引言
生物相容性是医疗器械风险管理的要点，GB/T 16886.1中给出了通过生物学评价的方式对伴随医疗器械预期用途可能存在的生物相容性风险进行评估的指南。主要包括对医疗器械材料、加工工艺、包装等，评价其可能产生的可沥滤物对人体造成的危害是否在可接受范围内，以及通过体外或体内生物学试验，整体评价医疗器械的生物学风险。
因此，开展生物学评价是医疗器械安全性控制的重要一环，生物相容性风险的评估作为医疗器械风险管理的一个重要方面，也贯穿于产品全生命周期。
如何做好医疗器械的生物学评价？本期推文，我们将一道总结医疗器械生物学试验检测方法及标准，梳理生物学评价策略流程，厘清生物相容性是否可接受的衡量标准。
1、医疗器械生物学评价要点
材料构成（所有与组织直接和间接接触的材料）；
预期添加剂、加工过程污染物和残留物（EO残留应根据ISO 10993-7测试）；
与医疗器械直接或间接接触的包装材料，可能向医疗器械迁移化学物质并间接地作用于患者或医护人员；
可沥滤物；
降解产物；
其他组件及其在终产品中的相互作用；
终产品的性能与特性；
终产品的物理特性，包括但不限于多孔性、可沥大小、形状和表面形态。
应在任何进行生物学试验之前描述医疗器械的化学成分并考虑材料表征，包括化学表征。具有适宜毒理学阈值的化学表征可用来确定是否需要进一步试验。
2、生物相容性
生物相容性是指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能，一般是指材料与宿主之间的相容性。
生物材料植入人体后，对特定的生物组织环境产生影响和作用，生物组织对生物材料也会产生影响和作用，两者的循环作用一直持续，直到达到平衡或者植入物被去除。
生物相容性可以分为生物学反应和材料反应两部分。
生物学反应
血液反应，免疫反应和组织反应；
材料反应
主要表现在材料物理和化学性质的改变。
医疗器械生物学评价的主要目的是评价小分子物质造成的影响，而不仅仅是材料本身。生物相容性风险作为医疗器械风险管理的一个重要方面，也贯穿于产品全生命周期。
3、生物学试验检测方法及标准
生物相容性评价可按医疗器械接触人体的部位（如皮肤、黏膜、组织、血液等）、方式（直接、间接接触或植入）、时间（短期、长期和持久）和用途分类，一般所评价的生物学试验项目如下：
1. 体外细胞毒性试验
GB/T 16886.5-2017；ISO 10993-5:2009
本法是将细胞与医疗器械材料直接接触，或将材料浸出液加到单层培养的细胞上，观察器械、材料和/或其浸提液引起的细胞溶解、细胞生长抑制等毒性影响作用，根据评价标准，主要分为定性及定量方法，根据评价方式，分为直接接触及间接接触两类方法，常用方法为定量方法，如MTT细胞毒性试验，根据细胞存活率大于70%判定试验结果合格。定性分析方法如直接接触法，琼脂扩散法，滤膜扩散法，通过对细胞形态分级进行结果判定，试验合格的标准为细胞毒性不大于2级。
2. 致敏反应试验
GB/T 16886.10-2017；ISO 10993-10:2021
致敏（迟发型超敏反应）试验是采用合适的动物模型评价医疗器械、材料或浸提液潜在的接触致敏反应，常用试验动物为豚鼠，可采用最大剂量法或封闭贴敷法进行评价。
3. 刺激试验
GB/T 16886.10-2017；ISO 10993-23:2021
刺激试验为在相应的模型部位：皮肤、黏膜或眼，评价医疗器械、材料或浸提液潜在的刺激反应，植入或血液接触的医疗器械需使用皮内反应试验进行刺激性评价。
4. 材料介导的致热性
GB/T 16886.11-2021；ISO 10993-11:2017
热原试验作为生物学评价的一部分用于检测医疗器械或材料浸提液的材料性致热反应。单项试验不能区分热原反应是因材料本身还是由内毒素污染所致，材料介导的致热性鲜有发生，生物源性材料致热性风险较高。热原试验方法可参考各国药典（如中国药典，美国药典，欧洲药典），基本原理一致，方法类似，判定标准略有区别。
5. 全身毒性试验
GB/T 16886.11-2021；ISO 10993-11:2017
全身毒性试验包括急性、亚急、亚慢性、慢性全身毒性试验，全身毒性试验评价的是可浸提物/可沥滤物进入全身循环、淋巴系统和/或脑脊液可能导致的系统毒性风险。急性全身毒性试验可用于评估动物模型中24h内一次或多次接触医疗器械、材料和/或浸提液的潜在危害；对于使用超过24h的医疗器械/组件，应考虑亚急性；对于使用至少30天的医疗器械/组件，宜考虑亚慢性试验；如已有相关材料的慢行毒性数据足够评价亚急和亚慢性毒性，应免做此试验，同时应论述豁免的理由。
慢性全身毒性试验可评价不少于试验动物大部分寿命期（如啮齿类动物为6个月），单次或重复接触后产生的全身毒性影响。
全身毒性试验的接触途径和接触时间/频率应与医疗器械/组件的接触方式相适应。
6. 植入反应试验
GB/T 16886.6-2022；ISO 10993-6:2016
植人试验用于评价在肉眼观察和显微镜检查下材料对活体组织的局部病理作用。根据医疗器械/组件的接触性质，植入反应试验可通过皮下、肌肉、骨、脑植入等方式开展。应用外科手术法将材料或终产品的样品植入或放入预期应用植入部位或组织内。如适用，可将植入试验方案扩展为评价局部和全身作用，来满足急性、亚急性、亚慢性和慢性试验要求。对于非吸收性材料，植入反应评价通常需评价短期反应（1-4周）和长期反应（13周以上），对于可吸收性材料，通常需要包涵早期时间（1-2周），中期时间（发生降解时），末期时间（基本被吸收）
7. 血液相容性试验
GB/T 16886.4-2022；ISO 10993-4:2017
血液相容性试验可用一个适宜的模型或系统评价与血液接触的医疗器械或材料对血液或血液成分的影响；血液相容性试验根据评价指标分为溶血试验及血栓评价试验；根据试验类型分为体内试验、半体内试验及体外试验；溶血试验作为血液相容性试验之一，用于在体外测定由医疗器械、材料和/或其浸提液导致的红细胞溶解和血红蛋白释放的程度，标准方法采用兔血开展；血栓评价试验包含体外试验，如：补体、凝血、血小板、血液学相关试验，标准推荐采用人血进行试验，体内试验为体内血栓试验，通常使用大动物，犬或羊开展。
8. 遗传毒性试验
GB/T 16886.3-2019；ISO 10993-3:2014；ISO/TR 10993-33：2015（E）
遗传毒性试验用于评估由医疗器城、材料和( 或) 其浸提液引起的基因突变、染色体结构和数量的改变以及其他DNA或基因毒性。采用一组体外遗传毒性试验进行评价是标准推荐的，其中细菌回复突变试验（AMES）为必选试验，另外三项体外试验，包括染色体畸变试验、小鼠淋巴瘤TK基因突变试验以及体外哺乳动物细胞微核试验，三选一进行评价。如体外试验结果均为阴性，则无需进行进一步的动物遗传毒性试验，如任何遗传毒性试验结果为阳性，应进一步判断是否需要进行体内试验。
9. 致癌性试验
GB/T 16886.3-2019；ISO 10993-3:2014
在确定开展该试验之前，应首先评价医疗器械在使用中引发致癌性的风险，可通过风险评定论证，论证包括杂质，可浸提物或可沥滤物研究，毒理风险等。在没有产生新的致癌试验数据情况下，若能对风险进行充分评定或管理，则不应进行致癌性试验。致癌性试验的开展可使用动物寿命期研究或转基因动物模型，可同时与慢性全身毒性一同评价。
10. 生殖发育毒性试验
GB/T 16886.3-2019；ISO 10993-3:2014
同致癌性一样，生殖发育毒性可通过风险评定论证。只有在医疗器械可能影响应用对象的生殖功能时才应进行生殖/发育毒性评价；对于孕期使用的器械或材料可以考虑进行发育毒性评价。
另外，新材料、具有已知生殖或发育毒性的材料、用于特定人群的医疗器械（如妊娠妇女），和/或器械材料有在生殖器官中可能存留的医疗器械，宜进行生殖和发育毒性评价。
4、生物学评价中的生物学试验
医疗器械制造商在筛选不同材料或材料级别时，可以运用生物学评价方式，如供应商提供的材料安全数据单（MSDS）、主文档（MAF）登记信息、材料在已上市医疗器械中的应用史等，也可通过物理和化学表征对原材料进行分析，或者开展一定的短期体外生物学试验。
在医疗器械生物学评价策略中，推荐首先进行化学和物理表征及体外筛选试验；在进行动物试验前通过表征和体外试验结果进行评审。
5、结语
随着医疗器械注册相关法规的更新，医疗器械生物学评价工作模式也发生了变化，推荐以研究资料形式提供详细的生物学评价报告（生物学试验报告作为其附件）。
生物学评价的结果是否可以接受，不能单独依据生物学试验的数据讨论。医疗器械生物相容性是否可接受是基于对终产品的受益和风险进行综合分析判断的，需结合医疗器械各项非临床和临床研究数据，以及相关产品的临床应用信息。
【参考文献】
[1] GB/T 16886.1-2022/ISO 10993-1:2018 医疗器械生物学评价 第1部分：风险管理中的评价与试验
