ASTM F2901-19
Стандартное руководство по выбору тестов для оценки потенциальной нейротоксичности медицинских изделий
- Стандартный №
- ASTM F2901-19
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM F2901-19
- сфера применения
-
Обзор и описание стандарта ASTM F2901-19
ASTM F2901-19, «Руководство по выбору тестов для оценки нейротоксического потенциала медицинских изделий», — специализированный стандарт, разработанный комитетом ASTM F04 по медицинским изделиям и хирургическим материалам. Последняя версия была выпущена в марте 2019 года. Этот стандарт представляет собой систематическую основу для оценки нейротоксичности медицинских изделий, контактирующих с тканями центральной и/или периферической нервной системы или спинномозговой жидкостью (СМЖ).
Будучи самой сложной системой органов в организме человека, нервная система обладает разнообразными типами клеток и ограниченной способностью к восстановлению, что делает оценку нейротоксичности особенно важной при оценке безопасности медицинских изделий. Настоящий стандарт был разработан в связи с этим, чтобы учесть растущую сложность изделий высокого риска, таких как нейроинтервенционные устройства и устройства, контактирующие со спинномозговой жидкостью.
Область применения и определение основных терминов
Настоящий стандарт применяется к медицинским изделиям, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на структуру и функцию нервной системы; эти неблагоприятные эффекты определяются как нейротоксичность. Стоит отметить, что стандарт однозначно исключает нейрохирургические изделия и изделия с кратковременным случайным контактом с нервной системой, уделяя основное внимание изделиям, которые вступают в длительный или прямой контакт с нервной тканью.
Ключевые термины Определение Клиническое значение Нейротоксичность Неблагоприятное воздействие медицинских изделий на структуру или функцию нервной системы Может привести к необратимому неврологическому повреждению Совместимость изделия с лекарственным средством/биологическим препаратом Данные, демонстрирующие совместимость лекарственных средств, биологических препаратов и материалов изделия Убедиться, что при совместном использовании не создаются новые риски токсичности Путь прохождения жидкости Путь, по которому жидкость попадает тело человека после контакта с каналом устройства Критические точки безопасности, связанные с устройствами, контактирующими со спинномозговой жидкостью
Девять основных методов испытаний на нейротоксичность
1. Испытания на цитотоксичность
Анализы цитотоксичности служат чувствительными инструментами скрининга и являются отправной точкой для оценки биосовместимости медицинских устройств. Стандарт настоятельно рекомендует использовать линии клеток, полученных из нервной ткани, для испытаний на нейротоксичность, поскольку эти клетки с большей вероятностью экспрессируют мишени, специфичные для нервной ткани.
2. Тестирование генотоксичности
Учитывая, что нервная ткань содержит популяции пролиферирующих клеток и может вызывать пролиферативный ответ на имплантацию устройства, стандарт рекомендует использовать комплекс тестов на генотоксичность, включая анализы на мутации генов бактерий и анализы повреждения хромосом клеток млекопитающих in vitro.
3. Тестирование имплантации
Исследования имплантации являются основным методом оценки нейротоксичности и требуют выбора клинически значимого места имплантации и модели животного. Исследования должны включать острый период имплантации и другие соответствующие временные интервалы, а также одновременную гистопатологическую и нейроповеденческую оценку.
Гистологические маркеры Цели обнаружения Рекомендуемые методы окрашивания Нейродегенерация Повреждение и гибель нейронов Окрашивание флуоресцентным нефритом Пролиферация астроцитов Активация астроцитов Иммуногистохимия GFAP Активация микроглии Нейровоспалительная реакция Окрашивание MAC-1, IBA-1 Миелин Повреждения Повреждение миелина Окрашивание люксолом быстрым синим 4. Тест на пирогенность
Терминально стерилизованные медицинские изделия следует тестировать на пирогенность, чтобы снизить вероятность возникновения нейровоспалительных реакций. Для изделий, контактирующих со спинномозговой жидкостью, предел эндотоксина составляет 2,15 EU/изделие, что значительно ниже предела в 20 EU/изделие для сердечно-сосудистых изделий.
5. Тест на непрямой гемолиз
Терминально стерилизованные медицинские изделия, которые напрямую или косвенно контактируют со спинномозговой жидкостью, следует тестировать на риск непрямого гемолиза из-за остатков/вымываемых веществ изделия, которые косвенно контактируют с кровью через венозную реабсорбцию спинномозговой жидкости.
6. Испытание на воздействие частиц износа
Для ортопедических спинальных устройств, генерирующих частицы износа, необходимо оценить потенциальное нейротоксическое воздействие этих частиц на спинной мозг или нервные корешки. Исследования на животных должны быть разработаны для оценки местных, системных и нейроповеденческих реакций на частицы.
7. Оценка нейротоксичности для развития
Развивающаяся нервная система имеет уникальный период уязвимости, и необходимость оценки нейротоксичности для развития требует учета множества факторов, включая потенциальное внутриутробное воздействие, использование в неонатальном периоде и использование новых материалов.
8. Совместимость устройства с лекарственным средством/биологическая совместимость
Оцените воздействие устройства на лекарственный препарат (например, эффективность, состав, pH), а также воздействие препарата на устройство (например, профиль вымываемости, производительность устройства), поскольку они могут изменить профиль безопасности нейротоксичности.
9. Оценка нейротоксичности устройств с непрямым контактом со спинномозговой жидкостью
Для устройств с непрямым контактом со спинномозговой жидкостью (например, трубки инфузионного насоса) требуются исследования на животных по стандартам GLP с использованием таких методов, как батарея функциональных наблюдений (FOB), гистопатология и тестирование двигательных и сенсорных функций для оценки.
Ключевые соображения по проведению испытаний
Подготовка образцов для испытаний
Испытания следует проводить на окончательно стерилизованных устройствах, репрезентативных образцах окончательно стерилизованных устройств или материалах, обработанных таким же образом, как и окончательно стерилизованные устройства. Представительные образцы должны учитывать все материалы компонентов, которые вступают в прямой или косвенный контакт с тканями и прошли все те же процессы производства, очистки и стерилизации в соответствующих пропорциях.
Важность химической характеристики
Стандарт подчеркивает важную роль химической характеристики при изучении сходства материалов, особенно для материалов с историей клинического использования в аналогичных приложениях нервной ткани. Исследования химической характеристики могут предоставить дополнительную информацию о профиле безопасности устройства.
Выбор модели на животных
Место имплантации и модель на животных должны быть выбраны и обоснованы на основе предполагаемого клинического использования медицинского устройства. Например, крысы Sprague-Dawley часто используются для интратекальных исследований, и их выбор требует научного обоснования.
Технологическая эволюция и влияние стандарта на отрасль
С момента своей первой публикации в 2012 году стандарт ASTM F2901 претерпел две редакции: в 2013 и 2019 годах, что отражает последние достижения в технологии оценки нейротоксичности. Стандарт ссылается на несколько авторитетных документов, включая Красную книгу FDA и Руководство по скринингу нейротоксичности EPA, что отражает тенденцию к международной гармонизации.
Основные обновления издания 2019 года включают: улучшенные нейроспецифические методы гистологической оценки, подробные требования к оценкам нейротоксичности для развития, усиленное руководство по оценке совместимости устройств с лекарственными средствами и улучшенное соответствие серии стандартов ISO 10993.
Рекомендации по внедрению и передовой опыт
Стратегия тестирования на основе оценки рисков
Оценки нейротоксичности должны основываться на подходе оценки рисков, интегрирующем информацию из характеристик материалов, доклинических испытаний, клинических исследований, пострегистрационного опыта и предполагаемого использования. Не все устройства требуют полного набора тестов; соответствующая комбинация тестов должна определяться на основе конкретного риска.
Признание ограничений методов испытаний
В стандарте прямо указано, что результаты испытаний in vitro и in vivo могут не полностью отражать фактические реакции человека. Поэтому для оценки безопасности неврологических медицинских изделий могут также потребоваться клинические исследования на людях и мониторинг состояния пациентов, особенно когда прогностическая ценность моделей нейротоксичности на животных ограничена.
Междисциплинарный подход
Успешные оценки нейротоксичности требуют сотрудничества многопрофильной команды, включая материаловедов, токсикологов, неврологов и врачей. Команда должна работать вместе над разработкой стратегий испытаний, интерпретацией результатов испытаний и оценкой клинической значимости.
Важность пострегистрационного наблюдения
В связи с ограничениями доклинических испытаний надежная программа пострегистрационного наблюдения имеет решающее значение для выявления редких или отсроченных нейротоксических эффектов. Необходимо разработать систематический подход к сбору и анализу сообщений о неврологических побочных эффектах.
Заключение и перспективы
ASTM F2901-19 обеспечивает всеобъемлющую научную основу для оценки нейротоксичности медицинских изделий и представляет собой передовой опыт в этой области. С развитием новых технологий, таких как нейроинтервенционные устройства и интерфейсы «мозг-компьютер», важность оценки нейротоксичности будет становиться все более заметной.
В число будущих направлений разработки стандартов могут входить: использование более сложных нейронных моделей in vitro, методов оценки нейротоксичности на основе биомаркеров и рассмотрение вопросов нейробезопасности в контексте персонализированной медицины. Производители медицинских изделий должны уделять пристальное внимание обновлениям стандартов и применять научный подход, основанный на оценке риска, для обеспечения нейробезопасности своей продукции.
ASTM F2901-19 Ссылочный документ
- ANSI/AAMI ST72 Бактериальный эндотоксин — Методологии испытаний, рутинный мониторинг и альтернативы пакетному тестированию*， 2019-07-11 Обновление
- ASTM F1904 Стандартная практика тестирования биологической реакции на частицы in vivo
- ASTM F748 Стандартная практика выбора общих методов биологических испытаний материалов и устройств
- ASTM F756 Обычная практика оценки гемолитических свойств материалов*， 2025-08-01 Обновление
- ISO 10993-1 Биологическая оценка медицинских изделий. Часть 1. Оценка и тестирование в рамках процесса управления рисками.
- ISO 10993-3 Биологическая оценка медицинских изделий. Часть 3. Испытания на генотоксичность, канцерогенность и репродуктивную токсичность
- ISO 10993-5 Биологическая оценка медицинских изделий. Часть 5. Испытания на цитотоксичность: методы in vitro
- ISO 10993-6 Биологическая оценка медицинских изделий. Часть 6. Испытания на местные эффекты после имплантации
ASTM F2901-19 История
- 2019 ASTM F2901-19 Стандартное руководство по выбору тестов для оценки потенциальной нейротоксичности медицинских изделий
- 2013 ASTM F2901-13 Стандартное руководство по выбору тестов для оценки потенциальной нейротоксичности медицинских изделий
- 2012 ASTM F2901-12 Стандартное руководство по выбору тестов для оценки потенциальной нейротоксичности медицинских изделий
