ISO 10993-122021 医疗器械生物学评价 第12部分样品制备与参照样品标准立项发展报告

医疗器械生物学评价第12部分：样品制备与参照样品标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BiologicalEvaluationofMedicalDevices—Part12:SamplePreparationandReferenceMaterials摘要关键词：医疗器械；生物学评价；样品制备；参照样品；ISO10993-12；标准化Keywords:MedicalDevices;BiologicalEvaluation;SamplePreparation;ReferenceMaterials;ISO10993-12;Standardization1引言医疗器械的生物相容性直接关系到患者的健康与生命安全。在国际医疗器械监管体系中，ISO10993系列标准是开展医疗器械生物学评价的最重要的技术依据之一。该系列标准由国际标准化组织（ISO）下设的ISO/TC194（医疗器械生物学和临床评价技术委员会）负责制定和维护，覆盖了生物学评价的总体框架、动物福利要求、遗传毒性、致癌性、生殖毒性、全身毒性、局部反应等各个评价维度。在ISO10993系列标准体系中，第12部分《样品制备与参照样品》承担着极为特殊的基础性功能。无论是细胞毒性试验、致敏试验、刺激性试验，还是全身毒性试验和植入试验，其共同的前提条件都是以适当方式制备试验样品，并以合理方式选择参照材料进行对照。样品制备的方式（包括形态、尺寸、表面积、浸提条件等）直接决定了试验系统与实际临床使用条件的相关性，也直接影响不同实验室之间试验结果的可比性。正因如此，ISO10993-12被视为整个生物学评价体系的“第一块积木”，其技术质量直接影响系列标准中所有依赖样品制备的试验方法的执行效果。ISO10993-12:2021是该标准的第三版，由ISO/TC194负责修订，于2021年1月20日正式发布，替代了ISO10993-12:2012版本。该版本在技术内容、结构编排和术语定义等方面均有显著调整，体现了医疗器械生物学评价领域近年来在风险管理理念、浸提方法科学性和参照样品可比性等方面的新进展。深入理解和准确实施该标准，对于医疗器械生产企业、检验机构、监管部门和临床研究机构均具有重要的现实意义。2标准概述2.1标准基本信息ISO10993-12:2021《医疗器械生物学评价第12部分：样品制备与参照样品》由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization）发布，归于ISO/TC194技术委员会管辖范围。该标准为ISO10993系列的第12个组成部分，当前版本为2021年1月20日发布的第三版，取代了2012年的第二版。标准语言为英语，采用国际通用的标准化文件格式，适用于全球各成员体的采用和转化。2.2适用范围-试验样品的制备方法，涵盖样品形态选择、尺寸确定、表面处理以及从成品或部件中取样等要求；-参照样品（ReferenceMaterials）的选择和使用要求；-浸提液（ExtractionFluid）制备的规范化方法；-与样品制备相关的文档记录要求。该标准适用于所有需要进行生物学评价的医疗器械和生物材料，包括有源植入器械、无源植入器械、体外诊断器械、接触材料及复合医疗器械等，也适用于在医疗器械制造过程中使用的辅助材料。2.3标准定位作为ISO10993系列中的基础性标准，ISO10993-12在整套体系中承担着“横向支撑”的功能定位。它不属于某一类特定毒性终点的试验方法标准，而是为其他各分标准（如ISO10993-3遗传毒性、ISO10993-5细胞毒性、ISO10993-6植入后局部反应、ISO10993-10刺激与致敏、ISO10993-11全身毒性等）中所规定的各类生物学试验提供统一的样品制备和参照材料技术保障。这种“伞形”定位决定了该标准应用的广泛性和技术基础性。3修订背景与技术进展3.1标准修订的国际背景ISO10993-12:2021的修订工作始于2017年前后，历时约四年完成。修订工作的核心驱动力来自以下几个方面的需求变化。第一，生物学评价理念的持续演进。2018年发布的ISO10993-1:2018对生物学评价的基本框架进行了重大调整，明确将“风险管理”理念贯穿于整个评价过程之中，强调评价计划应基于器械与人体接触的性质、频率和持续时间进行风险适配。作为配套标准，ISO10993-12需要在样品制备和参照材料方面体现与风险管理框架的协调一致性。例如，对于不同接触时间类别的器械，样品制备的方式和浸提条件应当有所区别，以更好地模拟临床实际暴露场景。第二，浸提方法科学性的提升需求。随着新型材料（如可降解材料、纳米材料、水凝胶等）在医疗器械领域的广泛应用，传统的浸提方法在某些情况下已难以满足科学性要求。可降解材料在浸提过程中可能发生质量变化和降解产物释放，纳米材料的比表面积效应和团聚行为也使得传统“单位表面积-浸提体积”的比例关系面临挑战。2021版标准在浸提条件的选择原则中体现了更大的灵活性，引入了基于材料特性和临床使用方式的判据逻辑。第三，参照样品领域的技术进步。近年来，ISO/TC194在参照材料领域开展了大量验证研究工作，尤其是关于高密度聚乙烯（HDPE）和聚氨酯（PU）膜等常用参照材料在不同试验体系中的响应一致性问题。2021版标准对参照样品的使用要求进行了完善，对参照样品的来源可追溯性、批间一致性及使用中的注意事项提出了更明确的要求。第四，国际监管协调的深入推进。国际医疗器械监管者论坛（IMDRF）持续推动全球医疗器械监管协调，美国FDA、欧盟MDR、日本PMDA等主要监管机构均基于ISO10993系列制定各自的审评要求。新版标准的发布有助于各成员国在生物学评价的技术执行层面达成更深层次的协调一致。3.22021版主要技术变化相较于ISO10993-12:2012，2021版在以下方面做出了重要修订：-名称和术语调整：将“参照材料”（ReferenceMaterials）在部分语境下调整为“参照样品”（ReferenceSamples），使之与具体试验过程中实际使用的样品形态更吻合，并针对参照样品的类型和用途进行了更细致的分类描述。-结构重组和表述优化：按照“先行原则、后操作程序”的思路进行了结构重组，对样品制备和浸提程序进行了更清晰的层次划分，新增了关于样品选择基本原则的独立章节，提高了标准内容的可读性和操作性。-浸提条件选择原则的优化：在原有极性和非极性浸提介质基础上，增加了对浸提温度和浸提时间选择原则的详细指导，强调应根据器械的材料特性、临床使用方式以及预期接触条件进行科学论证。-增加针对特殊材料的注释和指导：对可降解材料、水凝胶、纳米材料等新型生物材料的样品制备注意事项进行了补充说明。-格式和排版调整：符合ISO对于标准类文件的最新编写规则，对原有章节进行了拆分和重组。4标准技术内容与实施要点4.1样品制备的基本原则ISO10993-12:2021强调，试验样品的制备应遵循三项基本原则。首先是“代表性原则”，即所制备的试验样品应能代表最终成品在实际临床使用中的材料组成、表面特性和加工状态。这意味着在可能的情况下应优先从最终产品上取样，而非仅使用原材料样品。其次是“可比性原则”，即样品制备方式应确保获得的试验结果在不同的实验室、不同的试验批次之间具有可比性，这要求对样品尺寸、形态、表面处理和浸提条件等因素进行严格控制。第三是“可追溯性原则”，即所有样品制备步骤均应记录在案，包括取样位置、加工方法、灭菌方式、储存条件等，确保从原料到试验样品的全过程可追溯。在具体操作层面，标准对不同物理形态的器械给出了分类指导，包括薄膜或片状材料、块状或棒状材料、管状器械、粉状或颗粒状材料、液体或半固体材料等。对于表面涂层器械，标准要求关注涂层与基体之间的界面关系，必要时需对涂层进行单独取样评价。4.2参照样品的基本要求ISO10993-12:2021将参照样品分为两大类：阴性参照样品和阳性参照样品。阴性参照样品是指在既定试验系统中已知不产生明显生物反应的物质，用于验证试验系统的灵敏度是否处于正常范围，排除假阳性结果的可能。阳性参照样品则是已知在试验系统中能够产生明确阳性反应的物质，其作用在于确认试验系统具有足够的响应能力，防止假阴性结果的发生。标准特别指出，参照样品的使用目的与试验样品不同。对于参照样品，通常不需要模拟临床使用的浸提条件，而是使用标准化的规定条件，以增强结果的可比性。此外，参照样品应尽可能选择组分稳定、批间差异小、易获取且经过标准化验证的材料。4.3浸提液制备的技术要求浸提液制备是ISO10993-12的核心内容之一，其技术要点是依据器械在实际临床使用中的接触条件来选择合理的浸提方式。标准中对浸提溶剂种类、浸提温度条件、浸提时间安排、浸提比例设定以及浸提装置要求进行了详细的技术规定。标准将浸提条件按照温度划分为多个梯度，从较为温和的模拟临床条件到较为剧烈的加速浸提条件（如37℃、50℃和121℃等），并明确指出不同温度的选择依据和使用情形。在浸提比例方面，2021版标准给出了依据样品形态（薄膜、管状、块状、粉状等）在采用“表面积-体积比例”方式时的参考数值，也考虑了几何形状不规则的器械以及粉末状样品在采用“质量-体积比例”方式时的适用情况。该标准同时允许在必要时基于适当论证采用其他比例。5参与制定和修订的标准化组织5.1ISO/TC194技术委员会ISO10993-12:2021由国际标准化组织下设的ISO/TC194“医疗器械生物学和临床评价技术委员会”制定和维护。ISO/TC194成立于1994年，秘书处由美国ANSI承担，目前拥有来自全球数十个国家的参与成员和观察成员，其工作范围涵盖医疗器械生物学评价、临床评价、风险管理等多个技术领域。截至目前，ISO/TC194已发布标准数十项，构成了全球医疗器械生物学评价领域最核心的国际标准体系。ISO/TC194下设多个工作组（WorkingGroup），其中与ISO10993-12直接相关的是负责样品制备和参照材料相关标准的工作组。该工作组的召集人来自德国或美国药典机构（具体随周期调整），其成员包括各国标准化机构的专家代表、医疗器械生产企业的技术专家、检验机构的资深技术人员以及监管机构的审评人员，体现了多利益相关方广泛参与的技术治理模式。5.2全国医疗器械生物学评价标准化技术归口单位在中国，ISO/TC194的国内技术对口单位是全国医疗器械生物学评价标准化技术归口单位，其秘书处设于山东省医疗器械和药品包装检验研究院（原济南医疗器械质量监督检验中心）。该归口单位在我国医疗器械生物学评价标准化工作中发挥着核心作用。山东省医疗器械和药品包装检验研究院是国家药监局直属的医疗器械检验检测机构，具备雄厚的检测技术能力和科研实力。作为全国医疗器械生物学评价标准化技术归口单位，其主要履行的职责包括：组织对我国参与ISO/TC194国际标准制定工作的专家团队进行管理；组织对ISO标准草案在我国的投票和意见反馈；组织开展ISO标准的转化和采用工作；参与我国医疗器械生物学评价标准的制修订工作；开展标准宣贯培训和技术咨询服务；推动标准化与产业创新的深度融合。在ISO10993-12:2021的修订过程中，该归口单位组织国内专家对该标准草案进行了多轮跟踪研究和意见反馈，组织了国内相关实验室对新版标准关键技术内容进行了验证和比对，为我国在该标准制修订过程中充分表达立场和维护行业利益发挥了重要作用。同时，该单位积极参与ISO/TC194相关工作组的工作，推荐专家参与国际标准起草和技术研讨，持续提升我国在国际标准化事务中的影响力和话语权。在标准的国内转化方面，该归口单位组织完成了对ISO10993-12:2021的等同采用工作，跟踪其与上一版本之间的技术差异，研究新版标准对我国医疗器械检测和监管体系的影响，并计划配套开展标准宣贯和培训工作。这一系列工作对我国医疗器械产业适应国际标准最新要求、保障产品安全有效具有重要的支撑意义。6标准实施与行业发展展望6.1标准实施技术影响ISO10993-12:2021的实施对我国医疗器械行业产生了多方面的影响。在检测实验室层面，新版标准对样品制备过程和浸提条件的论证提出了更高要求。实验室需要建立更加完善的样品信息记录系统，确保每个试验样品的来源、形态、加工方式、灭菌条件等信息可溯源。在检验报告层面，相关的背景考察和准备情况说明需要在报告中更加详细地呈现。在生产企业层面，企业需要在设计开发阶段就充分考虑后续生物学评价中样品制备的可操作性，必要时调整产品设计和工艺方案，以便于后续评价工作的开展。6.2与法规体系的衔接在监管层面，ISO10993-12:2021的发布对我国医疗器械注册审评和上市后监管体系产生了一体化影响。我国《医疗器械监督管理条例》（国务院令第739号）和《医疗器械注册与备案管理办法》（国家市场监督管理总局令第47号）均明确规定，医疗器械注册申请人应当提交生物学评价资料。2021年发布的新版《医疗器械生物学评价指南》也明确要求生物学评价应遵循ISO10993系列标准的框架和方法。ISO10993-12:2021作为其中的基础性标准，其正确实施是满足我国监管要求的基本前提。6.3未来发展趋势展望未来，ISO10993-12及相关标准的发展呈现以下趋势：标准化与风险管理理念持续融合，样品制备和试验条件的选择将进一步以实际临床风险为依据；新材料和新技术的挑战促进标准体系持续更新，可降解材料、纳米材料和组合产品的不断涌现将推动相应标准化需求持续增长；数字化与智能化技术的引入为标准化工作带来新的机遇，如通过计算机模拟辅助选择浸提条件、利用数据库实现参照材料各批间响应数据的共享与分析等；国际协调和技术互认将不断深化，进一步降