ASTM F2315-18
Стандартное руководство по иммобилизации или инкапсуляции живых клеток или тканей в альгинатных гелях

Стандартный №

ASTM F2315-18

Дата публикации

2018

Разместил

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Последняя версия

ASTM F2315-18

сфера применения

Анализ технической структуры ASTM F2315-18

ASTM F2315-18 предоставляет всестороннее техническое руководство по иммобилизации и инкапсуляции живых клеток и тканей в альгинатных гелях. Разработанный комитетом ASTM F04 по медико-хирургическим материалам и устройствам, этот стандарт специально рассматривает требования к применению тканевой инженерии медицинских изделий (TEMP).

Принципы технологии инкапсуляции альгинатного геля

Альгинат — это полисахаридный полимер, извлеченный из бурых водорослей, состоящий из двух единиц уроновых кислот: β-D-маннуроновой кислоты (М) и α-L-гулуроновой кислоты (G). Его уникальные свойства гелеобразования делают его идеальным материалом для инкапсуляции клеток, особенно в таких областях, как искусственная поджелудочная железа и лечение неврологических заболеваний.

Сравнительный анализ основных технических параметров

Категория параметров	Высокое содержание G в альгиновой кислоте	Низкое содержание G в альгиновой кислоте	Рекомендуемый диапазон
Прочность геля	Высокая (содержание G＞70%)	Относительно низкая	Выбирайте в соответствии с требованиями к применению
Пористость	5-200 нм	Относительно небольшая	Отвечает требованиям к диффузии питательных веществ
Концентрация ионов	Ca²⁺ 50–150 ммоль/л	Концентрацию необходимо отрегулировать	Поддержание изотоничности
Размер микросфер	200–1000 мкм	200–1000 мкм	<200–1000 мкм

---

Ключевые технологии приготовления геля

В стандарте подробно описан процесс приготовления микросфер альгинатного геля, включая такие основные этапы, как генерация капель, гелеобразование и нанесение покрытия. Электростатический генератор и система коаксиального потока воздуха являются основным оборудованием для приготовления однородных микросфер.

Сравнение технологий генерации капель

• Метод игольчатой экструзии: простой, но сложно контролировать распределение размеров
• Метод коаксиального потока воздуха: позволяет производить микросферы размером приблизительно 400 мкм с относительно равномерным распределением
• Метод электростатического генерирования: позволяет производить микросферы размером <200 мкм с наиболее узким распределением размеров
• Метод вибрационного капилляра: подходит для крупномасштабного производства

---

Требования и оценка биосовместимости

В стандарте подчеркивается, что биосовместимость альгинатных гелей должна соответствовать соответствующим стандартам, таким как ISO 10993 и ASTM F748. Ключевые моменты:

Контроль эндотоксинов

Сырье альгината должно быть проверено на наличие эндотоксинов, чтобы убедиться, что его содержание не превышает допустимого уровня. Для тестирования рекомендуется использовать тест с лизатом амебоцитов Limulus (LAL).

Оценка иммуногенности

Для микросфер с поликатионными покрытиями, такими как полилизин (PLL), необходимо гарантировать целостность покрытия и отсутствие иммуногенного воздействия.

---

Рекомендации по внедрению стандарта

Выбор и характеристика сырья

Рекомендуется выбирать высокоочищенное альгинатное сырье с регистрацией в мастер-файле лекарственного препарата (DMF) и проводить комплексную химическую характеристику, включая:

• Молекулярную массу и ее распределение
• Соотношение M/G и структуру последовательности
• Содержание эндотоксинов
• Остатки тяжелых металлов

Требования к валидации процесса

Перед внедрением процесса инкапсуляции следует провести надлежащую валидацию процесса, включая:

• Проверку распределения размеров микросфер
• Испытание прочности геля
• Характеристику диффузионных характеристик
• Проверку обеспечения стерильности

Стратегию контроля качества

Внедрить комплексную систему контроля качества, включая проверку сырья, контроль технологического процесса и стандарты выпуска готовой продукции, для обеспечения стабильности и надежности продукции.

---

Тенденции развития технологий

С развитием технологии 3D-биопечати альгинат все чаще используется в качестве биочернил в тканевой инженерии. Стандарт также предоставляет базовые руководящие принципы для этой новой технологии.

Вопросы соответствия нормативным требованиям

Продукция TEMPs, предназначенная для клинического применения, должна соответствовать не только настоящему стандарту, но и нормативным требованиям, таким как 21 CFR Part 312, а также проходить тщательную доклиническую оценку безопасности.