Upload
elena
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 1/47
Metode standardizatepentru evaluarea biologica
a dispozitivelor medicale
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 2/47
Dispozitive medicale
orice instrument, aparat, echipament,
material sau alt articol, utilizat singur
sau in combinatie, impreuna cu orice
accesoriu, inclusiv software-ul necesar
functionarii corespunzatoare a acestuia,
destinat de producator sa fie folositpentru om, in scop de:
a) diagnosticare, prevenire,
monitorizare, tratament sau ameliorare
a unei afectiuni sau a unei leziuni;
b) investigatie, inlocuire sau
modificare a anatomiei sau a unui
proces fiziologic; c) control al conceptiei,
si care nu isi indeplineste actiunea
principala prevazuta prin mijloace
farmacologice, chimice, imunologice
sau metabolice, dar a carui functionare
poate fi asistata prin astfel de mijloace(HG !! "#$$!)
dispozitiv medical activ - orice
dispozitiv medical a carui functionare se
bazeaza pe o sursa de energie electrica
sau pe orice sursa de putere, alta dec%t
cea generata direct de organismul uman
sau de gravitatie
dispozitiv medical implan-tabil activ - orice dispozitiv medical
activ care este destinat sa fie introdus,
partial ori total, prin interventie medicala
sau chirurgicala, in organismul uman
sau, prin interventie medicala, intr-un
orificiu natural al acestuia, si care este
destinat sa ram%na implantat dupa
finalizarea procedurii
dispozitiv individual la
comanda - orice dispozitiv medical
implantabil activ, destinat sa fie utilizat
e&clusiv pentru un pacient determinat,
realizat special conform prescriptiei unui
medic specialist care, pe propria
raspundere, ii stabileste caracteristicilespecifice ale proiectului
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 3/47
'iocompatibilitate
(n biomaterial, in acceptiunea actuala, in sens larg, este
un material destinat a fi pus in contact cu tesuturile vii si
fluide biologice pentru a diagnostica, trata, modifica forme
sau a inlocui parti de tesut, organe sau a stimula unelefunctii ale acestora
*efinitia general acceptata pentru biocompatibilitate unui
material vizeaza proprietatile acestuia care asigura o
reactie adversa minima in mediul biologic
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 4/47
Biocompatibilitatea - determinata de:
+atura materialelor componente
ipul de tesut care va fi e&pus la dispozitivul medical
*urata e&punerii
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 5/47
Categorii de dispozitive medicale – Definitii si
exemple
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 6/47
*upa durata de e&punere
&punere limitata
. *ispozitive cu durata de e&punere mai micade #! h
&punere prelungita . *ispozitive a carui termen de utilizare
/singular, multiplu sau termen lung) estecuprins intre #!h si $ zile
0ontact permanent . *ispozitive a carui termen de utilizare
/singular, multiplu sau termen lung) este maimare de $ zile
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 7/47
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 8/47
Standarde pentru testarea
biomaterialelor
1tandarde 213 4$55: 213 4$55-4: valuare si testare in cadrul unui proces de gestionare a riscului 213 4$55-#: 0onditii pentru protectia animalelor 213 4$55-: este pentru genoto&icitate, carcinogenitate si to&icitate asupra
functiei de reproducere
213 4$55-!: 1electarea testelor pentru interactiunile cu s%ngele 213 4$55-6: este pentru citoto&icitate in vitro 213 4$55-7: este pentru efecte locale dupa implantare 213 4$55-8: 9eziduuri de sterilizare cu o&id de etilena 213 4$55-: 1electarea si calificarea materialelor de referinta utilizate pentru
teste biologice
213 4$55-5: 0adru pentru identificarea si cuantificarea produsilor potentiali dedegradare 213 4$55-4$: este de iritare si de sensibilizare cutanata 213 4$55-44: este pentru to&icitate sistemica 213 4$55-4#: repararea esantioanelor si a materialelor de referinta 213 4$55-4: 2dentificare si cuantificare a produselor de degradare din
dispozitive medicale pe baza de polimeri 213 4$55-4!: 0aracterizarea materialelor
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 9/47
Standarde pentru testarea
biomaterialelor
213 4$55-44: este pentru to&icitate sistemica 213 4$55-4#: repararea esantioanelor si a materialelor de referinta 213 4$55-4: 2dentificare si cuantificare a produselor de degradare din
dispozitive medicale pe baza de polimeri 213 4$55-4!: 2dentificarea si cuantificarea produselor de degradare din
materiale ceramice 213 4$55-46: 2dentificarea si cuantificarea produselor de degradare din
metale si aliaje 213 4$55-47: roiectarea studiilor to&icocinetice pentru produse de
degradare si substante e&tractibile
213 4$55-48: 1tabilirea limitelor admisibile pentru substante e&tractibile 213 4$55-4: 0aracterizare chimica a materialelor 213"1 4$55-45: 0aracterizarea fizico-chimica, morfologica si
topografica a materialelor 213"1 4$55-#$:rincipii si metode pentru testarea imunoto&icitatii
dispozitivelor medicale
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 10/47
4$
Standard ISO 1!!"-1# $valuare
si testare
rincipii de evaluare a to&icitatii4 0aracterizarea si identificarea compozitiei
biomaterialului, potentiale impuritati si substantee&tractibile;
# 0onsiderarea de efecte to&ice pentru produsele dee&tractie si produsele de degradare;
este realizate de personal specializat;
! <naliza date la autoritatile de verificare;
6 9eevaluare de efecte to&ice daca au loc modificari decompozitie, in timpul prelucrari sau la utilizare;
7 <naliza datelor: nonclinice, clinice, postmar=et etc
8 oate materiale . teste de citoto&icitate, sensibilizare siteste de iritare
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 11/47
Standard ISO 1!!"-1%#
Caracterizarea materialelor
roprietati chimice, to&icologice,fizice, electrice, morfologice simecanice: Material <ditivi 0ontaminanti de proces si reziduuri 1ubstante e&tractibile roduse de degradare
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 12/47
Standard ISO 1!!"-1%#
Caracterizarea materialelor
*e ce caracterizam> 1tabilirea amprentei
*eterminarea prezentei de substantee&tractibile
antio&idanti contaminanti surfactanti
stabilizatori plastifianti monomeri
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 13/47
<mprenta chimica 1pectroscopie 29
1pectroscopie 9<M<+
<naliza termica /punct topire, grad de
cristalinitate, vitrifiere)
Standard ISO 1!!"-1%#
Caracterizarea materialelor
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 14/47
1pectru ?29 - ol@urethane
1pectru 9<M<+ . os
Standard ISO 1!!"-1%#
Caracterizarea materialelor
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 15/47
este mecanice 2ntindere, compresiune, incovoiere
9ezistenta la soc
9ezistenta la oboseala
Standard ISO 1!!"-1%#
Caracterizarea materialelor
C di ii d
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 16/47
Conditii de testare#
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 17/47
Standard ISO 1!!"-&#
Citotoxicitate
- estarea citoto&icitatii prin metoda
contactului direct
- estarea citoto&icitatii prin metoda
e&tractului
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 18/47
Materialele to&ice inhiba caile metabolice alecelulelor
1urse de materiale to&ice: componente e&tractibile
<ditivi pentru prelucarelastifiantiMonomeri
*oza de agent chimic eliberat in:
*oza de e&punere: doza aplicata sistemului*oza eliberata: doza absorbita de celule
Standard ISO 1!!"-&#
Citotoxicitate
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 19/47
45
Testare In vitro
Culturi de celule#
relevare tesut
Maruntire fina
&tragere celule libere din
M0, prin digestie/tripsina,
colagenaza etc)
0onditionarea placi" petri cunutrienti, temperatura 8o0A
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 20/47
Testare In vitro: 0ontact direct
0ontact direct Monstrat confluent de celule,
/fibroblaste) biomaterial in contact direct #! ore, 8°0
0elulele:B Modificare morfologieB Mor B ierd aderenta la start
Hemato&@lin blue: coloratie celule viiaderente
to&icitateCcelule moarte"celule vii A ?ibroblaste>
(sor de mentinut 'una corelatie cu testele pe animale 1unt prezente in procesele de
vindecare a ranilor
'iomaterial
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 21/47
#4
Monostrat de celule (L929 mouse fibroblast
cells , 100 x) - contact celula-celula bine
definit Indicatie – material non-citotoxic
(rasuns ne!ativ)
L929 mouse fibroblast cells (100 x ) , citotoxic
o"itiv – metoda testului in elutie# $atiile
mari dintre celule indica o de"inte!rare
uternica a celulelor
http:""wwwdevicelin=com"mddi"archive"5"$!"$4html
Testare In vitro: 0ontact direct
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 22/47
##
Testare In vitro : *ifuzie in agar
*ifuzie in agar 2ntre celule si material
se interpune un stratde agar
1ubstantele chimicedifuzeaza prin agar
1e utilizeaza coloratiipentru evidentierea
celulelor sanatoase Dona necolorata in
jurul biomaterialului .celule moarte
'iomaterial
1trat de agar
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 23/47
http:""wwwdevicelin=com"mddi"archive"5"$!"$4html
Material control o"itiv# %ona decolorata indica fatul ca re"enta robei determina li"a celulelor – material
toxic
Testare In vitro :
*ifuzie in agar
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 24/47
#!
Testare In vitro:Metoda
&tractului &tractia
0(M>
- Mentinere material in
solvent sau solutii apoase
/&e ce solvent sau aa') Materialele se vor dizolva,
migra in solutie
1e aplica solutia in cultura
de celule
0oloratie . celule viabile
' i o m
a t e
r i a l
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 25/47
Teste In vitro: 0omparatie
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 26/47
#7
Standard ISO 1!!"-1#
Sensibilizare
0ontact prelungit a substantei chimicece interactioneaza cu sistemul imunitar
ielea . utilizare frecventa deoarececele mai multe reactii la biomaterialsunt mediate celular
1ensibilitatea dermica . zone rosiaticesi umflare
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 27/47
$ensibili"are la manusi din latex – utili"are satamani- luni
http:""wwwdevicelin=com"mddi"archive"5"$6"$#6html
Standard ISO 1!!"-1#
Sensibilizare
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 28/47
orcusori de guineea: raspuns la sensibilizatori dermici Metode de testare:
robe repetate/'uehler): pentru dispozitive topice . electrozidermici, componente chirurgicale
B ?aza de inducere: e&punere directa sub pansamente ocluzive: 7ore"zi, zile"saptamana, saptamani
B ?aza de refacere: # saptamani odihna pentru a permitedezvoltarea unui raspuns
B &punere finala Ma&imizare /Magnuson-Eligman): materiale in contact cu alta
zona decat pielea
B &tracte fluide preparate in solutii saline sau ulei vegetalB 2njectarea e&tractului cu adjuvanti care amplifica raspunsul imunB *oua saptamani odihnaB <plicarea topica a e&tractului
Standard ISO 1!!"-1#
Sensibilizare
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 29/47
asuns o"itiv la testul maximi"are – orcusor de !uinea
http:""wwwdevicelin=com"mddi"archive"5"$6"$#6html
Standard ISO 1!!"-1#
Sensibilizare
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 30/47
$
Standard ISO 1!!"-1# Iritatia
2ritatia: raspuns local al tesutului caracterizatde semnal obisnuit de inflamatie roseata umflare caldura durere
1ubstante chimice aditivi
sin prelucrare agenti de prelucare/eg urme tensioaactivi, urme
etilen o&id) contaminanti
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 31/47
este pentru evaluare iritare
4 este in vitro
# este in vivo este clinice/optional)
Standard ISO 1!!"-1# Iritatia
este in vivo pentru iritatie:- 2ntracutanat;- iele primara;- 3cular
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 32/47
est intracutanat: 2epuri /albino) 1e prepara e&tract sub control de temperatura,
timp, suprafata material"volum /apa sau solventi pe
baza de ulei) &tractul se injecteaza in piele 1itusuri multiple 0ontrol injectare 3bservatii /roseata, umflare) la #!h, !h, 8#h este agresive, e&tracte preparate in conditii
e&treme . ma&imizeaza sansa de a obtine efectiritant
Standard ISO 1!!"-1# Iritatia
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 33/47
http:""wwwdevicelin=com"mddi"archive"5"$7"$4#html
Test de iritatie intracutanata - albino rabbits
Standard ISO 1!!"-1# Iritatia
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 34/47
estul pe piele Mai putin agresiv 1e depune materialul pe spatele animalului 1e acopera cu material ocluziv <plicatie la !-#! h 3bservatie 8# h 1cor pentru roseata si umflare 0omparatie cu piele normala
ip de raspuns: neglijabil, putin, moderat, sever
Standard ISO 1!!"-1# Iritatia
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 35/47
estul ocular: roduse in contact cu ochiul &tractul fluid/solid sau pulbere) 1e administreaza in sacul conjunctival - albino
rabbit 3chiul netratat - control 3bservare regulata . peste 8# h 1cor pe baza de:
B(mflare si inrosire a conjunctiveiB 9aspuns iris la lumina
B 3pacifiere corneeB rezenta de fragmente
Standard ISO 1!!"-1# Iritatia
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 36/47
7
Standard ISO 1!!"-11#
$fecte sistemice
fecte de eliberare a substantelor in ficat,inima, rinichi, creier
(zual se utilizeaza soareci si sobolani
Metode de aplicare: dermica inhalare
intravenos intraperitoneal oral
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 37/47
<plicare: &tracte fluide/intraperitoneal sau intravenos) implantare de material /in special biodegradabile)
/intramuscular, intraperitoneal, subcutanat)
0olectare robe de sange/hematologie, chimia serului) robe de tesut/patologie)
3bservare de semne adverse:
convulsii epuizare pierdere in greutatie
Standard ISO 1!!"-11#
$fecte sistemice
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 38/47
ersistenta
acut /in #! ore)
sub-acut /4!-# zile)
sub-cronic /pana la 5$ zile sau pana la 4$F
din durata de viata a animalului)
cronic /peste 5$ zile sau peste 4$F din
durata de viata a animalului)
Standard ISO 1!!"-11#
$fecte sistemice
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 39/47
5
Standard ISO 1!!"-'#
$fectul implantului
resupune evaluarea efectului
dispozitivului medical asupra
tesutului inconjurator 1oareci, sobolani, porci de guinea,
iepuri
2mportant pt implant - dimensiune,sterilizare si implantare aseptica
<tentia orientata pe efecte locale
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 40/47
2epuri: dimensiune material : 4&4$ mm sterilizat;
anestezie; ! probe test si ! probe control /inerte pentru
organism ) implante in muschiul paralombar; probele test si control pe partile opuse; termen scurt: raspuns tisular observat dupa 4-#
saptamani termen lung: raspuns tisular observat dupa 4#-8
saptamani
Standard ISO 1!!"-'#
$fectul implantului
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 41/47
a fiecare interval de timp se observa
dimensiunea capsulei fibroase
Material reactiv: #-! mm grosime
+u se observa capsula la control
&aminare histopatologica
9eactie inflamatorie la implant
0elule moarte in jurul implantului
Standard ISO 1!!"-'#
$fectul implantului
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 42/47
arametru urmarit Scor
roliferare fibroblaste -lipsa fibroblaste
1 )putine fibroblaste*) mai multe fibroblaste
") numar egal de fibroblaste si fibrocite
%)fibrocite mature dominante
Organizarea colagenului 1 )dezorganizat+ fara fibre vizibile
*) organizare relativa+ imatur (fibre vizibile,
") organizat+ aproape normal%) organizare normala
esutul de granulatie 1 ) tesut de granulatie nesanatos+ infectat
*) tesut de granulatie partial nesanatos
"- tesut de granulatie sanatos dar inca nu completat cu
epiderm
%) tesut de granulatie sanatos+ completat cu epiderm
Delimitarea leziunii 1 ) zona leziunii marcata distinct de tesutul sanatos
*) tesut sanatos in zona leziunii+ dar imatur si usor de
demarcat
") tesutul in zona leziunii bine integrat in tesutul normal
SCO. O/0
Scala pentru analiza histologica a calitatii vindecarii
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 43/47
http:""wwwdevicelin=com"mddi"archive"5"$"$4html
Standard ISO 1!!"-'#
$fectul implantului
9aspuns minim 9aspuns sever
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 44/47
Standard ISO 1!!"-'#
$fectul implantului
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 45/47
!6
Standard ISO 1!!"-%#
emocompatibilitate
1angele - celule: ritrocite/viabilitate) imfocite/raspuns imun) 0elule albe /inflamatie) roteinele coagularii
este : 2n vitro si in vivo estele in vitro necesita utilizarea de
anticoagulanti
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 46/47
estest 2etoda2etoda ObservatiiObservatii
rombozaromboza /derare plac3ete+ leucocite+/derare plac3ete+ leucocite+agregate+ eritrocite+ fibrina etc4agregate+ eritrocite+ fibrina etc4
2icroscopie optica sau S$22icroscopie optica sau S$2
CoagulareCoagulare imp partial de tromboplastinaimp partial de tromboplastina
lac3etelac3ete 5umarare plac3ete5umarare plac3ete
ematologieematologie 5umar leucocite6 3emoliza5umar leucocite6 3emoliza(3emoglobina din plasma,(3emoglobina din plasma,
emoliza- fragilitateaemoliza- fragilitateamembranei celulelor rosii inmembranei celulelor rosii in
contact cu materialul saucontact cu materialul saudispozitivuldispozitivul
ImunologieImunologie C"a+ C&a+ CC+ Bb+ iC"b+ C%d+C"a+ C&a+ CC+ Bb+ iC"b+ C%d+SC&b-!SC&b-!
2etode de testare 3emocompatibilitate
Standard ISO 1!!"-%#
emocompatibilitate
7/23/2019 Curs3-Inginerie citotisulara
http://slidepdf.com/reader/full/curs3-inginerie-citotisulara 47/47
+eutrofile si limfocite normale . materialcontrol , negativ
0elule fragmentate ca urmare a e&puneriila un material control pozitiv
Standard ISO 1!!"-%#
emocompatibilitate