ISO 71992024 心血管植入物和人工器官血气交换器（氧合器）标准立项发展报告

心血管植入物和人工器官血气交换器（氧合器）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CardiovascularImplantsandArtificialOrgans—Blood-gasExchangers(Oxygenators)摘要随着心脏外科体外循环技术和体外膜肺氧合（ECMO）治疗的快速发展，血气交换器（氧合器）作为心血管植入物和人工器官领域的核心医疗设备，其安全性、有效性和质量可控性直接关系到患者的生命健康。为适应技术演进和临床需求的不断提升，国际标准化组织（ISO）于2024年9月5日正式发布了ISO7199:2024《心血管植入物和人工器官血气交换器（氧合器）》标准。该标准是对ISO7199:2016的全面修订与升级，系统规定了氧合器的术语定义、设计要求、材料选择、生物相容性评价、物理化学性能指标、机械性能、体外循环性能测试方法以及包装灭菌要求等内容。本报告系统梳理了该标准的立项背景、修订历程、核心技术内容及其与我国现行行业标准YY0604-2016的关联，并结合当前全球体外生命支持技术发展趋势，分析了新版标准在提升氧合器产品质量、保障临床使用安全、促进国际贸易与技术创新方面的重大意义。报告还介绍了标准修订过程中主要参与单位的贡献，并对标准未来的发展方向提出了展望，以期为行业监管、企业研发和质量控制提供参考依据。关键词：心血管植入物；人工器官；血气交换器；氧合器；国际标准；体外循环；医疗器械标准化AbstractWiththerapidadvancementofcardiopulmonarybypasstechnologyandextracorporealmembraneoxygenation(ECMO)therapy,blood-gasexchangers(oxygenators),ascoremedicaldevicesinthefieldofcardiovascularimplantsandartificialorgans,directlyimpactpatientsafetyandclinicaloutcomes.Toaccommodateevolvingtechnologicalinnovationsandgrowingclinicaldemands,theInternationalOrganizationforStandardization(ISO)officiallypublishedISO7199:2024—*Cardiovascularimplantsandartificialorgans—Blood-gasexchangers(oxygenators)*onSeptember5,2024.ThisstandardrepresentsacomprehensiverevisionandupgradeofISO7199:2016,systematicallyspecifyingrequirementsforterminology,design,materials,biocompatibilityevaluation,physicochemicalperformanceindicators,mechanicalproperties,in-vitroblood-gasexchangeperformancetestingmethods,aswellaspackagingandsterilizationrequirements.Thisreportsystematicallyreviewsthebackground,revisionhistory,coretechnicalcontent,anditsrelationshipwiththecurrentChineseindustrystandardYY0604-2016.Inlightofglobaldevelopmentsinextracorporeallifesupporttechnology,thereportanalyzesthesignificanceoftheneweditioninimprovingproductquality,ensuringclinicalsafety,facilitatinginternationaltrade,andpromotingtechnologicalinnovation.Thereportalsointroducesthecontributionsofkeyparticipatingorganizationsandprovidesanoutlookonfuturedevelopmentdirections,servingasareferenceforregulatoryauthorities,manufacturers,andclinicalinstitutions.Keywords:Cardiovascularimplants;Artificialorgans;Blood-gasexchangers;Oxygenators;Internationalstandards;Cardiopulmonarybypass;Medicaldevicestandardization一、引言1.1研究背景血气交换器（氧合器）是心血管外科体外循环手术和体外膜肺氧合（ECMO）治疗中不可或缺的关键医疗设备，其核心功能是在体外模拟人体肺部的气体交换功能，在心脏手术或呼吸衰竭等危重症救治过程中，暂时替代患者的心肺功能，为机体提供持续稳定的氧合血液供应。近年来，随着全球范围内心脏外科手术量的稳步增长以及ECMO技术在重症医学领域的广泛推广，氧合器的临床应用需求持续扩大，对其安全性、有效性和质量控制的要求也日益严格。在标准化层面，ISO7199是国际公认的氧合器专用标准，自1981年首次发布以来经历了多次修订。随着材料科学、流体力学、微加工技术等领域的持续进步，新一代氧合器在气体交换效率、血液相容性、微型化设计和集成化功能等方面均取得了重大突破，2016年版技术内容已难以完全覆盖当前的技术水平与临床需求。在此背景下，ISO/TC150（外科植入物标准化技术委员会）及其下设的SC2（心血管植入物分技术委员会）于2021年正式启动了对ISO7199:2016的系统性修订工作。经过近三年的多轮国际讨论、实验验证和专家审议，ISO7199:2024于2024年9月5日正式发布并取代ISO7199:2016成为现行有效版本。新版标准在保留原有核心框架的基础上，充分吸纳了近年来国际学术界和产业界在氧合器性能评价、安全性研究及临床实践中的最新成果，体现了国际标准化工作从"产品导向"向"全生命周期风险评估"转变的发展趋势。1.2标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO7199:2024||标准名称|心血管植入物和人工器官血气交换器（氧合器）||英文名称|Cardiovascularimplantsandartificialorgans—Blood-gasexchangers(oxygenators)||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）||技术委员会|ISO/TC150/SC2||分类号|外科植入物、假体和矫形||发布日期|2024年9月5日||国别|国际组织||语种|英语|1.3适用范围ISO7199:2024适用于在体外循环回路中用于血液氧合和二氧化碳清除的血气交换器（氧合器），包括但不限于：鼓泡式氧合器、膜式氧合器以及集成式氧合装置（如氧合器与心切血储血器一体化设备等）。该标准不适用于植入式人工肺及动物实验用氧合设备。二、标准修订背景与技术依据2.1修订的必要性ISO7199:2016自发布以来已使用了近八年时间，标准跟踪和验证过程中发现了多个需要改进和补充的技术环节，主要体现在以下几个方面：第一，随着氧合器制造工艺水平的提升和临床应用的不断拓展，传统检测方法逐渐暴露出灵敏度不足、操作复杂、重现性差等问题。例如，2016年版标准中规定的氧合性能测试方法在不同实验室间的一致性有待提升，亟需引入更加精确和标准化的检测手段。第二，ECMO技术的快速发展推动了氧合器适用范围的显著扩大。早期氧合器主要定位于心脏外科手术中短期（数小时至数天）使用，而如今氧合器在ECMO治疗中需要持续运转数周之久。这种使用场景的变化对氧合器的耐久性、稳定性和长期血液相容性均提出了更高的要求。第三，近年来生物材料学和血液相容性研究领域涌现了大量新的评价方法和技术手段，如补体激活评价、血小板活化检测、炎症因子释放分析等，这些方法为更全面、更科学地评价氧合器的血液相容性提供了可能。第四，国际医疗器械监管协调组织（IMDRF）和全球协调工作组（GHTF）均对医疗器械的安全性评价提出了基于风险管理的新要求，2016年版标准中部分"一刀切"式的硬性指标已不能适应风险分级评价和个性化设计的需要。2.2标准修订过程ISO7199:2024的修订工作由ISO/TC150/SC2（心血管植入物分技术委员会）牵头组织。修订项目于2021年正式立项，编号为ISO/NP7199。在修订过程中，来自美国、德国、中国、日本、法国、英国、意大利等国家的注册专家及观察员参与了多轮工作组会议和函审工作。中国作为ISO的正式成员国，积极派出专家参与本次修订工作。全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会心血管植入物分技术委员会（SAC/TC110/SC2）组织国内氧合器生产企业、检验机构和临床研究机构参与了相关条款的讨论和验证工作，充分反映了我国在氧合器研发和临床应用方面的实践经验和技术诉求。修订过程中共收集反馈意见200余条，经过逐条讨论和验证后，大部分意见被采纳或部分采纳。标准文稿先后经历了工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）四个阶段，于2024年6月通过最终表决，并于2024年9月5日正式出版发布。三、标准核心内容分析3.1标准框架ISO7199:2024在整体框架上延续了前版标准的基本结构，共包含以下主要章节：1.范围（Scope）2.规范性引用文件（NormativeReferences）3.术语和定义（TermsandDefinitions）4.设计要求（DesignRequirements）5.材料要求（MaterialRequirements）6.制造要求（ManufacturingRequirements）7.性能要求（PerformanceRequirements）8.测试方法（TestMethods）9.生物相容性评价（BiocompatibilityEvaluation）10.包装和标记（PackagingandLabeling）11.灭菌要求（SterilizationRequirements）12.制造商提供的信息（InformationSuppliedbytheManufacturer）附录A至附录G分别对氧合性能的体外测试方法、压力下降测试方法、血球损伤测试方法、涂层氧合器附加评价方法等进行了详细描述。3.2主要技术变化与ISO7199:2016相比，2024年版标准在以下核心技术内容上做出了重要调整和补充：（1）气体交换性能要求与测试方法的改进。新版标准对氧合器额定血流速率下的氧转移速率（O₂transferrate）和二氧化碳清除速率（CO₂removalrate）的最低要求进行了重新评估和调整。测试方法方面，新增了采用标准牛血或猪血的体外循环回路测试规范，对血液温度、pH值、血红蛋白浓度、碱剩余、氧饱和度等关键参数进行了更加严格的控制要求，以提高测试结果的准确性和可比性。同时引入气体交换效率（gasexchangeefficiency）的概念，更科学地反映氧合器在不同血流条件下的实际性能表现。（2）血液相容性评价体系的显著拓展。新版标准在生物相容性评价方面充分参考了ISO10993系列标准的最新要求，明确要求在风险评估的基础上对氧合器进行全面的血液相容性评价，涵盖溶血、血栓形成、补体激活、血小板活化、白细胞激活和炎症反应等多个维度。值得特别关注的是，标准重点强化了对涂层氧合器（如肝素涂层、磷酸胆碱涂层等）的附加评价要求，规定涂层相关评价应包含涂层稳定性、涂层活性持久性及涂层物质释放安全性等内容。（3）风险管理理念的系统融入。新版标准将ISO14971:2019《医疗器械风险管理对医疗器械的应用》所确立的风险管理框架全面纳入标准体系，要求制造商在产品设计开发的全过程中运用风险分析工具（如FMEA/FTA等），将风险控制措施与性能评价有机衔接，根据临床使用场景（如心脏手术短期应用、ECMO中长期应用）进行分级评价，体现了从"合规导向"向"风险导向"的转变。（4）耐久性和长期使用性能评价要求的增加。针对氧合器在ECMO场景中的长时间使用需求，新版标准新增了长期运行性能测试（建议持续运转至少14天），评估氧合器在长时间运转过程中的气体交换性能稳定性、压力下降变化趋势和纤维膜疏水性能保持情况。（5）对集成化产品适用范围的明确。针对近年来市场上日益增多的氧合器集成产品（如氧合器与离心泵头一体化设备、含心切血储血器集成系统等），新版标准明确了其适用原则——集成产品在整体评价的基础上，应分别满足各功能模块对应的标准条款要求。3.3与我国标准关联分析我国现行有效的氧合器行业标准为YY0604-2016《心血管植入物和人工器官血气交换器（氧合器）》，该标准修改采用（MOD）ISO7199:2016。作为国内氧合器产品注册和质量监管的重要依据，YY0604-2016在规范我国氧合器行业健康发展方面发挥了不可替代的作用。ISO7199:2024发布后，国家药品监督管理局医疗器械标准管理中心已计划启动YY0604的对应修订工作。未来新版行业标准预计将与国际标准保持同步修订节奏，并结合我国产业实际情况作出适当的本地化调整。对于我国氧合器生产制造企业而言，尽早理解和研究ISO7199:2024的技术内容变化，提前在研发设计、质量控制和注册检验等方面做好应对准备，至关重要。四、主要参与单位介绍4.1国际标准化组织（ISO）国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）成立于1947年2月23日，总部位于瑞士日内瓦，是全球最大的非政府性国际标准化专门机构，现有成员国（含正式成员、通讯成员和注册成员）共160余个。ISO的宗旨是"在世界范围内促进标准化工作的发展，以利于国际物资交流和互助，并扩大在知识、科学、技术和经济方面的合作"。ISO的组织架构包括全体大会、理事会、技术管理局（TMB）、技术委员会（TC）、分技术委员会（SC）和工作组（WG）等层级。截至2024年底，ISO共设有约250个技术委员会和500余个分技术委员会，已发布国际标准超过25000项，涵盖工业、农业、医疗健康、信息技术、环境保护等几乎所有人类活动领域。在医疗器械标准化领域，ISO设有多个技术委员会，其中ISO/TC150（外科植入物）负责外科植入物和相关医疗器械的标准化工作，下设SC1（材料）、SC2（心血管植入物和体外循环系统）、SC3（神经植入物）、SC4（骨与关节植入物）、SC5（组织工程医疗产品）和SC7（生物学评价）等分技术委员会。ISO/TC150/SC2（心血管植入物分技术委员会）负责心血管植入物、人工器官及体外循环相关设备的国际标准制修订工作，秘书处设于美国国家标准协会（ANSI）下属的美国医疗器械促进协会（AAMI）。该分技术委员会目前管理着包括ISO7199、ISO5840（心脏瓣膜）、ISO15675（心肺旁路系统）等在内的数十项国际标准的制修订工作。4.2主要参与单位4.2.1全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会心血管植入物分技术委员会（SAC/TC110/SC2）SAC/TC110/SC2是我国在心血管植入物和体外循环系统领域从事全国性标准化工作的专业技术组织，秘书处设于中国食品药品检定研究院（国家药品监督管理局医疗器械标准管理中心）。该委员会对口ISO/TC150/SC2的国际标准化工作，其主要职责包括：组织制修订心血管植入物领域的国家标准和行业标准；承担国际标准投票和意见反馈工作；组织国内生产企业在国际标准制修订过程中提出中国方案，维护国家产业利益。在ISO7199:2024修订过程中，SAC/TC110/SC2组织国内产学研用各方力量积极参与，多次组织专家研讨会梳理和总结国内氧合器产业对国际标准修订的诉求，并在CD和DIS阶段持续向ISO/TC150/SC2提交了关于氧合性能测试参数、血液相容性评价方法等技术内容的中国提案，部分建议得到采纳。4.2.2国际主要企业和机构在ISO7199:2024制定过程中，全球众多著名医疗器械制造商和研究机构深度参与了标准的技术讨论和验证工作。欧美主要参与企业包括：美国美敦力公司（Medtronicplc）、德国迈柯唯公司（MaquetGetingeGroup）、意大利索林集团（SorinGroup，现LivaNovaplc）以及美国泰尔茂心血管系统公司（TerumoCardiovascularSystemsCorporation）等。这些企业作为全球体外循环和ECMO设备的主导制造商，为标准的修订提供了大量一手的产品研发数据和临床应用反馈。此外，美国医疗器械促进协会（AAMI）作为ISO/TC150/SC2秘书处承担单位，在标准修订的组织协调和技术支撑方面发挥了核心作用。4.2.3中国主要参与单位在中国的参与工作中，以下单位的贡献尤为突出：中国食