ISO 10993-232021Amd 12025 医疗器械生物学评价 第23部分刺激性试验 修正案1附加体外重建人表皮模型标准立项发展报告

医疗器械生物学评价第23部分：刺激性试验修正案1：附加体外重建人表皮模型标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BiologicalEvaluationofMedicalDevices—Part23:TestsforIrritation—Amendment1:AdditionalInVitroReconstructedHumanEpidermisModels摘要随着医疗器械产业的快速发展与全球化进程的深入推进，生物学安全性评价已成为产品上市前合规审查的核心环节。刺激性试验作为医疗器械生物学评价体系中的重要组成部分，其技术路线的科学性与适用性直接关系到患者使用安全和产业创新效率。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2025年5月正式发布了ISO10993-23:2021/Amd1:2025修正案，在原有刺激性试验标准框架内补充了附加体外重建人表皮模型的应用规范，标志着医疗器械刺激性评价从传统动物试验向体外替代方法转型迈出了关键性一步。本报告围绕该修正案的立项背景、技术内容、标准价值及未来趋势展开系统分析。报告首先梳理了ISO10993系列标准的发展脉络及第23部分标准的修订动因，继而详细解读了修正案中新增体外重建人表皮模型的技术要求、验证数据和应用场景，随后介绍了主导修订工作的国际标准化组织医疗器械生物学评价技术委员会（ISO/TC194）的组织架构与工作成果，最后结合3R原则（替代、减少、优化）和全球监管协调趋势对该标准的应用前景进行了展望。本报告旨在为医疗器械研发人员、标准化工作者及监管机构提供系统性的技术参考与决策支持。关键词：医疗器械；生物学评价；刺激性试验；体外重建人表皮模型；ISO10993-23；替代方法；标准化Keywords:MedicalDevices;BiologicalEvaluation;IrritationTesting;InVitroReconstructedHumanEpidermisModels;ISO10993-23;AlternativeMethods;Standardization1引言1.1研究背景医疗器械的安全性评价贯穿产品全生命周期，其中生物学评价是评估器械与人体接触时所产生潜在生物学风险的系统性方法。刺激性试验旨在评价医疗器械或其浸提液与皮肤、黏膜或组织接触后是否引起局部炎症反应，是生物学评价中不可或缺的组成部分。长期以来，刺激性试验主要依赖兔皮肤刺激试验等体内动物模型，这些方法虽在历史上发挥了重要作用，但其种属差异、主观判读偏差及伦理争议日益成为制约行业发展的瓶颈。近年来，随着组织工程技术和细胞生物学研究的深入，体外重建人表皮模型（ReconstructedHumanEpidermis,RHE）逐步成熟并在化学品安全性评价领域获得法规认可。体外科学研究所、欧莱雅等机构开发的多种商业化的RHE模型已被经济合作与发展组织（OECD）采纳为测试指南（TestGuideline439）。然而，在医疗器械领域，由于样品形态复杂、浸提液制备方法特殊、适用性验证不足等原因，体外重建人表皮模型的应用长期未纳入国际标准体系。1.2标准修订的必要性ISO10993-23:2021《医疗器械生物学评价第23部分：刺激性试验》是医疗器械刺激性评价的核心国际标准，于2021年发布并取代了此前ISO10993-10中有关刺激性与致敏性的部分内容。该标准首次将体外重建人表皮模型纳入推荐的试验方法，但仅明确认可了特定的几种商业模型。这种限定性表述在一定程度上限制了行业对新型合格模型的采用，也未能充分反映该领域近年来的技术进展。随着更多体外重建人表皮模型完成验证研究并进入市场，国际社会对扩大标准适用范围、细化技术要求、明确验证准则的呼声日益强烈。此外，欧盟医疗器械法规（MDR2017/745）和美国食品药品监督管理局（FDA）对动物试验替代方法的鼓励性政策，也为标准的进一步修订提供了强有力的外部驱动力。2ISO10993系列标准概述与本次修订背景2.1ISO10993系列标准框架ISO10993是国际标准化组织制定的医疗器械生物学评价系列标准，涵盖了医疗器械生物学安全性评价的各个层面，包括风险管理框架下的评价与试验（ISO10993-1）、动物福利要求（ISO10993-2）、遗传毒性、致癌性和生殖毒性试验（ISO10993-3）、血液相互作用试验（ISO10993-4）等。该系列标准是全球医疗器械监管机构普遍认可的技术依据，也是各国制定本国标准的重要参考基础。其中，ISO10993-23作为刺激性试验的专项标准，规定了医疗器械及其组成材料引发皮肤或黏膜刺激反应的评价方法和判定标准，包括体内试验方法（兔皮肤刺激试验）和体外替代方法（重建人表皮模型试验），并引入了基于风险管理的试验策略选择原则。2.2ISO10993-23:2021的核心内容与局限ISO10993-23:2021的核心贡献在于首次将体外重建人表皮模型确立为刺激性试验的可行替代方案，并规定了该方法的基本操作流程和结果判读标准。该标准将体外试验方法定位为筛选策略的首选方案，即在条件允许的情况下优先采用体外方法进行刺激性评价。然而，该版本在附件中仅明确认可了特定商业化的RHE模型，未建立系统性的新模型合格评定框架，也未对模型的适用性验证、性能指标、局限性分析等作出详细规定。这一局限在实践中产生了两方面的影响：一方面，部分已具有充分验证数据的新型RHE模型因未被标准明确收录而难以在国际注册申报中被监管机构接受；另一方面，模型开发者缺乏清晰的标准化路径指引，导致验证研究的设计和实施存在较大异质性。2.3Amd1:2025修正案的制定过程基于上述需求，ISO/TC194技术委员会于2022年启动了ISO10993-23:2021的修正案制定程序。修正案经过工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段的讨论和投票，最终于2025年5月正式发布。在制定过程中，来自各成员体的专家就新增模型的合格判定标准、验证数据要求、试验可重复性和可再现性指标等关键技术问题进行了充分研讨。3修正案主要技术内容解析3.1附加体外重建人表皮模型的纳入本修正案的核心成果是在ISO10993-23:2021的基础上，新增了多个经过验证的体外重建人表皮模型。这些模型均基于人源角质形成细胞在体外培养条件下构建的三维表皮结构，具有与正常人表皮相似的组织形态学和屏障功能特征。修正案对新增模型的纳入设定了严格的技术准入门槛。首先，模型需提供完整的验证数据，包括但不限于模型形态学特征、屏障功能指标（如组织活力、渗透性）、阳性对照和阴性对照的响应范围、批次间一致性和实验室内/实验室间可重复性等。其次，模型需在多项独立实验室中完成跨实验室验证研究，确保其在不同操作条件下的结果稳定性和可转移性。此外，模型供应商需承诺持续的质量控制和批次放行标准，确保商业化模型的性能一致性。3.2技术要求的细化与更新修正案在原有标准框架基础上，对体外重建人表皮模型试验的技术要求进行了系统性的细化和更新。具体而言，在试验方法层面，修正案对试验样品的制备要求——包括液体样品的直接施加方法、固体样品的浸提液制备方法及浸提介质的选择原则——进行了进一步明确，增加了对浸提条件的标准化建议。在暴露方案方面，修正案细化了样品暴露时间的选择依据，补充了对挥发性物质和粘稠样品的特殊处理方式，增强了标准对复杂样品类型的适用性。在结果判读层面，修正案在保留组织活力测定（MTT法）作为核心评价指标的基础上，增加了对细胞形态学变化的辅助评估要求，要求试验报告中同时记录细胞形态变化观察结果作为组织活力数据的补充证据，从而提高了结果判读的全面性和可靠性。3.3试验方法的适用性分析修正案明确指出，新增的体外重建人表皮模型同样遵循原标准中的适用性判定原则。在医疗器械刺激性评价的策略选择中，体外方法在以下情形下具有明显优势：一是筛查阶段需要进行大量候选材料的快速比较评价时；二是材料本身具有较强刺激性，出于动物福利考量宜优先采用替代方法时；三是产品迭代过程中需要比较配方或工艺变更前后的刺激性变化趋势时。然而，修正案同样强调体外方法并非适用于所有情况。对于某些特殊类型的医疗器械——如长期植入器械、可降解材料、含纳米组分的器械等——其生物学反应机制可能超出单纯表皮刺激范畴，仍需结合其他生物学评价方法综合判断。此外，在监管申报中，某些国家或地区的注册当局可能仍对体外试验数据作为唯一依据持保守态度，企业应结合目标市场的法规要求制定灵活的评价策略。4国际上对替代方法的法规环境与政策支持4.1国际机构对3R原则的推动及OECD相关测试指南的影响3R原则（替代、减少、优化）自1959年由Russell和Burch提出以来，已成为全球生命科学领域动物实验伦理治理的核心理念。在医疗器械安全性评价领域，3R原则的落实受到ISO10993-2:2006《动物福利要求》的明确指引，该标准要求在进行生物学评价时应优先考虑使用替代方法。OECD测试指南439（皮肤刺激体外试验）已先后经过多次修订，建立了基于RHE模型的规范化试验流程，并被欧盟CLP法规、全球化学品统一分类和标签制度（GHS）等监管框架采纳。此次ISO10993-23修正案新增的RHE模型，许多已在OECD框架下完成了验证，两者的协同联动进一步推动了替代方法在更大范围内的法规认可。4.2欧盟和美国监管框架的演进及其影响欧盟医疗器械法规（MDR2017/745）于2021年5月全面实施，显著提升了对医疗器械临床前安全性数据的要求。欧盟参考实验室（EURLECVAM）持续发布和更新替代方法的推荐状态，为监管机构接受体外数据提供了科学参考。与此同时，美国FDA长期以来积极鼓励开发和使用替代性试验方法，其替代方法工作组持续推进将已验证的体外方法纳入监管审查框架。FDA在新发出的指导文件中明确表示，在适当的情况下，采用经过验证的体外替代方法获得的数据可以替代传统的动物试验数据用于510(k)和PMA申报。这些政策动向为ISO10993-23修正案的落地实施提供了良好的制度环境，也进一步增强了行业采用体外方法的信心。5主要修订单位介绍5.1国际标准化组织医疗器械生物学评价技术委员会（ISO/TC194）ISO/TC194（医疗器械生物学评价技术委员会）是国际标准化组织下设的专门负责医疗器械生物学评价领域标准制定的技术委员会，秘书处由德国标准化协会（DIN）承担。该技术委员会成立于1989年，截至目前拥有来自全球30余个成员体的参与和观察资格，下设多个工作组（WorkingGroup,WG），分别负责不同专项标准的制定和维护。ISO/TC194的组织结构体现了多学科、多利益相关方协同的标准制定理念。委员会的成员构成涵盖国家监管机构、医疗器械生产企业、检测与认证机构、学术研究机构及动物福利组织等各类利益相关方。在刺激性试验相关领域，ISO/TC194设有专门工作组（主要负责ISO10993-23系列标准的技术工作），其召集人及项目负责人由来自德国、美国、日本、中国等成员体的资深专家担任，秘书处为工作组提供项目管理、文件流转、会议组织及与中央秘书处的沟通协调等全方位支持。在ISO10993-23:2021/Amd1:2025修正案的制定过程中，ISO/TC194充分发挥了其作为国际标准制定平台的核心作用。在立项阶段，委员会通过系统性调研和成员体投票程序确认了扩大体外重建人表皮模型适用范围的必要性；在起草阶段，工作组组织各成员体专家分工撰写技术文件、汇总验证数据并进行多轮技术审评；在协商阶段，委员会通过多轮书面评审和面对面会议充分吸纳各成员体的意见和建议，最终推动修正案顺利通过FDIS投票。据统计，该修正案在DIS和FDIS投票阶段均获得了高比例的赞成票，体现了国际社会对该修正案技术内容的广泛认同。5.2其他参与机构和国际协作ISO/TC194在修正案的制定过程中广泛吸纳了国际替代方法验证机构、区域性标准化组织和行业学会的技术输入。OECD的测试指南工作组为修正案中试验方法验证数据的评估提供了方法学参考，欧盟EURLECVAM在体外方法的技术审评方面提供了专业性建议，国际医疗器械监管者论坛（IMDRF）则在促进全球监管机构对修正案内容的协调认可方面发挥了积极作用。这种多方参与、充分协商的工作机制保证了标准内容的科学性、公正性和广泛适用性。6结论与展望ISO10993-23:2021/Amd1:2025修正案的正式发布，是医疗器械生物学评价领域标准化工作的一项重要里程碑。该修正案在原有标准框架内补充了附加体外重建人表皮模型，为行业提供了更丰富的替代方法选择，回应了技