Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 10993-6-2011 "Изделия медицинские. Оценка биологического действия. Медицинских изделий. Часть 6. Исследования местного действия после имплантации" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1309-ст) (документ утратил силу)

Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 10993-6-2011
"Изделия медицинские. Оценка биологического действия. Медицинских изделий. Часть 6. Исследования местного действия после имплантации"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1309-ст)

Medical devices. Biological evaluation of medical devices. Part 6. Tests for local effects after implantation

Дата введения - 1 января 2013 г.

Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ)

2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 ноября 2011 г. N 40)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Кыргызстан	KG	Кыргызстандарт
Российская Федерация	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1309-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 10993-6-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2013 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 10993-6:2007 Biological evaluation of medical devices - Part 6: Tests for local effects after implantation (Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 6. Исследования местного действия после имплантации).

Степень соответствия - идентичная (IDT).

Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р ИСО 10993-6-2009.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА

6 Введен впервые

Введение

Соблюдение положений стандартов серии ISO 10993 "Оценка биологического действия медицинских изделий" позволит обеспечить системный подход к исследованию биологического действия медицинских изделий.

Целью этих стандартов не является безусловное закрепление единообразных методов исследований и испытаний за группами однородных медицинских изделий в соответствии с принятой классификацией их по виду и длительности контакта с организмом человека. Поэтому планирование и проведение исследований и испытаний должны осуществлять специалисты, имеющие соответствующую подготовку и опыт в области санитарно-химической, токсикологической и биологической оценок медицинских изделий.

Стандарты серии ISO 10993 являются руководящими документами для прогнозирования и исследования биологического действия медицинских изделий на стадии выбора материалов, предназначенных для их изготовления, а также для исследований готовых изделий.

В серию ISO 10993 входят следующие части под общим названием "Оценка биологического действия медицинских изделий":

Часть 1 - Оценка и исследования;

Часть 2 - Требования к обращению с животными;

Часть 3 - Исследования генотоксичности, канцерогенности и токсического действия на репродуктивную функцию;

Часть 4 - Исследование изделий, взаимодействующих с кровью;

Часть 5 - Исследование на цитотоксичность: методы in vitro;

Часть 6 - Исследование местного действия после имплантации;

Часть 7 - Остаточное содержание этиленоксида после стерилизации;

Часть 9 - Основные принципы идентификации и количественного определения потенциальных продуктов деградации;

Часть 10 - Исследование раздражающего и сенсибилизирующего действия;

Часть 11 - Исследование общетоксического действия;

Часть 12 - Приготовление проб и стандартные образцы;

Часть 13 - Идентификация и количественное определение продуктов деградации полимерных медицинских изделий;

Часть 14 - Идентификация и количественное определение продуктов деградации изделий из керамики;

Часть 15 - Идентификация и количественное определение продуктов деградации изделий из металлов и сплавов;

Часть 16 - Моделирование и исследование токсикокинетики продуктов деградации и вымывания;

Часть 17 - Установление пороговых значений для вымываемых веществ;

Часть 18 - Исследование химических свойств материалов;

Часть 19 - Исследование физико-химических, морфологических и топографических свойств материалов;

Часть 20 - Принципы и методы исследования иммунотоксического действия медицинских изделий.

В настоящем стандарте представлены методы исследования местного действия после имплантации, используемые для оценки материалов и медицинских изделий, в том числе стоматологического назначения, по виду и длительности контакта, соответствующих ISO 10993-1.

Использование методик имплантации in vivo для исследования биологической реакции тканей на изучаемый материал позволяет оценивать такие материалы, которые невозможно оценить, используя другие методы исследования.

При выборе методов исследования изучаемого материала исследователь должен учитывать его предполагаемое применение, а также рекомендации, содержащиеся в ISO 10993-1.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы исследования местного действия после имплантации материалов, предназначенных для использования в медицинских изделиях.

Настоящий стандарт применим к следующим материалам:

- твердые монолитные и биостабильные;

- деградируемые и (или) резорбируемые (рассасывающиеся);

- пористые материалы, жидкости, пасты и порошкообразные.

Исследуемые образцы имплантируют в участки тела и ткани животного, которые пригодны для оценки биологической безопасности материала. Предлагаемые имплантационные методы не предназначены для оценки механических или функциональных свойств материалов. Настоящий стандарт применим к медицинским изделиям, используемым местно по клиническим показаниям, для оценки реакции окружающих тканей при возможном нарушении целостности изделия.

Местное действие оценивают, сравнивая реакцию ткани, вызванную исследуемым материалом, с аналогичной реакцией для контрольных образцов из материалов, используемых в медицинских изделиях, биологическая безопасность и возможность клинического применения которых ранее установлена.

Задачами рассматриваемых методов исследования являются характеристика и динамика реакции тканей после имплантации медицинских изделий/биоматериалов, включая конечный результат процессов интеграции материала в окружающую ткань или его биодеградацию/резорбцию. В частности, для деградируемого/резорбируемого материала должно быть описано влияние процессов деградации на реакцию окружающих тканей.

Настоящий стандарт не касается исследований системной токсичности, канцерогенности, тератогенное или мутагенности. Тем не менее, проведение имплантации образцов в течение длительного периода времени для оценки их местного биологического действия может помочь выявить некоторые из вышеперечисленных отрицательных проявлений общего биологического действия.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ISO 10993-1:2003 Biological evaluation of medical devices - Part 1: Evaluation and testing (Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 1. Оценка и исследования)

ISO 10993-2 Biological evaluation of medical devices - Part 2: Animal welfare requirements (Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 2. Требования к обращению с животными)

ISO 10993-11 Biological evaluation of medical devices - Part 11: Tests for systemic toxicity (Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 11. Исследование общетоксического действия)

ISO 10993-12 Biological evaluation of medical devices - Part 12: Sample preparation and reference materials (Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 12. Приготовление проб и стандартные образцы)

ISO 10993-16 Biological evaluation of medical devices - Part 16: Toxicokinetic study design for degradation products and leachables (Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 16. Моделирование и исследование токсикокинетики продуктов деградации и вымывания)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ISO 10993-1, ISO 10993-2, ISO 10993-12, ISO 10993-16, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 деградация: Разрушение материала

[ISO 10993-9, подраздел 3.1]

3.2 продукты деградации: Продукты деградации материала, которые образовываются в результате разрыва химических связей или разрушения материала

[ISO 10993-16, подраздел 3.1]

3.3 биоматериал: Материал, контактирующий с биологическими средами живого организма при проведении исследований, лечении, восстановлении или замещении функций тканей или органов.

4 Основные положения об имплантационных методах исследования

4.1 Общие сведения

Важно детально планировать условия проведения исследований, чтобы полученные данные были сопоставимы для всех проведенных экспериментов и для каждого животного (см. ISO 10993-2, ISO 10993-11 и ISO 10993-16).

Все исследования на животных должны проводиться в помещениях, разрешенных для этих целей компетентными национальными учреждениями и соответствующих требованиям обращения с лабораторными животными. Эти исследования должны соответствовать международным стандартам проведения лабораторных исследований или другим известным системам контроля качества, соответствующим требованиям ISO 10993-2.

Условия этого подраздела прилагаются к методам исследований, изложенным в приложениях В, С и D.

4.2 Подготовка объектов исследования для имплантации

Исследуемые и контрольные образцы готовят к исследованию в соответствии с ISO 10993-12. Место имплантации и форму образца обосновывают и вносят в отчет. Виды образцов для имплантации в разные ткани описаны в приложениях В, С и D. Физико-химические характеристики имплантируемых образцов (такие как форма, плотность, твердость, свойства поверхности), влияющие на характер тканевого ответа, должны быть документированы и учтены при анализе полученных результатов.

Каждый имплантируемый образец должен быть изготовлен, очищен и подвергнут стерилизационной обработке в соответствии с технологией, используемой для конечного изделия, что отмечают в документации. После окончательной подготовки и стерилизации с имплантатами работают с особой осторожностью в асептических условиях для того, чтобы не допустить повреждение или контаминацию до или во время имплантации.

Материалы, используемые как матриксы (каркасы) для медицинской продукции в тканевой инженерии, не следует исследовать вместе с популяциями клеток, так как иммунная реакция клеток животного на клеточную составляющую такой продукции и реакция самих клеток при введении их животному могут мешать исследованию местной реакции ткани.

Компоненты композитных материалов (например, пломбировочных материалов и стоматологических цементов) можно смешивать и оставлять отверждаться до имплантации. Однако материалы, которые используются в изделиях после их полимеризации in situ, должны также использоваться при введении в место имплантации. Для исследования конкретного вида возможно использование особой процедуры подготовки образцов. Процедура подготовки образцов должна быть обоснована и документирована.

Немонолитные образцы, включая порошки, для исследования их местного действия после имплантации могут находиться в трубках, открытых с двух концов (см. ISO 10993-12, перечень материалов для исследования их в трубках). Исследуемый образец готовят в соответствии с инструкциями изготовителя и наполняют им трубку до верхнего края с особой осторожностью, чтобы исследуемый материал не попал на внешнюю поверхность трубки. Если контакт исследуемого материала с внешней поверхностью трубки произошел, то данный образец не имплантируют. Не допускается попадание воздуха в трубку. На поверхности исследуемого материала на концах трубки, а также на концах самой трубки не должно быть шероховатостей.

Примечание 1 - Общепринято использовать трубки из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) или политетрафторэтилена (ПТФЭ). Трубки из ПЭ могут деформироваться при автоклавировании. Трубки из ПТФЭ плохо поддаются разрезанию с помощью микротома, поэтому их заменяют трубками из ПЭ или ПП тех же размеров в случаях, когда трубки оставляют в блоках ткани для приготовления гистологических срезов.

Местную реакцию тканей, вызванную исследуемым материалом, оценивают в сравнении с реакцией для сходных контрольных образцов из материалов, используемых в медицинских изделиях, биологическая безопасность и возможность клинического применения которых установлена.

Примечание 2 - Для дальнейших действий см. ISO 10993-12.

Физико-химические свойства, такие как размеры, форма и, особенно, состояние поверхности контрольного и исследуемого образцов должны быть, по возможности, одинаковыми. Разница в свойствах контрольного и исследуемого образцов, должна быть обоснована и документирована. Если исследуемый материал заключен в трубку, то контрольный образец должен быть изготовлен из того же материала, что и трубка, диаметром, равным внешнему диаметру трубки. Выбор контрольного образца в виде трубки или стержня должен быть обоснован и документирован.

5 Методы исследования, основные аспекты

5.1 Природа тканей в области имплантации образцов

Исследуемый образец имплантируется в ткань, наиболее отвечающую области клинического применения материала. Должны быть обоснованы и документированы число образцов, вид ткани в зоне имплантации и место имплантации. Перечень методов исследований для различных мест имплантации приведен в приложениях В, С и D. Если выбраны другие места имплантации, то необходимо придерживаться основных научных положений для методов, изложенных в приложениях В, С и D, а также обосновать данный выбор.

Примечание 1 - Используемые методы для некоторых специфических стоматологических изделий см. в ISO 7405.

Для биодеградируемых/биорезорбируемых материалов место имплантации и окончания эксперимента отмечают удобным для идентификации способом. Рекомендуется использовать устойчивый и нетравматичный способ маркировки кожи или(и) маркировочный шаблон на месте имплантации образца. В некоторых случаях может быть использован отрицательный контрольный образец как маркер места имплантации. В исключительных случаях возможно проведение хирургической операции без имплантации образца, чтобы оценить влияние самой процедуры на реакцию тканей, что должно быть обосновано.

Примечание 2 - В качестве маркеров для обозначения мест имплантации биорезорбируемых образцов могут быть использованы нерассасывающиеся шовные нити или красители кожи.

5.2 Вид экспериментального животного

Все аспекты ухода за животными и их содержанием должны соответствовать положениям ISO 10993-2. Как правило, предпочтительнее мелкие лабораторные животные, такие как мыши, крысы, хомяки и кролики.

Применение крупных животных возможно при исследовании некоторых биоматериалов, но это требует научного обоснования.

При выборе вида лабораторных животных в соответствии с положениями ISO 10993-2, учитывают размеры имплантируемых образцов, число имплантатов на одно животное, предполагаемую длительность эксперимента с учетом продолжительности жизни животного, а также потенциально возможные различия биологической реакции твердых и мягких тканей на имплантацию материала.

Кратковременные исследования обычно проводят на мелких грызунах или кроликах. Для длительных экспериментов используют мелких грызунов, кроликов, собак, овец, коз, свиней и других подходящих животных с относительно большой продолжительностью жизни.

Перед началом исследований деградирующих материалов на животных необходимо рассмотреть имеющуюся информацию по деградации материалов в условиях in vitro. Для деградирующих материалов перед началом исследования на крупных животных должно быть предусмотрено проведение предварительных экспериментов на грызунах для предварительной оценки скорости деградации образца.

Образцы исследуемого и контрольного материалов имплантируют в одинаковых условиях животным одного вида, одного возраста, пола и породы в соответствующие анатомические участки. Число и размеры образцов, имплантируемых каждому животному, зависят от размера животного и анатомического положения имплантата. При возможности, образцы исследуемого и контрольного материалов должны быть имплантированы одному животному.

5.3 Продолжительность эксперимента

При выборе длительности имплантации образца следует исходить либо из времени его функционирования в клинической практике, либо эксперимент должен продолжаться до или после достижения устойчивой фазы биологической реакции.

Для биостабильных материалов время кратковременной имплантации в норме составляет от 1 до 4 недель, продолжительность длительных экспериментов превышает 12 недель. Местная биологическая реакция тканей на имплантируемый материал зависит как от свойств материала, так и от травмы, вызванной хирургическим вмешательством. Конфигурация ткани вокруг имплантата изменяется за время, прошедшее после имплантации. В течение первых двух недель после имплантации реакция тканей обусловлена самой процедурой хирургического вмешательства, которую трудно отделить от реакции на имплантируемый материал. В мышечной и соединительной тканях, в зависимости от вида животных и сложности хирургической операции, устойчивая фаза относительно популяции клеток наблюдается через 9 - 12 недель после имплантации. Имплантация в костную ткань может потребовать более длительных периодов наблюдения.

Длительность исследования имплантируемых деградируемых/резорбируемых образцов зависит от времени/скорости их деградации. В приложении А приведена основная информация для такого вида материалов. Перед началом исследований деградируемых материалов на животных и выбором продолжительности эксперимента необходимо оценить время деградации образца. Это может быть проведено в условиях/n vitro в реальном масштабе времени, при ускоренных испытаниях или, в некоторых случаях, рассчитано с помощью математического моделирования.

Местную реакцию тканей оценивают для нескольких стадий (фаз) процесса деструкции имплантатов:

- фаза отсутствия или минимальной деградации образца, как правило, от 1 до 12 недель после его имплантации;

- фаза обнаружения достоверной деградации образца;

- фаза достижения устойчивой биологической реакции, связанной либо с восстановлением нормальной структуры тканей, или с полной деградацией образца.

При отсутствии полной деградации/рассасывания образцов или восстановлении нормальной структуры и функции тканей необходимо получение дополнительных данных, позволяющих характеризовать местную реакцию тканей после имплантации.

Примечание - При проведении экспериментов в условиях in vivo необходимы продолжительные исследования, иногда, более 1 года. Может потребоваться дополнительное число животных для увеличения сроков имплантации в случаях, когда процесс деградации образца не завершился в ожидаемый исследователями период времени.

Несмотря на то, что настоящий стандарт не включает в себя вопросы системной токсичности, рассматриваемые в ISO 10993-11, рекомендуется учитывать информацию, получаемую при проведении исследований настоящего стандарта, относящуюся к системной токсичности.

По окончании каждой стадии эксперимента животных умерщвляют, руководствуясь положениями ISO 10993-2. В некоторых специальных случаях можно использовать общую анестезию для извлечения образцов, что должно быть обосновано и документировано.

Продолжительность исследования при длительной имплантации в зависимости от вида животного приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Выбор продолжительности имплантации при длительных исследованиях

Вид животных	Время имплантации, недели
	12	26	52	78	(104)*
Крысы	X	X	-	-	-
Морские свинки	X	X	-	-	-
Кролики	X	X	X	X	-
Собаки	Х	Х	Х	Х	Х
Овцы	X	X	X	X	X
Козы	X	X	X	X	X
Свиньи	X	X	X	X	X
* В зависимости от предполагаемого применения исследуемого материала необязательно использовать все предлагаемые периоды исследования (см. ISO 10993-12). Так, продолжительность исследования 104 недели может быть интересна только в отдельных случаях.

5.4 Условия хирургического вмешательства и эксперимента

Имплантацию образцов следует выполнять под общей анестезией. Если используется анестезия другого вида, то данный выбор должен быть обоснован и удовлетворять требованиям ISO 10993-2. Специфические объяснения и описание техники операции для подкожной, внутримышечной или внутри-костной имплантации приведены в приложениях В, С и D соответственно.

Число имплантатов на одно животное и число животных на период исследования приведены в приложениях В, С и D. Следует имплантировать достаточное число образцов для того, чтобы оценка полученных результатов по конечному числу имплантатов была достоверна.

Хирургическая техника может оказать значительное влияние на результаты имплантационного исследования. Хирургическую процедуру следует проводить в стерильных условиях способом, уменьшающим вероятность травмы на участке имплантации. Волосяной покров в области операции удаляют стрижкой, бритьем или другим механическим способом. Этот участок обрабатывают соответствующим антисептическим раствором. Необходимо быть уверенным, что имплантат или раневая поверхность не контактирует с шерстью. После хирургической процедуры рану закрывают, используя зажимы или швы, проявляя осторожность для поддержания условий стерильности.

За каждым животным наблюдают в течение всего периода исследования и регистрируют данные о любых патологических признаках, включая местные и системные реакции, отклонения в поведении животных, их потенциальное влияние на результаты исследований.

Необходимы измерения массы животных в выбранные интервалы времени как индикатора состояния здоровья животного.

Использование анальгетиков в постоперационном периоде должно соответствовать требованиям ISO 10993-2.

По окончании эксперимента эвтаназию животных осуществляют с помощью высокой дозы анестетика или другим гуманным способом, соответствующим требованиям ISO 10993-2.

5.5 Оценка результатов

5.5.1 Общие сведения

Оценивают биологическую реакцию путем классификации и документирования макроскопической и гистологической реакций в исследуемые интервалы времени имплантации. Проводят сравнение тканевых реакций в ответ на имплантацию исследуемого образца с биологическим ответом на контрольный образец или "ложную" имплантацию.

Примечание - Примеры систем оценок приведены в приложении D и в библиографии.

Сравнение реакций, вызванных исследуемым и контрольным образцами, проводят на участках, одинаковых по отношению к каждому имплантату, чтобы влияние относительного смещения между имплантатом и тканью было минимальным.

Для образцов цилиндрической формы выбирают их среднюю часть. Для имплантатов цилиндрической формы с прорезями - центральные части между прорезями, а также между плоскими поверхностями имплантата.

При окончании каждого исследования число образцов, необходимых для дальнейших исследований, должно соответствовать требованиям приложений В, С и D. Образцы для анализа должны быть получены, по крайней мере, от трех животных.

5.5.2 Макроскопическое исследование

Исследуют возможные изменения нормальной структуры ткани каждого участка имплантации с помощью оптической линзы. Оценивают также состояние региональных лимфатических узлов Tilney [32]. Регистрируют вид и степень проявления обнаруженных реакций ткани, такие как гематомы, отеки, образование рубцов и (или) другие выраженные отклонения. Отмечают наличие, форму и локализацию имплантата, включая возможные остатки деградируемого материала. Для документирования необходимо фотографировать места имплантации.

В дополнение к осмотру участков имплантации следует обратить внимание на состояние здоровья животного или его реакцию на имплантат, для полного анализа проводят вскрытие трупа.

5.5.3 Извлечение имплантата и подготовка образцов тканей

После гуманной эвтаназии животного вырезают имплантат вместе с достаточным количеством окружающей его ткани для оценки местной тканевой реакции. Если имплантируемый образец невозможно обнаружить (деградируемый/резорбируемый материал), то образец нормальной ткани вырезают вокруг отмеченного места имплантации на расстоянии нескольких миллиметров. При исследовании биостабильных имплантатов необходимо осуществить забор лимфатических узлов, служащих индикаторами патологических процессов. При исследовании биодеградируемых имплантатов также необходим забор лимфатических узлов для возможного обнаружения в них продуктов деструкции материалов.

Примечание - Необходимо заметить, что у некоторых видов животных не всегда удается обнаружить лимфатические узлы.

При обнаружении отклонений в здоровье животного, выраженных патологических процессов или в случае, если протоколом эксперимента предусмотрена оценка системной токсичности, возможен забор других внутренних органов.

Для проведения гистологических исследований вырезанные участки ткани обрабатывают по принятой стандартной схеме: фиксация, размельчение, приготовление блоков, изготовление срезов и их окраска. В отчет записывают расположение имплантата, число срезов и их форму.

При использовании традиционных методик выделенный образец ткани с имплантатом вскрывают до или после обработки консервантом и регистрируют в отчете состояние поверхности имплантата и окружающих его тканей. Необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не повредить ткани, прилежащие к поверхности имплантата.

При исследовании поверхности раздела имплантата и ткани предпочтительно применять твердый пластик для формирования блоков образца ткани с имплантатом in situ. Для приготовления гистологических срезов используют соответствующие методики.

Необходимо продемонстрировать, что методика подготовки блоков с использованием пластика не вызывает значительных изменений структуры ткани, прилегающей к поверхности имплантата.

Примечание - Дл