребоваться разбавление исследуемого экстракта после восстановленного - для того, чтобы избежать несовместимости с тест-системой. Например, диметилсульфоксид (ДМСО) в концентрации более 1 % цитотоксичен для живых клеток при исследовании на генотоксичность, основанном на анализе живых клеток, таких как анализ лимфомы мыши или анализ хромосомных аберраций in vitro (в соответствии с ISO 10993-3). Исследуемый экстракт из ДМСО, полученный методом исчерпывающей экстракции, необходимо разбавить в 100 раз, прежде чем воздействовать им на анализируемые клетки. Если исследуемый экстракт необходимо разбавить перед проведением биологического исследования, то в отчете об исследовании приводят соответствующее обоснование с указанием количества экстрагируемых/выщелачиваемых веществ, введенных в тест-систему. При этом следует учитывать влияние разбавления исследуемого экстракта на чувствительность метода.

Исследуемый экстракт, полученный методом исчерпывающей экстракции, не должен вносить каких-либо неопределенностей в метод биологического исследования.