ISO 10993-102021 医疗器械的生物学评价.第10部分皮肤致敏试验标准立项发展报告

医疗器械的生物学评价第10部分：皮肤致敏试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BiologicalEvaluationofMedicalDevices—Part10:TestsforSkinSensitization摘要随着医疗器械行业的快速发展和全球化进程的不断深入，医疗器械的生物安全性评价已成为产品上市前审评的核心环节。其中，皮肤致敏试验作为评估医疗器械材料是否引发迟发型超敏反应的关键手段，对于保障患者使用安全具有不可替代的作用。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO10993-10:2021《医疗器械的生物学评价第10部分：皮肤致敏试验》标准，系统梳理了该标准的修订历程、核心技术内容、试验方法学进展及其在国际监管框架中的定位。报告重点分析了该标准相较前版的主要技术变更，包括对致敏试验方法的优化、动物福利要求的强化以及与化学品评价体系（联合国GHS分类系统）的衔接，并深入介绍了主要参与单位——国际标准化组织ISO/TC194技术委员会的组织架构与工作机制。本报告旨在为我国医疗器械生产企业、检验检测机构及监管人员理解和运用该标准提供系统参考，并为我国相关标准的制修订工作提供借鉴。关键词：医疗器械；生物学评价；皮肤致敏试验；ISO10993-10；标准化；迟发型超敏反应；动物替代试验Keywords:Medicaldevices;Biologicalevaluation;Skinsensitizationtesting;ISO10993-10;Standardization;Delayed-typehypersensitivity;Animalalternativetesting1引言1.1研究背景医疗器械的安全性问题直接关系到患者的生命健康。在医疗器械产品设计和开发过程中，材料的选择及其与人体组织的接触安全性必须经过系统、科学的评价。皮肤致敏（皮肤敏感化）是医疗器械生物相容性评价的重要指标之一，指机体在初次接触某种物质后，免疫系统产生特异性记忆反应，当再次接触相同或相似物质时，引发以T细胞介导的IV型迟发型超敏反应。这一反应可能导致接触性皮炎等不良临床后果，严重影响患者的生活质量和治疗效果。国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）技术委员会ISO/TC194（医疗器械生物学评价与临床研究）负责制定医疗器械生物学评价领域的国际标准，其中ISO10993系列标准是国际公认的医疗器械生物学评价基础标准框架。ISO10993-10作为该系列的重要组成部分，专门规定了医疗器械材料皮肤致敏试验的方法和要求，是各国医疗器械注册审评中广泛引用的技术依据。1.2标准修订的必要性ISO10993-10:2021是在ISO10993-10:2010基础上的系统修订版本。随着科学技术的不断进步，致敏试验方法学研究取得了长足发展，特别是以"减少、优化、替代"（3R原则）为核心的动物福利理念持续深化，以及计算机预测模型和体外替代方法在毒理学评价中的不断成熟，均对原有标准提出了更新的技术要求。此外，全球化学品统一分类和标签制度（GHS）的推广应用，也要求医疗器械领域标准与化学品评价体系在致敏性分级方面实现更好的衔接与协同。2标准概述2.1标准基本信息ISO10993-10:2021《医疗器械的生物学评价第10部分：皮肤致敏试验》由国际标准化组织于2021年11月16日正式发布，标准状态为现行有效。该标准归属于ISO10993系列标准框架之下，是该系列中生物学试验方法标准的重要组成部分。2.2标准的适用范围本标准适用于评估医疗器械或组成材料引起皮肤致敏反应的潜在能力。其适用范围覆盖了与人体直接或间接接触的各类医疗器械，包括但不限于：-表面接触器械（如体外诊断设备、电极、监护设备附件等）-外部接入器械（如输液管路、引流管、内窥镜附件等）-植入性器械（如骨钉、心脏起搏器、人工关节等）同时，标准也适用于医疗器械的原材料、半成品、成品及各组成部件和组件。2.3标准的法规地位与行业意义ISO10993-10:2021在国际医疗器械监管体系中具有举足轻重的地位。在欧盟，该标准被欧洲标准化委员会（CEN）采纳为ENISO10993-10，成为医疗器械CE标志认证中生物相容性评价的重要依据。在美国，食品药品监督管理局（FDA）在510(k)上市前通告和PMA上市前批准程序中均认可该标准作为生物相容性评价的指导性文件。在我国，国家药品监督管理局（NMPA）修订的《医疗器械生物学评价指南》也明确将ISO10993-10作为皮肤致敏试验的技术依据。标准在全球范围内的广泛采纳，有效促进了医疗器械注册审评的技术协调和数据互认。3标准的修订历程与背景3.1ISO10993-10标准的历史沿革ISO10993-10标准的修订历程反映了医疗器械生物学评价方法学的持续进步和监管要求的不断完善。该标准的历次版本演进情况如下表所示：|版本年份|主要技术特征与修订重点||:---:|:---||1995年（首版）|首次将皮肤致敏试验从ISO10993系列中独立成篇，主要参照OECD导则406（豚鼠致敏试验方法），以豚鼠最大值试验（GPMT）和封闭式斑贴试验（Buehler法）为核心方法，确立了医疗器械材料致敏性评价的基本框架||2002年（第一次修订）|引入小鼠局部淋巴结试验（LLNA）作为首选的筛选方法，补充了试验样品制备的详细技术要求和结果评价的量效关系分析原则，增强了定量评价能力||2010年（第二次修订）|强化了3R原则的应用要求，进一步细化了样品制备、剂量选择、结果判定等技术环节，增补了试验报告的内容要求，提高了与ISO10993系列其他部分的一致性||2021年（第三次修订）|在试验方法学更新、动物福利要求强化、与GHS系统衔接、报告规范化等方面实现系统升级（详见下文分析）|从上述演进过程可以看出，ISO10993-10标准经历了从单一方法到方法组合、从定性判定到半定量评价、从笼统要求到精细规范的发展历程，整体趋势与毒理学评价科学的发展方向高度一致。3.22021版标准修订的背景与驱动力2021版标准的修订主要受以下因素驱动：（1）毒理学替代方法学的快速进步。近年来，国际替代方法验证协调委员会（ICCVAM）、欧洲替代方法验证中心（EURLECVAM）和经济合作与发展组织（OECD）在致敏性体外替代方法验证方面取得了重要进展。以人细胞系活化试验（h-CLAT）、骨髓U937细胞皮肤致敏试验（U-SENS™）和KeratinoSens™等为代表的体外方法已陆续被OECD接受为测试指南（OECDTG442D、442E），这为标准中引入替代方法提供了科学基础。（2）3R原则在全球范围内的深入实施。动物实验的"减少（Reduction）、优化（Refinement）、替代（Replacement）"原则已成为国际生命科学领域的普遍共识。欧盟全面禁止化妆品动物实验的政策导向也对医疗器械领域产生了积极的示范效应和推动力。（3）GHS制度对致敏性分类的标准化需求。联合国GHS制度对皮肤致敏物建立了1A（强致敏）和1B（其他致敏）的分类标准，要求各行业领域在化学危害评价中遵循统一的分类框架。ISO10993-10:2021需要在试验策略和结果表达方面实现与GHS分类体系的有效衔接。（4）医疗器械产业发展的现实需求。新型医疗器械材料不断涌现，纳米材料、可降解材料、生物活性材料等新型材料对致敏性评价方法提出了新的挑战，标准需要适应新技术发展的评价需求。4标准主要内容与技术要点4.1标准总体框架ISO10993-10:2021在结构编排上遵循ISO10993系列标准的统一格式，主要内容涵盖以下几个方面：-范围（Scope）：明确标准适用的医疗器械类型和接触性质-规范性引用文件（Normativereferences）：列出标准正文中引用的ISO和OECD等国际标准-术语和定义（Termsanddefinitions）：对皮肤致敏、致敏原、诱导、激发、致敏等级等核心概念进行统一定义-致敏试验的总体原则（Generalprinciples）：规定试验策略、方法选择原则和结果解读框架-试验方法（Testmethods）：系统规定各试验方法的技术路线和操作规范-样品制备（Testsamplepreparation）：规定医疗器械材料浸提、稀释、浓度选择等要求-结果评价与报告（Evaluationandreporting）：规定结果判定标准、分级方案和报告要素4.2核心试验方法2021版标准涵盖的主要试验方法包括：（1）豚鼠最大值试验（GuineaPigMaximizationTest，GPMT）GPMT是经典的皮肤致敏性评价方法，也是目前灵敏度较高的动物试验方法。该方法通过皮内注射和局部封闭敷贴相结合的方式进行诱导，在激发阶段通过封闭敷贴观察皮肤反应。GPMT试验周期约为4周，通常需要20只豚鼠。该方法灵敏度较高，能够检测出较弱的致敏原，适用于医疗器械材料的系统评价。（2）封闭式斑贴试验（BuehlerTest）Buehler试验采用全程封闭式表面敷贴的方式诱导致敏反应，该方法的优点是操作相对简便，试验过程更接近临床实际暴露途径（经皮途径），但灵敏度低于GPMT。一般适用于具有足够皮肤渗透性的材料或化学品。（3）小鼠局部淋巴结试验（LLNA）及其非放射性改良法LLNA法基于致敏原引起小鼠耳廓引流淋巴结中T淋巴细胞增殖的原理，通过测量淋巴细胞增殖程度来定量评价致敏性。该方法的突出优点是能提供剂量-反应关系数据，支持致敏效力的定量评价，且所需动物数量较豚鼠法少，动物痛苦程度低。2021版同时纳入了非放射性改良方法（如LLNA:DA和LLNA:BrdU-ELISA），进一步降低了放射性同位素的使用风险。（4）体外替代方法（Invitromethods）2021版标准新增了体外替代方法的参考内容，包括基于树突状细胞活化标志物检测的方法（如h-CLAT、U-SENS™等），以及基于角质形成细胞抗氧化应答元件（ARE）通路激活的KeratinoSens™方法。体外方法可以作为已有致敏性数据的补充证据，用于支持整体评价结论。4.32021版主要技术变化分析相较于ISO10993-10:2010，2021版标准的主要技术变化集中在以下方面：（1）试验策略的优化（层级递进与证据权重）2021版更加强调分层递进的试验策略（tieredtestingstrategy），即优先通过文献调研和已有数据分析开展初步评估，在需要新的试验数据时优先选择体外方法或LLNA，仅在必要时才开展豚鼠试验。这种策略导向体现了3R原则在标准中的深度融入，也符合毒理学评价中"证据权重"（weightofevidence）方法论的发展趋势。（2）与GHS分类体系的衔接2021版在结果评价中引入了与GHS致敏性分类（1A/1B）的对应关系，规定了如何根据LLNA的EC3值（引起3倍刺激指数所需浓度）等数据对致敏效力进行分级。这一变化极大增强了标准结果与全球化学品危害分类体系的互通性，有利于跨领域的数据比较和互认。（3）样品制备要求的细化（4）试验报告的规范化2021版建立了更全面的试验报告要素清单，要求明确报告试验方法的局限性、数据的不确定性和结果的外推限制，体现了科学报告透明性和可追溯性的更高要求。5修订的企事业单位或标准化技术委员会介绍5.1责任技术委员会概况ISO10993-10:2021由国际标准化组织ISO/TC194（医疗器械生物学评价与临床研究技术委员会）负责制定和维护。ISO/TC194成立于1989年，秘书处设于德国标准化协会（DIN），其工作范围涵盖医疗器械生物学评价和临床研究领域的标准化工作。技术委员会中国际专家代表来自全球各主要经济体的监管机构、科研院所、检验机构和生产企业。目前，ISO/TC194下设多个工作组（WorkingGroups，WGs），分别负责ISO10993系列标准中不同部分的制修订工作。其中，负责皮肤致敏试验相关标准的工作组为WG8（致敏反应工作组），由来自美国、德国、日本、中国、英国等国家的毒理学和免疫学专家组成。5.2技术委员会的工作机制ISO/TC194的工作遵循ISO/IEC导则所规定的协商一致原则。标准制修订的一般工作流程包括：-新工作项目提案（NP）：由成员国或联络组织提出标准制修订需求-工作组草案（WD）：由工作组召集人组织专家起草工作组草案-委员会草案（CD）：草案提交技术委员会内部征求意见-国际标准草案（DIS）：草案提交全体成员国投票和征求意见-最终国际标准草案（FDIS）：对DIS意见处理后形成的最终版本进行正式投票-国际标准出版（IS）：投票通过后正式发布2021版标准的修订工作自2017年正式启动，期间工作组先后召开多次面对面会议和网络研讨会，系统收集了来自各成员国和联络组织（包括世界卫生组织WHO、国际医疗器械监管者论坛IMDRF等）的反馈意见，历时近四年最终达成共识。5.3标准制定的科学性保障机制ISO/TC194在标准制修订过程中建立了完善的技术审查机制。每个工作组的技术论证均需经过系统的文献综述、数据比对和方法学验证。例如，在2021版修订过程中，工作组组织开展了多项实验室间的验证研究和数据比对工作，以确保引入的新方法在实验室间具有良好的可重复性和可靠性。这种"基于科学证据的标准制定"模式，保障了标准内容的前沿性和可信度。6标准在我国的转化与应用6.1国内标准转化情况我国在ISO10993-10标准的转化方面建立了完善的"采标"机制，坚持国际标准跟踪研究与国内标准同步制修订的工作模式。目前，我国转化该标准的主要内容如下：|标准编号|标准名称|转化关系||:---:|:---|:---:||GB/T16886.10-2017|医疗器械生物学评价第10部分：刺激与皮肤致敏试验|修改采用（MOD）ISO10993-10:2010|当前，我国正在同步推进GB/T16886.10的修订工作，以适应ISO10993-10:2021的技术更新要求。上海市医疗器械检验研究院作为全国医疗器械生物学评价标准化技术归口单位，持续跟踪ISO/TC194标准动态，为国内标准的及时修订提供了有力支撑。6.2标准实施的建议与展望针对ISO10993-10:2021在我国的实施，建议关注以下几个方面：-加快跟踪ISO10993-10:2021的修订动态，及时启动GB/T16886.10的同步修订工作，确保国内外标准评价方法的一致性-加强LLNA和体外替代方法在医疗器械领域的验证应用研究，积累本土实验室的方法学数据-持续完善与国际接轨的医疗器械生物学评价能力建设，提升检验检测实验室在替代方法方面的技术能力-推动监管部门、检验机构和企业之间的技术交流，促进新版标准在注册审评中的科学应用7结论ISO10993-10:2021作为医疗器械生物学评价领域关于皮肤致敏试验的核心国际标准，其修订与发布体现了该领域科学认知和技术方法的持续进步。该标准在整合现有试验方法的基础上，引入了新的方法学元素和分类理念，强化了与全球化学品分类体系的一致性，并在动物福利要求方面积极回应了3R原则的深化趋势。标准的科学性和协调性显著提升，为全球医疗器械监管提供了更加完善的技术依据。参考文献[1]ISO10993-10:2021,Biologicalevaluationofmedicaldevices—Part10:Testsforskinsensitization[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandar