陳佳君國立台北科技大學

1041011

10993

2015生醫產業商品化人才培訓系列課程

醫療器材 (Medical Device)

藥事法第13條醫療器材係用於診斷治療減輕直接預防人類疾病調節生育或足以影響人類身體結構及機能且非以藥理免疫或代謝方法作用於人體以達成其主要功能之儀器器械用具物質軟體體外試 劑及其相關物品

藥事法第4條本法所稱之藥物係指藥品及醫療器材

治療疾病 減輕疾病 直接預防疾病

影響身體結構機能

調節生育診斷疾病

XX光機光機血糖機血糖機

血管支架血管支架 紅外線燈紅外線燈冷熱敷包冷熱敷包

保險套保險套醫用口罩醫用口罩

子宮內避孕器子宮內避孕器 牙科植體牙科植體隱形眼隱形眼鏡鏡

生醫材料(Biomaterials Biomedical materials)

用於醫療器材中預期與生物系統發生作用的非活性材料hellip

--- ReferenceRatnar B D et al

Biomaterials Science An Introduction to materials in medicine2nd ed San Diego Elsevier 2004

醫療器材醫療器材

生醫材料

臨床需求

研究發展

設計

臨床前評估

臨床試驗

上市申請

量產

銷售與通路

售後服務

醫療器材之臨床前評估

1 32 4 5 6 7 8

Life cycle of Medical Device

確保醫材正常運作確保醫材正常運作

對人體或環境安全性對人體或環境安全性

維持醫材之效能與品質維持醫材之效能與品質

穩定性穩定性

安全性考量

生物相容性

Biocompatibility is the ability of a biomaterialsto perform with an appropriate host responsein a specific application

生物相容性

指材料在特定的實際應用中引起適當的宿主反應和材料反應的能力 當醫療器材生醫材料植入生物體中不會產生毒性反應與嚴重的發炎

且能使周圍組織正常生長被植入的生物體也能存活此器材材料就具有一定程度的生物相容性

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

材料對宿主反應

BiocompatibilityBiocompatibility

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

(材料反應)即活體對材料的作用包括生物環境對材料的腐蝕降解磨損和性質退化甚至破壞

材料對宿主反應

宿主對材料反應

生物相容性概念

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

醫療器材 (Medical Device)

藥事法第13條醫療器材係用於診斷治療減輕直接預防人類疾病調節生育或足以影響人類身體結構及機能且非以藥理免疫或代謝方法作用於人體以達成其主要功能之儀器器械用具物質軟體體外試 劑及其相關物品

藥事法第4條本法所稱之藥物係指藥品及醫療器材

治療疾病 減輕疾病 直接預防疾病

影響身體結構機能

調節生育診斷疾病

XX光機光機血糖機血糖機

血管支架血管支架 紅外線燈紅外線燈冷熱敷包冷熱敷包

保險套保險套醫用口罩醫用口罩

子宮內避孕器子宮內避孕器 牙科植體牙科植體隱形眼隱形眼鏡鏡

生醫材料(Biomaterials Biomedical materials)

用於醫療器材中預期與生物系統發生作用的非活性材料hellip

--- ReferenceRatnar B D et al

Biomaterials Science An Introduction to materials in medicine2nd ed San Diego Elsevier 2004

醫療器材醫療器材

生醫材料

臨床需求

研究發展

設計

臨床前評估

臨床試驗

上市申請

量產

銷售與通路

售後服務

醫療器材之臨床前評估

1 32 4 5 6 7 8

Life cycle of Medical Device

確保醫材正常運作確保醫材正常運作

對人體或環境安全性對人體或環境安全性

維持醫材之效能與品質維持醫材之效能與品質

穩定性穩定性

安全性考量

生物相容性

Biocompatibility is the ability of a biomaterialsto perform with an appropriate host responsein a specific application

生物相容性

指材料在特定的實際應用中引起適當的宿主反應和材料反應的能力 當醫療器材生醫材料植入生物體中不會產生毒性反應與嚴重的發炎

且能使周圍組織正常生長被植入的生物體也能存活此器材材料就具有一定程度的生物相容性

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

材料對宿主反應

BiocompatibilityBiocompatibility

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

(材料反應)即活體對材料的作用包括生物環境對材料的腐蝕降解磨損和性質退化甚至破壞

材料對宿主反應

宿主對材料反應

生物相容性概念

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生醫材料(Biomaterials Biomedical materials)

用於醫療器材中預期與生物系統發生作用的非活性材料hellip

--- ReferenceRatnar B D et al

Biomaterials Science An Introduction to materials in medicine2nd ed San Diego Elsevier 2004

醫療器材醫療器材

生醫材料

臨床需求

研究發展

設計

臨床前評估

臨床試驗

上市申請

量產

銷售與通路

售後服務

醫療器材之臨床前評估

1 32 4 5 6 7 8

Life cycle of Medical Device

確保醫材正常運作確保醫材正常運作

對人體或環境安全性對人體或環境安全性

維持醫材之效能與品質維持醫材之效能與品質

穩定性穩定性

安全性考量

生物相容性

Biocompatibility is the ability of a biomaterialsto perform with an appropriate host responsein a specific application

生物相容性

指材料在特定的實際應用中引起適當的宿主反應和材料反應的能力 當醫療器材生醫材料植入生物體中不會產生毒性反應與嚴重的發炎

且能使周圍組織正常生長被植入的生物體也能存活此器材材料就具有一定程度的生物相容性

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

材料對宿主反應

BiocompatibilityBiocompatibility

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

(材料反應)即活體對材料的作用包括生物環境對材料的腐蝕降解磨損和性質退化甚至破壞

材料對宿主反應

宿主對材料反應

生物相容性概念

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

臨床需求

研究發展

設計

臨床前評估

臨床試驗

上市申請

量產

銷售與通路

售後服務

醫療器材之臨床前評估

1 32 4 5 6 7 8

Life cycle of Medical Device

確保醫材正常運作確保醫材正常運作

對人體或環境安全性對人體或環境安全性

維持醫材之效能與品質維持醫材之效能與品質

穩定性穩定性

安全性考量

生物相容性

Biocompatibility is the ability of a biomaterialsto perform with an appropriate host responsein a specific application

生物相容性

指材料在特定的實際應用中引起適當的宿主反應和材料反應的能力 當醫療器材生醫材料植入生物體中不會產生毒性反應與嚴重的發炎

且能使周圍組織正常生長被植入的生物體也能存活此器材材料就具有一定程度的生物相容性

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

材料對宿主反應

BiocompatibilityBiocompatibility

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

(材料反應)即活體對材料的作用包括生物環境對材料的腐蝕降解磨損和性質退化甚至破壞

材料對宿主反應

宿主對材料反應

生物相容性概念

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

安全性考量

生物相容性

Biocompatibility is the ability of a biomaterialsto perform with an appropriate host responsein a specific application

生物相容性

指材料在特定的實際應用中引起適當的宿主反應和材料反應的能力 當醫療器材生醫材料植入生物體中不會產生毒性反應與嚴重的發炎

且能使周圍組織正常生長被植入的生物體也能存活此器材材料就具有一定程度的生物相容性

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

材料對宿主反應

BiocompatibilityBiocompatibility

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

(材料反應)即活體對材料的作用包括生物環境對材料的腐蝕降解磨損和性質退化甚至破壞

材料對宿主反應

宿主對材料反應

生物相容性概念

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物相容性

指材料在特定的實際應用中引起適當的宿主反應和材料反應的能力 當醫療器材生醫材料植入生物體中不會產生毒性反應與嚴重的發炎

且能使周圍組織正常生長被植入的生物體也能存活此器材材料就具有一定程度的生物相容性

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

材料對宿主反應

BiocompatibilityBiocompatibility

(宿主反應)材料植入生物體中是否會產生毒性反應與嚴重的發炎 周圍組織是否正常生長 生物體否也能存活

(材料反應)即活體對材料的作用包括生物環境對材料的腐蝕降解磨損和性質退化甚至破壞

材料對宿主反應

宿主對材料反應

生物相容性概念

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物相容性概念

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

前言

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

主要是判斷醫療器材所使用的材料是否有潛在毒素這些毒素在器材接觸到人體後釋放出來是否造成人體傷害或疾病helliphellip

Effectiveness

決定因素 醫療器材生醫材料之化學特性 降解產物 萃出溶出物(leachables)

將器材的風險降低到最低的程度

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

簡介

1986 年 美 國 加 拿 大 與 英 國 共 同 制 定 「 Tri-party Bio-compatibilityGuidance for Medical Devices」作為審查醫療器材生物學評估的審查依據

1992年國際標準化組織公佈ISO 10993-11992Biological evaluation ofmedical devices Part 1Evaluation and testing

FDAPMA 「 Blue book memorandum G95-1 Use of InternationalStandard ISO 10993 Biological evaluation of medical device part 1Evaluation and testing」

ISO 10993-12009Cor 12010醫療器材生物相容性國際標準

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物相容性參考標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

國際標準

- ISO 10993 httpwwwisoorgisoiso_cataloguehtm

- ASTM F748-95 httpwwwastmorg

- FDA Guidance documents (G95-1) httpwwwfdagovcdrhg951html

- CNS 143932004 httpwwwcnsonlinecomtw

國家標準

(CNS 14393標準及FDA (G95-1)均引用ISO 10993 標準)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993 - 概論

「醫療器材生物相容評估」標準係針對醫療器材與材料所訂出評估生物安全性的全部規範文件醫療器材與材料應用於人體(包括臨床測試)之前經過本系列之評估確認其生物安全性後方才能使用

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

考慮醫療器材材料的化學特性與人體接觸的性質程度頻率與時間 該標準已被歐洲和美國採用為國家標準是當今世界醫療器材生物性評估

的最新潮流亦是目前最完整的生物性評估標準

適用範圍

僅限間接或直接與人體接觸之醫療器材評估其生物相容性

不包含未與人體間接直接接觸之醫療器材或因機械故障造成之生物性危害

不適用於醫療器材之材料需與組織作用才能產生功能之醫療器材評估

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993-12009

ISO 10993-22006

ISO 10993-32003

ISO 10993-42002Amd 12006

ISO 10993-52009

ISO 10993-62007

ISO 10993-72008Cor 12009

ISO 10993-82000

ISO 10993-92009

ISO 10993-102010

Evaluation and testing within a risk management process 風險管理程序內之評估與試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 2 Animal welfarerequirements 動物福祉要求條件

Biological evaluation of medical devices -- Part 3 Tests for genotoxicitycarcinogenicity and reproductive toxicity 基因毒性致癌性與生殖毒性之試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 4 Selection of tests forinteractions with blood 與血液交互作用試驗之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 5 Tests for in vitrocytotoxicity 體外細胞毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 6 Tests for local effectsafter implantation 植入後局部反應試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 7 Ethylene oxidesterilization residuals 氧化乙烯滅菌之殘留物

Biological evaluation of medical devices -- Part 8 Selection andqualification of reference materials for biological tests 試驗參照樣品之選擇

Biological evaluation of medical devices -- Part 9 Framework foridentification and quantification of potential degradation products 潛在降解產物的鑑定與量化之架構

Biological evaluation of medical devices -- Part 10 Tests for irritation andskin sensitization 刺激性與皮膚過敏試驗

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993 ndash 文件

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993-112006

ISO 10993-122007

ISO 10993-132010

ISO 10993-14 2001

ISO 10993-152000

ISO 10993-162010

ISO 10993-172002

ISO 10993-182005

Biological evaluation of medical devices -- Part 11 Tests for systemictoxicity 全身毒性試驗

Biological evaluation of medical devices -- Part 12 Sample preparation andreference materials 樣本製備與參考材料

Biological evaluation of medical devices -- Part 13 Identification andquantification of degradation products from polymeric medical devices 高分子降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 14 Identification andquantification of degradation products from ceramics 陶瓷降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 15 Identification andquantification of degradation products from metals and alloys 金屬與合金降解產物的鑑定與量化

Biological evaluation of medical devices -- Part 16 Toxicokinetic studydesign for degradation products and leachables 降解產物與可溶出物的毒物動力學實驗設計

Biological evaluation of medical devices -- Part 17 Establishment ofallowable limits for leachable substances 可溶出物允許限量之制定

Biological evaluation of medical devices -- Part 18 Chemicalcharacterization of materials 材料的化學特性描述

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993 ndash 文件

ISOTS 10993-192006

ISOTS 10993-202006

Biological evaluation of medical devices -- Part 19 Physico-chemicalmorphological and topographical characterization of materials 材料的物理化學形態學與形貌學之特性描述

Biological evaluation of medical devices -- Part 20 Principles andmethods for immunotoxicology testing of medical devices 醫療器材免疫

毒理學試驗之原理與方法

ISOTS Technical SpecificationA normative document representing the technical consensuswithin an ISO committee

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993 ndash 文件分類

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物學評估考慮項目

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

考慮項目製造的原料

預定添加劑程序過程之汙染物與殘留物 (如 EO殘留物)

可溶出物

降解產物 (如生物可降解醫材高分子等材料降解物)

最終產品之其他成分與其交互作用

最終產品之特性

最終產品之物理特性包括(不限於)孔隙度形狀與表面形態等

先確認材料的化學成分與化學特性描述 (ISO 10993-18)如果器材的物理效應會影響生物相容性則應列入考慮 (ISO 10993-19)對於植入體內器材除了需要評估全身反應外也需執行局部反應的風險評估

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993-18 敘述化學特性

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993-18 敘述化學特性

特性描述步驟特性描述步驟

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

應以逐步執行步驟產生化學特徵數據包含5個執行步驟與

相關風險評定流程hellip

a) 步驟1 ndash 定性資料

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量資料

d) 步驟4 ndash 定量風險評定

e) 步驟5 ndash 評估化學物質的臨床暴露

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993-19 材料的理化型態與貌相特性

特性描述步驟特性描述步驟

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

本程序包括下列步驟hellip

a) 步驟1 ndash 定性的訊息

b) 步驟2 ndash 材料對等性

c) 步驟3 ndash 定量的訊息

d) 步驟4 ndash 定量判定

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

醫療器材之生物性評估流程

開始器材是否與

人體直接接觸或間接接觸

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

1製造2人體接觸3滅菌

器材是否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

否 否

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

否 否

是

是

否

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993 ndash 實際試驗

架構 ISO 10993-1 本系列標準的總指揮包含評估通則及如何選試驗項目

動物保護 ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

衰解產物可濾出物生物衰解材料化學特性

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

一醫療器材生物學評估架構與原則二材料特性與實質對等

三實際試驗

確保試驗系統的正確性參考材料試驗樣本

ISO 10993-8 採用參考材料的要求ISO 10993-12 樣品製備參考材料選擇

ISO 10993-2 基於尊重生命的訴求本標準規定對待動物的本要求

ISO 10993-9 降解評估ISO 10993-13 高分子ISO 10993-14 陶瓷ISO 10993-15 金屬合金ISO 10993-16 毒性動力學實驗設計ISO 10993-17 可濾出物允許極限訂定ISO 10993-18 敘述化學特性ISO 10993-19材料的理化形態與貌相特性

滅菌殘留 ISO 10993-7 規定醫材經亞化乙烯滅菌後殘留的允極限檢驗方式與決定器材可否放行方法

評估試驗項目

ISO 10993-3 基因毒性致癌性生殖毒性ISO 10993-4 血液相容性ISO 10993-5 體外細胞毒性ISO 10993-6 植入試驗ISO 10993-10 過敏性刺激性皮內試驗ISO 10993-11 系統毒性急毒性慢性毒性 亞急性毒性ISO 10993-20醫療器材免疫毒性試驗方法與原則

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

實際試驗考量項目

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

Thickness (mm) Extraction ratio(surface area or massvolume) plusmn10

a) 試驗材料已滅菌最終產品

b) 試驗程序醫材表面積與人體大小之相對關係

c) 溶劑與萃取條件極性溶劑(水生理食鹽水)非極性溶劑(植物油)

極性混合溶劑其他(含血清之細胞培養液)萃取條件(溫度時間)

ISO 10993-12

d) 對照組陽性對照組陰性對照組

lt 05 6 cm2 ml

05 ~ 1 3 cm2 ml

gt 1 125 cm2 ml

Irregularly shaped devices 02 gml (solid) or 01 gml (porous)

應符合目前適用的最佳實驗室品質規範 (GLP ISO 17025)試驗結果應具有可再現性與可重複性

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

試驗物質處理與對照物質

萃取條件bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

ISO 10993-12 Sample preparation and reference materials

萃取溶濟bull 37plusmn1 for 24plusmn2 h

bull 37plusmn1 for 72plusmn2 h

bull 50plusmn2 for 72plusmn2 h

bull 70plusmn2 for 24plusmn2 h

bull 121plusmn2for 1plusmn01 h

試驗物質表面積與溶劑比例標準

對照材料選用

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

醫療器材分類

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

醫療器材分纇之主要依據

與身體接觸〝方式〞

與身體接觸〝時間〞

兩參數決定生物學評估試驗項目

醫療器材應根據接觸人體的本質(分成表面器材體外連通器材植入器材)及時間長短加以分類

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

醫療器材分類 ndash 接觸人體的本質

未涵蓋在ISO 10993範圍內

體外義肢固定膠布壓迫性繃帶監測器

皮膚 黏膜 受傷表面

隱形眼鏡腸內醫材牙科填充物

敷料癒合之醫材封閉型貼片

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

不接觸人體

接觸體表

人工血管心臟瓣膜心室輔導器體內藥物輸送導管

心律調節器藥物供應器人工肌腱結紮夾乳房植入物

組織(液)骨頭

骨釘骨板骨頭替代物人工關節骨骼內醫材

血液

只與完整體表接觸

只與完整黏膜接觸

只與受傷體表接觸

體液輸入套轉接套血液輸注套

血液路徑 組織 骨 牙 血液循環

腹腔鏡關節鏡牙科填充物皮膚用釘針

血管內導管透析器充氧氣免疫吸附劑

與某一點血液路徑接觸

與組織骨頭牙齒接觸

與血液循環接觸

不接觸人體

接觸體表

體外連通

植入體內

醫材接觸

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

思考

氣管

導尿管

氣管

導尿管

分類

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

醫療器材分類 ndash 接觸時間

短期接觸24小時

接觸時間

長期接觸

≦≦24hr24hr 單次多次使用或接觸

30天長期接觸

永久接觸

24hr~30d24hr~30d 單次多次長期使用或接觸

＞＞30d30d 單次多次長期使用或接觸

如果一種材料之使用超過一種分類則須採取較嚴謹的測試要求 多次接觸之器材則歸類時需考慮潛在的累積效應

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物性評估試驗選擇

初步評估試驗

醫療器材與身體接觸

試驗項目

細胞毒性ISO 10993-5

致敏性ISO 10993-10

急性毒性ISO 10993-11

亞急性毒性ISO 10993-11

植入ISO 10993-6

血液相容性ISO 10993-4

皮內反應ISO 10993-10

刺激性ISO 10993-10

初步評估試驗

生物可降解性ISO 10993-9

生殖發育毒性ISO 10993-3

致癌性ISO 10993-3

慢性毒性

ISO 10993-11

補充性評估試驗

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993 - 生物評估試驗項目表

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

FDA

+ISO

oplusadditional test for FD

A

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

基本生物安全性評估測試

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

醫療器材分類 生物效應

依與身體接觸性質

依接觸時間

短期 ≦24h長期 24h-30天永久 ＞30天

初步評估試驗 補充評估試驗細胞毒性

致敏性

刺激性或

皮內反應

全身性毒性

(

急性)

亞慢性毒性

(

亞急性毒性)

基因毒性

植入血液相容性

慢性毒性

致癌性

生殖及發育

生物可降解性

分類 接觸部位 舉例

接觸體表之器材

皮膚 各種電極體外義肢固定用膠布壓迫性繃帶及監視器熱敷墊

≦24h

24h~30天

＞30天

黏膜隱形眼鏡導尿管腸內醫療器材氣管支管牙內填料齒列矯正醫材

≦24h

24h~30天 oplus oplus oplus＞30天 oplus oplus oplus

受傷體表 用於潰瘍燒傷及肉芽組織之敷料或癒合醫材及封閉性貼布

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

體外連通之器材

非直接之血液路徑

體液輸入套(裝置) 轉接套延伸套及血液輸注套(裝置)

≦24h

24h~30天

＞30天 oplus oplus

組織骨頭牙質

腹腔鏡關節鏡引流系統牙科用黏粉皮膚用釘針及牙科填充物

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus oplus

循環血液血液內導管充氧氣透析器及其配件血液吸附器免疫吸附器暫時性心律調整器

≦24h oplus

24h~30天 oplus oplus

＞30天 oplus

植入器材骨頭組織

骨釘骨板人工關節心臟節律器藥物供應器乳房植入物人工肌腱結紮夾

≦24h oplus24h~30天 oplus oplus oplus

＞30天 oplus oplus oplus

血液心臟節律器的電極心臟瓣膜人工血管體內藥物輸送導管心室輔助器材人工動靜脈廔管

≦24h

24h~30天 oplus

＞30天

細胞毒性

刺激或皮內反應

過敏反應

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性 CytotoxicityISO10993-5

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

細胞毒性試驗

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

細胞毒性試驗為體外( in vitro)試驗係採用哺乳動物的細胞於生物體外把測試樣品利用不同接觸方式接觸細胞隨後檢測細胞之生物參數此試驗可以測試醫療器材材料或其萃取物所引起之生物反應hellip

細胞毒性試驗細胞毒性試驗 ((CytotoxicityCytotoxicity))

ISO 10993-5 Test for in vitro Cytotoxicity

纖維母細胞 (L929hellip)

直接接觸模式 間接接觸模式

培養時間gt24小時

正負控制組

定性及定量評估容易培養與動物實驗相關性佳纖維母細胞(fibroblasts)存在於傷口

建議採用細胞株 L929 3T3hellip

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

細胞毒性試驗評估方法

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

直接接觸試驗(Direct contact test)

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

試驗材料參考對照 材料

材料凝膠層

瓊脂擴散試驗(Agar diffusion test)

材料

直接接觸試驗(Direct contact test)

材料

萃取試驗(Elution test)

試驗

方式

評估

方式 定性

定量

細胞型態細胞溶解空泡形成剝離性細胞膜完整顯微鏡檢察

(必要時可採細胞染色)

量測細胞死亡細胞抑制成長細胞增殖或菌落形成等參數

ASTM F895-84 ASTM F813-07

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

直接接觸萃取試驗

生醫材料

直接接觸試驗生醫材料

萃取試驗

試驗樣品為試驗材料萃取液可用於定性與定量判別細胞毒性使細胞直接接觸試驗樣品或對照樣品符合規定培養時間(＞24h)後測定細胞的生物學反應hellip

單層緊密的細胞層

細胞型態bull 形狀改變(變圓或破碎)bull 細胞死亡bull 細胞無法貼附

生醫材料

生醫材料

接觸24h以上37

生醫材料

接觸24h以上37

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

瓊脂擴散試驗

凝膠層

試驗樣品 為試 驗材料 可用 於定性判 別細 胞毒性 試驗 樣品不直 接接 觸細胞將試驗樣品 放於 瓊脂膠上 其 可濾出物 質擴 散通過瓊 脂達 到細胞 符合 規定培養時間(24h~72h)後從瓊脂上小心取下樣品之前與之後皆檢測細胞毒性並與試驗前觀測結果比較為方便檢測通常會利用活體染色劑染細胞以利觀察hellip

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

生醫材料凝膠層

培養24h~72h37

細胞染色

化學物質經由凝膠擴散至細胞層

染劑標示健康細胞

未上色的死亡細胞成環狀包圍試驗材料

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

細胞毒性定性觀察試驗

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

顯微鏡檢查細胞顯微鏡檢查細胞評估評估

細胞毒性等級 說明

無細胞毒性 (Nocytotoxic)

輕微細胞毒性 ( Mildly cytotoxic)

中度細胞毒性 ( Moderately cytotoxic)

重度細胞毒性 ( Severely cytotoxic)

0

1

2

3

細胞型態 細胞溶解 空泡形成 細胞剝離 膜完整性

試驗報告

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

細胞毒性定性定量反應分級

Qualitative Morphological Grading of Cytotoxicity

分級常見0~3級 0~4級 0~5級不等 目前可接受水平為≦ 2級 (即細胞存活率增殖≧ 50)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

細胞毒性試驗報告內容

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

試驗報告須包含下列細節內容

樣品描述

細胞株與選選擇之判斷

培養基

檢測方式與合理性

萃取步驟(如果適用)

如果可能報告濾出物質性質與濃度

陰性陽性及其他對照物

細胞反應與其觀察

結果評估所需其他相關數據

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激反應 IrritationISO10993-10

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

刺激性延遲過敏性試驗

刺激性 (irritation)

係指單次多次或持續性接觸試驗材料所引發的局部非特異性發炎反應 (localizednon-specific inflammatory response)會產生刺激性的物質稱之刺激(irritant)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

過敏性(delayed-type hypersensitization)

係指接觸過敏原激活特異性T-細胞居間的免疫系統在二次接觸過敏原而產生的遲發性過敏反應試驗材料能誘導特異性過敏在二次接觸時會產生過敏作用的物質稱過敏原(allergen)或過敏物質(sensitizer)

皮膚或黏膜

紅斑(erythema) 結痂(eschar) 水腫(oedema) 潰瘍(ulceration) 細胞壞死(necrosis)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

刺激性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

以適當模式中之適合的植入部位(皮膚眼睛黏膜等組織)來評估醫療器材材料及其萃取物之刺激性試驗方法系選擇合適的測試途徑及暴露或接觸待測物以測定醫療器材 材料及其萃取物之刺激性hellip

刺激性試驗刺激性試驗 (Irritation)(Irritation)

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

兔子(2Kg以上健康初成年白化兔)

選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜 皮內）

暴露或接觸待測物時間

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

動物皮膚刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

httpall-creaturesorganexrabbithtml

剃毛 包紮試驗材料

接觸

脊椎兩側

≧4小時

取下敷料貼片對接觸部位以永久性墨水標示範圍

剃毛部位

對照組(紗布)

對照組(紗布)

實驗組

實驗組

25mm2

25mm2

25mm2

25mm2

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

試驗材料注射

剃毛試驗材料

溶劑 脊椎兩側

動物皮內刺激試驗

試驗動物兔子 (2Kg以上健康初成年白化兔)

剃毛

12345

12345

12345

12345

樣品萃取液注射

控制組溶劑注射

每點注射02ml

剃毛部位

用以皮內注射之方式測試試驗材料萃取物對組織之局部影響此試驗方法用於不適合以皮膚或黏膜測試刺激性反應的材料

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

取下敷料貼片後

24h 72h48h

紅斑紅斑 水腫水腫

動物皮膚皮內刺激試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

多重複計算平均評分

httpwwwdevicelinkcom

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

眼刺激試驗

於皮膚刺激中已被認為具腐蝕性或嚴重刺激性之材料不得進行眼刺激試驗

試驗動物兔子 (2~3 Kg以上健康初成年白化兔)

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

50

One eye with test extract other eye with control extract

01 ml instillation (single dose) in conjunctival sac

Observation 1 24 48 and 72 hr after instillation

觀察眼睛角膜虹膜及結合膜等構造有無濁斑紅腫等異常現象

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

刺激性試驗 ndash 逐步試驗通則

體外刺激試驗(In vivo irritation test)

目前對皮膚刺激性評估尚未有精確有效之方法

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

人類皮膚試驗(Human skin irritation test)

額外試驗(Extra irritation test)

基本測試外之額外試驗無法取代動物人體皮膚試驗

皮內反應試驗刺激性試驗

口腔黏膜陰道陰莖直腸眼睛

動物皮膚試驗(Animal irritation test)

當試驗反應模稜兩可或難以辨認則需考慮行額外的試驗

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

受試部位 上臂外側 圓形貼片直徑至少18cm

15min30min

人體皮膚刺激試驗

受試者 18歲以上健康自願者 (女性無孕無餵食奶)

http wwwstopanimaltestscomfeatgtabody3asp

15min30min

1h2h3h4h

目前在以預測其對人體皮膚刺激性確認有害物質方面主要依賴實驗動物之使用然而由動物實驗之結果來推論人體反應仍有其問題存在因此對於若干人體高度曝露之化學品(諸如化粧品清潔劑)其危險評估經常是以人體皮膚之貼片試驗進行

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

皮內注射後

24h 72h48h

色素色素 水合作用水合作用

人類皮內刺激試驗觀察評估

評估反應程度

色素色素 水合作用水合作用

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏反應 SensitizationISO10993-10

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

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理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

過敏性試驗

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

使用適當實驗模式評估醫療器材材料及或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應因為暴露或接觸微量潛在的溶出物即會引起過敏或致敏反應因此適合進行此類試驗hellip

過敏性試驗過敏性試驗 ((HyperseneitivityHyperseneitivity))

ISO 10993-10 Test for Irritation andDelayed-type Hyperseneitivity

白天竺鼠(300~500g)

試驗模式選擇 最 大 化 試 驗 用 萃 取 液 混 入 佐 劑 於 特 定 部 位 皮 內 誘 發

七 天 後 進 行 局 部 誘 發 ( 4 8 h ) 十 四 天 後 進 行 考 驗 ( 2 4 h )

封 閉 試 驗 連 續 3 週 每 週 擇 連 續 3 天 每 次 六 小 時 以 敷貼 方 式 對 天 竺 鼠 進 行 誘 發 十 四 天 後 再 進 行 考 驗

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

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醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

主試驗(main test)

用萃取液混入佐劑於特定部位皮內誘發七天後進行局部誘發(48h)十四天後進行考驗(24h)

皮內誘發

1 局部誘發

2

試驗3

過敏性試驗 ndash 最大化試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

10SLS+試料

8cm2貼片(蓋住皮內注射部位)

皮內誘發

局部誘發

7 day

48h

14 day

24h前處理

剃毛 ABC

溶劑+佐劑

萃取液+佐劑萃取液

01ml

敷貼

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

主試驗(main test)

第一星期 第二星期 第三星期

誘發階段 考驗

連續3週每週擇連續3天每次六小時以敷貼方式對天竺鼠進行誘發十四天後再進行考驗

過敏性試驗 ndash 封閉貼片試驗

試驗動物白天竺鼠 (300~500g)

前處理

剃毛

萃取液敷貼

6h

24h

6h

24h

6h

24h 14 day

6h6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

24h

6h

第一星期 第二星期 第三星期

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

敷料貼片移除後

24h 48h

紅斑紅斑 水腫水腫

過敏性試驗觀察評估

紅斑紅斑 水腫水腫

評估反應程度

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 Implant EffectsISO10993-6

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

植入試驗 ndash 試驗對象

對象

1 接入組織(骨牙)時間超過24h的外部接入器械

2 植入組織(骨)超過24h的植入器械所有接觸血液的植入器械

應進行植入後局部反應試驗的器械或材料應進行植入後局部反應試驗的器械或材料

對於要進行植入後局部反應評價的器材或材料如果經證實其材料與已上市產品相同且表面結構和狀態也相同則不必進行植入後局部反應試驗

如果材料與已上市產品不同或表面結構和狀態不同則需要進行植入後局部反應試驗

如果無法確定醫療器材與已上市產品的異同也必須進行進行植入後局部反應試驗

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

植入試驗

ISO 10993-6 Tests for local effects after implantation

用來評鑑在預期的用途下以外科方式置入或植入器材或材料於組織之適當部位時活體組織在巨觀總體上與顯微學層面的局部病理效應

植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定植入部位與時間長短依據在人體上預期用途來決定

皮下植入 (Subcutaneous)

肌肉植入(Muscle)

骨植入(Bone)

植入部位

短期試驗 (12周以內)

長期試驗 (12周以上)

植入時間Muscle tissue from negative andpositive reacting implants

Minimalresponse

Severeresponse

httpwwwdevicelinkcommddiarchive9808013html

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

植入試驗 ndash 動物選擇

動物選擇

依試驗樣品大小試驗周期與動物壽命以及硬組織及軟組織在種屬間的差異性等因素選擇動物

觀察期選擇

短期試驗(皮下組織肌肉)小鼠大鼠天竺鼠兔子

長期試驗(皮下組織肌肉骨骼) 大鼠天竺鼠兔子狗羊豬或其他壽命較長動物

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

植入試驗 ndash 觀察時間點

短期試驗

長期試驗

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

裸鼠皮下植入試驗for reference

【15 days】 【27 days】

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

硬骨植入試驗for reference

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

軟骨植入試驗for reference

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

系統反應 Systemic EffectsISO10993-11

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

全身毒性試驗

對象

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

1 所有與血液直接或間接接觸的器械都要進行急性全身毒性評價

2 所有與血液接觸超過30d的器械接觸黏膜或損傷表面的時間超過30d的表面器械都要進行亞急性毒性和(或)亞慢性毒性評價

3 所有與血液接觸超過30d的器械植入組織或骨超過30d的植入器械應進行慢性毒性評價

標準

全身毒性試驗中的急性全身毒性試驗和熱源試驗在許多國家已有規範的標準方法試驗方法和結果判定基本一致亞急性毒性亞慢性毒性和慢性毒性性試驗目前尚無統一的標準各國對同一試驗的要求也有所不同

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

系統反應(全身毒性反應)

ISO 10993-11 Tests for systemic toxicity

適用於醫療器材組成成分是放置人體中可能造成全身毒性的評估方法

依醫材使用時間長短

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 急性毒性 (acute toxicity) lt 24 hours

bull 亞急(subacute) 14-28 days

bull 亞慢性毒性 (subacutesubchronictoxicity) up to 90 days

bull 慢性毒性 (chronic toxicity) gt 90 days

bull 口服 (oral)

bull 皮膚(dermal)

bull 口鼻吸入(inhalation)

bull 靜脈注射(intravenous)

bull 腹腔注射(intraperitoneal)

依投予方式不同

評估項目 死亡率體重攝食量臨床症狀hellip

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

全身毒性 常規觀察

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

全身毒性 ndash 血液組織病理分析

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

人體對生醫材料的生物反應區分

生物相容性 (biocompatibility) The quality of not having toxic or injurious effects on biological systemshellip

細胞反應(cellular response)

組織反應(tissue response)

系統反應(system response)

局部反應(local response)

血液反應(blood response)

免疫反應(immune response)

I 速發型超敏反應II 細胞毒性超敏反應III 免疫複合型超敏反應IV 延遲型超敏反應

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性Hemocompatibility

ISO10993-4

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

血液相容性試驗

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

對於接觸血液的醫療器材(不論接觸時間)建議考慮進行溶血性免疫性(補體

活性)和致血栓性(thrombogenicity)測試(間接血液接觸的醫療器材一般可

不需要進行補體活性和活體致血栓性測試)

溶血性測試建議依照ASTM F75616或相等方法(如美國國家衛生院(NIH)提

出的Autian法)來進行直接和間接(萃取)法

免疫性測試應妥善處理不同補體活性路徑此處建議使用既有測試法(例如

ELISA試驗)來評估體外直接接觸C3a與SC5b-9片段活性此外亦能使用相

等的補體測試法如ASTM F206519和ASTM F1984

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

血液相容性試驗 ndash 體外連通器材

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

血液相容性試驗 ndash 植入器材

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

體外連通器材試驗方法

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

植入器材試驗方法

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性 GenotoxicityISO10993-3

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

基因毒性

運用哺乳動物或非哺乳類細胞培養或其他技術已測定由器材材料或其萃取物引起的基因突變染色體變化與數目變化以及其他DNA或基因毒性

ISO 10993-3 Tests for genotoxicity carcinogenicity and reproductive toxicity

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

bull 安氏試驗或沙門氏菌逆突變試驗In vitro Ames testbull 染色體變異試驗In vitro Chromosomal aberrationbull 鼷鼠淋巴癌細胞TK分析In vitro Mouse lymphomabull 微核或小核試驗In vivo micronucleus

若傷害結果有產生細胞遺傳基因突然變異或染色體異常的陽性物質則為變異原性物質(mutagenicsubstance或mutagen)可能需要增做致癌性試驗(carcinogenicity)

方法(ISO 10993建議直接參照OEDC 文件)

OECD 經濟合作與發展組織（Organisation for Economic Co-operation and Development)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

基因毒性測試方法

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

Ames試驗

鼠傷寒沙門氏菌（Salmonella typhimurium）的組氨酸營養缺陷型（his－）菌株在含微量組氨酸的培養基中除極少數自發回復突變的細胞外一般只能分裂幾次形成在顯微鏡下才能見到的微菌落受誘變劑作用后大量細胞發生回復突變自行合成組氨酸發育成肉眼可見的菌落某些化學物質需經代謝活化才有致變作用在測試系統中加入哺乳動物微粒體酶①可彌補體外試驗缺乏代謝活化系統之不足鑒於化學物質的致突變作用與致癌作用之間密切相關故此法現廣泛應用於致癌物的篩選

利用微生物系統來檢測致癌物質及致突變物質是否存在的分析方法其原理是基於許多致癌物質可以和DNA 結合或是改變DNA 的鹽基而造成微生物的突變而設計

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性 CarcinogenicityISO10993-3

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

致癌性試驗

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

In vivo bioassay

Species rat mouse

Two year duration

Multiple dose groups

Histological tissue examination

Statistical analysis

Risk assessment

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖與發育毒性Re p r o d u c t i v e a n d d e v e l o p m e n t a l t o x i c i t y

ISO10993-3

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生殖毒性測試

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生殖與發育毒性試驗

以囓齒類動物及兔子為受試動物評估使用於懷孕前懷孕期及授乳期之生殖與發育毒性以提供瞭解該產品對生殖力胚胎毒性新生兒及母體授乳等影響及引起畸胎之可能性

試驗項目 試驗內容

以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

1 生殖一期試驗以囓齒類動物為受試動物在懷孕前與懷孕初期投予試驗物質評估其對雄雌兩性的生殖力受精卵之運送與著床率之影響

2 生殖二期試驗以囓齒類或兔子為受試動物於器官形成期(自胚胎著床至器官形成完全)投予試驗物質評估其對胚胎發育之影響及造成畸胎之可能性

3 生殖一三期試驗以囓齒類動物於器官形成後至授乳完全之階段投予試驗物質評估試驗物質對母體胚胎發育及新生兒之影響及引起畸胎之可能性

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗ISO10993-９

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物可降解性試驗

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

美國食品藥物管理局建議當器材採用生物降解設計時則於適用

動物模型上進行活體生物降解性試驗

ISO 10993-1標準規定應描述降解率影響參數且出具書面文件委

託者應提報降解率以及對降解器材之生物反應

若發現有中毒反應建議追加體外測試以判斷毒性來源例如可疑

化學物質等

美國食品藥物管理局建議委託者在進行生物降解性試驗前先與

醫療器材與輻射安全中心討論提議之測試內容確保研究設計適用

於評鑑潛在風險

送審時應提出收錄試驗計畫及列出降解產物特性的試驗報告等

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

常規試驗項目

試驗項目 試驗內容

細胞毒性試驗- MEM elution method

依據ISO10993-5 使用細胞培養技術測試由醫療器材或其萃取物引起之細胞死亡抑制細胞生長及其它效應利用 L929 纖維母細胞檢測樣品

血液相容性試驗- 溶血試驗

依據ISO10993-4ASTM在體外測試醫療器材或其萃取物對紅血球細胞破裂及血紅素的釋放程度

致敏性試驗- 天竺鼠極大化過敏性試驗- 天竺鼠封閉敷貼過敏性試驗

依據ISO10993-10以天竺鼠為受試動物評估醫療器材或其萃取物所引發之接觸性過敏或致敏性反應

刺激性試驗- 兔子皮膚刺激性試驗- 兔子眼睛刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物依據樣品使用之方式選擇合適的測試途徑(皮膚眼睛黏膜等)測定醫療器材或其萃取物之刺激性

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

皮內刺激性反應- 兔子皮內刺激性試驗

依據ISO10993-10以紐西蘭白兔為受試動物以皮下注入醫療器材或其萃取物藉由量測紅斑及其他皮膚反應評估主要的組織對器材的刺激效應

急性系統性毒性試驗- 急性系統性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物單次短期接觸醫療器材或其萃取物評估其潛在危害效應

重複劑量亞急性亞慢毒性試驗- 亞急亞慢毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物重覆接觸醫療器材或其萃取物(14天~90天)評估其潛在危害效應

慢性毒性試驗- 慢性毒性試驗

依據ISO10993-11藉由受試動物長期重覆接觸醫療器材或其萃取物(gt6個月)評估其潛在危害效應

熱原試驗- 兔子熱原試驗- LAL Test

依據USPlt151gt熱原試驗反應可測試由材料及細菌內毒素引起之熱原反應評估醫療器材或其萃取物注射於紐西蘭白兔體內後受試動物體溫之變異或以LAL test內毒素試驗進行評估

基因毒性試驗- 沙門氏桿菌回覆突變測試- 染色體變異試驗- 囓齒類動物周邊血液微核分析- 小鼠淋巴細胞瘤TK試驗

依據ISO10993-3以沙門氏桿菌或哺乳類細胞培養等技術評估醫療器材或其萃取物造成基因突變性染色體結構與數目之改變與其他DNA或基因毒性等

植入試驗- 肌肉植入- 皮下植入- 骨頭植入

依據ISO10993-6考量適當植入位置及測試時間將原料或成品植入適當部位或擬應用之組織部位開刀植入材料或成品的樣品以評估其局部活體組織之病理學效應包含整體及顯微層面的局部組織病理效應

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

思考

所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-2 適用於所有動物體內試驗hellip

不應增加執行動物體內試驗

從以前已執行的相關研究可以取得可用的結果

已存在的臨床前及臨床數據包括使用的安全歷史已符合生物學評估要求因此更多的動物試驗試不合倫理的

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

減免生物相容性試驗

每一種材料及最終產品之所有已知的潛在的生物危害源皆須考量但並不表示所有可能危害源皆需要進行實際試驗(參見第5 與6 條)

並非所有的醫療器材產品都必須實際進行生物相容性試驗

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

ISO 10993-12009 第6條提及

「評估可同時包括相關經驗探討與實際試驗如待評估器材使用的材料與另一項特定使用材料互相對等（Equivalent）且特定器材使用之材料已經過生物性評估確認則可不必進行實際測試」

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

減免生物相容性試驗

依據〝 醫療器材之系統性生物評估流程圖〞評估可減免之試驗項目

ISO 10993-1 提供一評估指引供醫療器材製造商選擇生物評估試驗時利用這份結構化的評估表以考量材料加工輔助物質以及人類使用歷史的所有訊息以降低額外試驗的必要性

開始 器材是否與人體直接接觸或

間接接觸器材是

否有相同性質

不適合進行生物性評估否

是

材料特性材料是否與

現行商品化器材相同

器材特性判別1 接觸性質2 接觸時間

生物性評估

選擇生物評估方法 試驗及或原由判定

符合 ISO 10993規定

充分證明及(或)有可提供之

試驗數據

最終評估

1製造2人體接觸

3滅菌

器材是否有相同性質

是

否否

是

是

否

是 是

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

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理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

減免生物相容性試驗 ndash 實質對等

材料已有長久應用於產品製造的前例當此材料在次應用於相關產品之製造時則無須進行生物性評估試驗

證實2項材質實質對等性

- 以材質證明減免

申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等

期刊論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行生物性評估試驗證實產品或材質在相同的接觸時間和接觸方式有充分的安全性

- 與已上市產品比較

- 引用科學文獻證明

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物相容減免 ndash A以材質證明減免

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

如植入骨骼軟組織用之合金或金屬材質符合ASTM F67ASTM F 75ASTM F 136等材質標準基於上述標準附錄所聲明「符合該項標準所列規格之材質植入人體骨骼及軟組織的歷史已超過10年以上可用以作為評估植入骨骼及肌肉用材質生體反應試驗之陰性對照物質」如產品使用該等材質得以符合該標準之材質證明免附生物相容性試驗報告

但如該等材質會接觸循環血流（如血管支架）風險程度提高則不得僅以材質證明替代生物相容性試驗報告

至於高分子的材質如塑膠類乳膠樹脂等由於沒有公定的標準參照亦無法依據標準的規格提出材質證明所以無法以此方式減免生物相容性試驗報告

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

Google

理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

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理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物相容減免 ndash B與已上市產品比較

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

擬申請產品與已核准上市的類似品為同製造廠可以證明2項材質對等（如使用相同材質同一材質供應商2項產品具有相同的製程使用相同滅菌方法同樣的身體接觸部位及接觸時間等）得以產品材質對照表原廠函件等方式提出評估說明即可減免生物相容性試驗報告

但必須注意的是製造廠說明兩項材質互相對等（Equivalent）的方式必須完整詳細合理且為科學性的論述

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

國立台北科技大學生醫材料工程跨領域研發中心httpwwwccntutedutw~biomat

附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

Attachment CBiocompatibility Flow Chart for the Selection of Toxicity Tests

A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

參考資料來源

ISO 10993

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理工科技顧問有限公司

醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

ISO 10993

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醫療器材臨床測試基準網站

醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

生物相容減免 ndash C引用科學文獻

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

引用如期刊文章論文教科書或製造廠內部對類似品或相同材質曾進行過的離體試驗[in vitro]動物試驗[in vivo]臨床報告證實產品或材質在相同的接觸時間[duration]和接觸方式[nature of contact]有充分的安全性

資料來源TFDA常見問答 發布日期2008-11-17

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

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附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

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A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

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醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

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醫療器材生物性評估第一部分評估與測試 (業界與食品藥物管理局人員指引文件草案2013)

重新進行生物性評估試驗

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

如有下列情形發生則材料或最終產品必須重新做生物學評估

用於產品製造的材料之來源或規格發生任何改變時

產品的配方程序主要包裝或滅菌方法有任何改變時

製造商說明書上任何改變或預期改變儲存期例如儲存期限且或運送之改變

產品的預期用途發生任何改變時

有證據顯示最終產品用於人體時會產生不良反應

執行生物學評估必須合併考慮器材製造所用材料主成分的本質與移動性以及其他資訊其他非臨床試驗臨床試驗與上市後經驗以作為全面性評估

一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

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Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

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A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

C Biocompatibility Flow Chart

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一般生物相容性測試考量要點

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

A 使用最終產品或代表樣本

B 原地聚合化與生物吸收性物質

C 醫療器材發生機械故障導致之生物反應

D 次微米或奈米科技成分

E 製備萃取物測試用樣本

F 單一樣本含有數種成分或物質

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附錄資料

Attachment ATable 1 ndash Initial Evaluation Tests for Consideration

Attachment BTable 2 ndash Supplementary Evaluation Tests for Consideration

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A Initial Evaluation Tests

B Supplementary Evaluation Tests

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B Supplementary Evaluation Tests

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B Supplementary Evaluation Tests

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B Supplementary Evaluation Tests

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C Biocompatibility Flow Chart

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