Download - Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
1/54
Metode standardizate
pentru evaluarea biologica
a dispozitivelor medicale
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
2/54
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 344 /2004)
dispozitiv medical activ - oricedispozitiv medical a carui functionare se
bazeaza pe o sursa de energie electrica
sau pe orice sursa de putere, alta dect
cea generata direct de organismul uman
sau de gravitatie
dispozi ti v medical implan-
tabil activ - orice dispozitiv medicalactiv 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 ramna implantat dupa
finalizarea procedurii
dispozitiv individual la
comanda - orice dispozitiv medicalimplantabil activ, destinat sa fie utilizat
exclusiv pentru un pacient determinat,
realizat special conform prescriptiei unui
medic specialist care, pe propria
raspundere, ii stabileste caracteristicile
specificeale proiectului
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
3/54
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
4/54
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
5/54
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
6/54
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
7/54
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
8/54
Biocompatibilitate
Un 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.
Definitia general acceptata pentru biocompatibilitate unui
material vizeaza proprietatile acestuia care asigura o
reactie adversa minima in mediul biologic.
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
9/54
Biocompatibil itatea - determinata de:
Natura materialelor componente
Tipul de tesut care va fi expus la
dispozitivul medical
Durata expunerii
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
10/54
CumCum sese caracterizeazacaracterizeaza unun materialmaterial carecare vava
prelucratprelucrat caca dispozitivdispozitiv medical/implant?medical/implant?
CumCum sese evalueazaevalueaza materialelematerialele pentrupentru aa
determinadetermina dacadaca suntsunt biocompatibilebiocompatibile??
CumCum sese evalueazaevalueaza biomaterialelebiomaterialele pentrupentru aa
determinadetermina dacadaca vor vor functionafunctiona adecvatadecvat inin
vivovivo??
PROBLEMATICAPROBLEMATICA BIOBIOMATERIALEMATERIALE::
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
11/54
Testare Biomateriale: 4 etapeCaracterizare materii
prime
Biocompatibilitate
material
Validare produs siproces
Testare pentru
punerea pe piata
chimic, fizic, biologic
citotoxicitate, sensibilizare,iritare, toxicitate sistemica,
hemocompatibilitate,
carcinogenicitate
mediu, procesare, sterilizare,
validare produs finit (dispozitiv
medical)
Audit periodic, teste pentru
avize aplicare
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
12/54
Categorii de dispozitive medicale Definitii si
exemple
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
13/54
Dupa durata de expunere
Expunere limitata.
Dispozitive cu durata de expunere mai micade 24 h.
Expunere prelungita.
Dispozitive a carui termen de utilizare(singular, multiplu sau termen lung) estecuprins intre 24h si 30 zile.
Contact permanent. Dispozitive a carui termen de utilizare
(singular, multiplu sau termen lung) este maimare de 30 zile.
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
14/54
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
15/54
Standarde pentru testarea
biomaterialelor
Standarde ISO 10993: ISO 10993-1: Evaluare si testare in cadrul unui proces de gestionare a riscului
ISO 10993-2: Conditii pentru protectia animalelor
ISO 10993-3: Teste pentru genotoxicitate, carcinogenitate si toxicitate asuprafunctiei de reproducere
ISO 10993-4: Selectarea testelor pentru interactiunile cu sngele ISO 10993-5: Teste pentru citotoxicitate in vitro
ISO 10993-6: Teste pentru efecte locale dupa implantare
ISO 10993-7: Reziduuri de sterilizare cu oxid de etilena
ISO 10993-8: Selectarea si calificarea materialelor de referinta utilizate pentruteste biologice
ISO 10993-9: Cadru pentru identificarea si cuantificarea produsilor potentiali de
degradare ISO 10993-10: Teste de iritare si de sensibilizare cutanata
ISO 10993-11: Teste pentru toxicitate sistemica
ISO 10993-12: Prepararea esantioanelor si a materialelor de referinta
ISO 10993-13: Identificare si cuantificare a produselor de degradare dindispozitive medicale pe baza de polimeri
ISO 10993-14: Caracterizarea materialelor
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
16/54
Standarde pentru testarea
biomaterialelor
ISO 10993-11: Teste pentru toxicitate sistemica
ISO 10993-12: Prepararea esantioanelor si a materialelor de referinta
ISO 10993-13: Identificare si cuantificare a produselor de degradare din
dispozitive medicale pe baza de polimeri ISO 10993-14: Identificarea si cuantificarea produselor de degradare din
materiale ceramice
ISO 10993-15: Identificarea si cuantificarea produselor de degradare dinmetale si aliaje
ISO 10993-16: Proiectarea studiilor toxicocinetice pentru produse dedegradare si substante extractibile
ISO 10993-17: Stabilirea limitelor admisibile pentru substante extractibile
ISO 10993-18: Caracterizare chimica a materialelor
ISO/TS 10993-19: Caracterizarea fizico-chimica, morfologica sitopografica a materialelor
ISO/TS 10993-20:Principii si metode pentru testarea imunotoxicitatiidispozitivelor medicale
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
17/54
17
Standard ISO 10993-1: Evaluare
si testare Principii de evaluare a toxicitatii
1. Caracterizarea si identificarea compozitieibiomaterialului, potentiale impuritati si substanteextractibile;
2. Considerarea de efecte toxice pentru produsele deextractie si produsele de degradare;
3. Teste realizate de personal specializat;
4. Analiza date la autoritatile de verificare;
5. Reevaluare de efecte toxice daca au loc modificari de
compozitie, in timpul prelucrari sau la utilizare;6. Analiza datelor: nonclinice, clinice, postmarket etc.
7. Toate materiale teste de citotoxicitate, sensibilizare siteste de iritare
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
18/54
Standard ISO 10993-14:
Caracterizarea materialelor Proprietati chimice, toxicologice,
fizice, electrice, morfologice si
mecanice: Material
Aditivi
Contaminanti de proces si reziduuri
Substante extractibile
Produse de degradare
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
19/54
Standard ISO 10993-14:
Caracterizarea materialelor De ce caracterizam?
Stabilirea amprentei
Determinarea prezentei de substanteextractibile
antioxidanti contaminanti surfactanti
stabilizatori plastifianti monomeri
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
20/54
Amprenta chimica
Spectroscopie IR
Spectroscopie RAMAN
Analiza termica (punct topire, grad decristalinitate, T vitrifiere)
Standard ISO 10993-14:
Caracterizarea materialelor
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
21/54
0
100
200
300
400
500
600
700
320 520 720 920 1120 1320 1520 1720
Frequency (cm-1
)
Inten
sity
(a.u.
)
Amide I
Collagen
Amide III
Collagen
CH2Wag
CO3, 2
PO4, 1
PO4, 2 PO4, 4
Spectru FTIR - Polyurethane
Spectru RAMAN os
Standard ISO 10993-14:
Caracterizarea materialelor
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
22/54
Teste mecanice
Intindere, compresiune, incovoiere Rezistenta la soc
Rezistenta la oboseala
Standard ISO 10993-14:
Caracterizarea materialelor
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
23/54
Conditii de testare:
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
24/54
Standard ISO 10993-5:
Citotoxicitate
- Testarea citotoxicitatii prin metoda
contactului direct- Testarea citotoxicitatii prin metoda
extractului
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
25/54
Materialele toxice inhiba caile metabolice alecelulelor
Surse de materiale toxice: componente extractibile
Aditivi pentru prelucare Plastifianti
Monomeri
Doza de agent chimic eliberat in:
Doza de expunere: doza aplicata sistemului Doza eliberata: doza absorbita de celule
Standard ISO 10993-5:
Citotoxicitate
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
26/54
26
Testare In vitro
Culturi de celule:
Prelevare tesut
Maruntire fina
Extragere celule libere din
MEC, prin digestie(tripsina,
colagenaza etc.)
Conditionarea placi/ petri cunutrienti, temperatura 37oC!
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
27/54
Testare In vitro: Contact direct
Contact direct Monstrat confluent de celule,
(fibroblaste)
biomaterial in contact direct
24 ore, 37C
Celulele: Modificare morfologie
Mor
Pierd aderenta la start
Hematoxylin blue: coloratie celule viiaderente
toxicitate=celule moarte/celule vii ! Fibroblaste?
Usor de mentinut
Buna corelatie cu testele pe animale
Sunt prezente in procesele devindecare a ranilor
Biomaterial
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
28/54
28
Monostrat de celule (L929 mouse fibroblast
cells , 100 x) - contact celula-celula bine
definit Indicatie material non-citotoxic
(raspuns negativ)
L929 mouse fibroblast cells (100 x ) , citotoxic
pozitiv metoda testului in elutie. Spatiile
mari dintre celule indica o dezintegrare
puternica a celulelor
http://www.devicelink.com/mddi/archive/98/04/013.html
Testare In vitro: Contact direct
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
29/54
29
Testare In vitro : Difuzie in agar
Difuzie in agar Intre celule si material
se interpune un stratde agar
Substantele chimicedifuzeaza prin agar
Se utilizeaza coloratiipentru evidentiereacelulelor sanatoase
Zona necolorata injurul biomaterialului celule moarte
Biomaterial
Strat de agar
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
30/54
http://www.devicelink.com/mddi/archive/98/04/013.html
Material control pozitiv. Zona decolorata indica faptul ca prezenta probei determina liza celulelor material
toxic
Testare In vitro :
Difuzie in agar
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
31/54
31
Testare In vitro:Metoda
Extractului Extractia
CUM?
- Mentinere material in
solvent sau solutii apoase
(De ce solvent sau apa?)
Materialele se vor dizolva,
migra in solutie
Se aplica solutia in cultura
de celule
Coloratie celule viabile
Biomaterial
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
32/54
Teste In vitro: Comparatie
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
33/54
33
Standard ISO 10993-10:
Sensibilizare Contact prelungit a substantei chimice
ce interactioneaza cu sistemul imunitar
Pielea utilizare frecventa deoarececele mai multe reactii la biomaterialsunt mediate celular
Sensibilitatea dermica zone rosiaticesi umflare
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
34/54
Sensibilizare la manusi din latex utilizare saptamani- luni
http://www.devicelink.com/mddi/archive/98/05/025.html
Standard ISO 10993-10:
Sensibilizare
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
35/54
Porcusori de guineea: raspuns la sensibilizatoridermici
Metode de testare: Probe repetate(Buehler): pentru dispozitive topice electrozi
dermici, componente chirurgicale Faza de inducere: expunere directa sub pansamente ocluzive: 6
ore/zi, 3 zile/saptamana, 3 saptamani
Faza de refacere: 2 saptamani odihna pentru a permitedezvoltarea unui raspuns
Expunere finala
Maximizare (Magnuson-Kligman): materiale in contact cu alta
zona decat pielea Extracte fluide preparate in solutii saline sau ulei vegetal Injectarea extractului cu adjuvanti care amplifica raspunsul imun
Doua saptamani odihna
Aplicarea topica a extractului
Standard ISO 10993-10:
Sensibilizare
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
36/54
Raspuns pozitiv la testul maximizare porcusor de guinea
http://www.devicelink.com/mddi/archive/98/05/025.html
Standard ISO 10993-10:
Sensibilizare
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
37/54
37
Standard ISO 10993-10: Iritatia
Iritatia: raspuns local al tesutului caracterizatde semnal obisnuit de inflamatie roseata
umflare
caldura durere
Substante chimice aditivi
sin prelucrare agenti de prelucare(e.g. urme tensioaactivi, urme
etilen oxid)
contaminanti
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
38/54
Teste pentru evaluare iritare
1. Teste in vitro
2. Teste in vivo3. Teste clinice(optional)
Standard ISO 10993-10: Iritatia
Teste in vivo pentru iritatie:
- Intracutanat;
- Piele primara;
- Ocular.
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
39/54
Test intracutanat: Iepuri (albino)
Se prepara extract sub control de temperatura,timp, suprafata material/volum (apa sau solventi pe
baza de ulei) Extractul se injecteaza in piele
Situsuri multiple
Control injectare
Observatii (roseata, umflare) la 24h, 48h, 72h
Teste agresive, extracte preparate in conditiiextreme maximizeaza sansa de a obtine efectiritant
Standard ISO 10993-10: Iritatia
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
40/54
http://www.devicelink.com/mddi/archive/98/06/012.html
Test de iritatie intracutanata - albino rabbits
Standard ISO 10993-10: Iritatia
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
41/54
Testul pe piele Mai putin agresiv
Se depune materialul pe spatele animalului
Se acopera cu material ocluziv
Aplicatie la 4-24 h
Observatie 72 h
Scor pentru roseata si umflare
Comparatie cu piele normala
Tip de raspuns: neglijabil, putin, moderat, sever
Standard ISO 10993-10: Iritatia
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
42/54
Testul ocular: Produse in contact cu ochiul
Extractul fluid(solid sau pulbere)
Se administreaza in sacul conjunctival - albino
rabbit Ochiul netratat - control
Observare regulata peste 72 h
Scor pe baza de: Umflare si inrosire a conjunctivei
Raspuns iris la lumina Opacifiere cornee
Prezenta de fragmente
Standard ISO 10993-10: Iritatia
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
43/54
43
Standard ISO 10993-11:
Efecte sistemice
Efecte de eliberare a substantelor in ficat,inima, rinichi, creier
Uzual se utilizeaza soareci si sobolani
Metode de aplicare: dermica
inhalare
intravenos
intraperitoneal
oral
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
44/54
Aplicare: Extracte fluide(intraperitoneal sau intravenos)
implantare de material (in special biodegradabile)(intramuscular, intraperitoneal, subcutanat)
Colectare Probe de sange(hematologie, chimia serului)
Probe de tesut(patologie)
Observare de semne adverse:
convulsii epuizare
pierdere in greutatie
Standard ISO 10993-11:
Efecte sistemice
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
45/54
Persistenta
acut (in 24 ore)
sub-acut (14-28 zile)
sub-cronic (pana la 90 zile sau pana la 10%
din durata de viata a animalului)
cronic (peste 90 zile sau peste 10% din
durata de viata a animalului)
Standard ISO 10993-11:
Efecte sistemice
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
46/54
46
Standard ISO 10993-6:
Efectul implantului Presupune evaluarea efectului
dispozitivului medical asupra
tesutului inconjurator Soareci, sobolani, porci de guinea,
iepuri
Important pt implant - dimensiune,sterilizare si implantare aseptica
Atentia orientata pe efecte locale
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
47/54
Iepuri: dimensiune material : 1x10 mm
sterilizat;
anestezie; 4 probe test si 4 probe control (inerte pentru
organism ) implante in muschiul paralombar;
probele test si control pe partile opuse;
termen scurt: raspuns tisular observat dupa 1-2
saptamani termen lung: raspuns tisular observat dupa 12-78
saptamani
Standard ISO 10993-6:
Efectul implantului
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
48/54
La fiecare interval de timp se observa
dimensiunea capsulei fibroase
Material reactiv: 2-4 mm grosime
Nu se observa capsula la control
Examinare histopatologica
Reactie inflamatorie la implant Celule moarte in jurul implantului
Standard ISO 10993-6:
Efectul implantului
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
49/54
Parametru urmarit Scor
Proliferare fibroblaste 0-lipsa fibroblaste
1 =putine fibrob laste
2= mai multe fibroblaste
3= numar egal de fibroblaste si fibrocite
4=fibroci te mature dominante
Organizarea colagenului 1 =dezorganizat, fara fibre vizibile
2= organizare relativa, imatur (fibre vizibile)
3= organizat, aproape normal
4= organizare normala
Tesutul de granulatie 1 = tesut de granulatie nesanatos, infectat
2= tesut de g ranulatie partial nesanatos
3- tesut de granulatie sanatos dar inca nu completat cu
epiderm
4= tesut de granulatie sanatos, completat cu epiderm
Delimitarea leziunii 1 = zona leziunii marcata distinct de tesutul sanatos
2= tesut sanatos in zona leziunii, dar imatur si usor de
demarcat
3= tesutul in zona leziunii bine integrat in tesutul normal
SCOR TOTAL
Scala pentru analiza histologica a calitatii vindecarii
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
50/54
http://www.devicelink.com/mddi/archive/98/08/013.html
Standard ISO 10993-6:
Efectul implantului
Raspuns minim Raspuns sever
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
51/54
Standard ISO 10993-6:
Efectul implantului
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
52/54
52
Standard ISO 10993-4:
Hemocompatibilitate
Sangele - celule: Eritrocite(viabilitate)
Limfocite(raspuns imun)
Celule albe (inflamatie) Proteinele coagularii
Teste : In vitro si in vivo
Testele in vitro necesita utilizarea de
anticoagulanti
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
53/54
TestTest MetodaMetoda ObservatiiObservatii
TrombozaTromboza AderareAderare placheteplachete,, leucociteleucocite,,
agregateagregate,, eritrociteeritrocite,, fibrinafibrina etc.etc.
MicroscopieMicroscopie opticaoptica sausau SEMSEM
CoagulareCoagulare TimpTimp partial departial de tromboplastinatromboplastina
PlachetePlachete NumarareNumarare placheteplachete
HematologieHematologie Numar Numar leucociteleucocite;; hemolizahemoliza
((hemoglobinahemoglobina din plasma)din plasma)
HemolizaHemoliza-- fragili tateafragilitatea
membraneimembranei celulelorcelulelor rosiirosii inin
contact cucontact cu materialulmaterialul sausaudispozitivuldispozitivul
ImunologieImunologie C3a, C5a, TCC, Bb, iC3b, C4d,C3a, C5a, TCC, Bb, iC3b, C4d,
SC5bSC5b--99
Metode de testare hemocompatibi litate
Standard ISO 10993-4:
Hemocompatibilitate
-
7/24/2019 Medicina Regenerativa3 [Compatibility Mode]
54/54
Neutrofile si limfocite normale materialcontrol , negativ Celule fragmentate ca urmare a expuneriila un material control pozitiv
Standard ISO 10993-4:
Hemocompatibilitate