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新闻中心
哪些医疗器械需要做机械溶血测试?怎么做?
在心血管介入器械的注册申报中,机械溶血是生物相容性评价里绕不开的一项。它不关心材料化学物析出,而是盯着器械运行时物理力对红细胞的“误伤”。
一、机械溶血到底是什么?
简单说,机械溶血就是红细胞在剪切应力、湍流、撞击、负压抽吸等纯物理力量下破裂,释放出血红蛋白。它和材料介导的溶血完全是两码事,很多人会搞混,看这张表就清楚了:
对比维度
机械溶血
材料介导溶血
致伤原因
血流剪切、压力差、机械碰撞、空化
材料化学物渗出(增塑剂、残留单体等)
评估对象
器械的物理设计:泵头、流道、管路、阀门
材料的化学毒性
常用标准
ASTM F1841、ASTM F1830、ISO 10993-4 附录A
ISO 10993-4 常规溶血、ISO 10993-5 细胞毒
常见的机械力场景包括:蠕动泵管反复挤压、高速离心血泵叶轮旋转、狭窄流道形成的射流,以及手术负压吸引产生的气泡空化效应。
二、哪些产品必须关注这项测试?
只要器械在临床使用中对循环血液施加了长时间、高剪切力或非生理性机械作用,且体外性能评估提示有溶血风险,就极可能要补上机械溶血评价。以下产品几乎逃不掉:
心室辅助装置(VAD)、全人工心脏
体外膜肺氧合(ECMO)系统及离心/滚轮血泵
心肺转流(CPB)用血泵、储血器、氧合器
血液透析血路管泵段、透析器端盖血流冲击区
经导管/外科人工心脏瓣膜
血管内轴流泵(如Impella类)
负压抽吸器械:手术吸引管、自体血回输系统
造影剂高压注射系统等高剪切导管装置
仅短暂接触血液且无主动机械力施加的普通输液器、外周静脉留置针等,通常只做材料介导溶血即可,无需强制加测机械溶血。
三、测试到底怎么做?
目前公认的测试标杆是ASTM F1841-19e1,辅以ISO 10993-4:2017附录A和FDA相关导则。
1.试验血液准备
优先选择新鲜抗凝全血(牛血最常用),采血后4~6小时内必须用完。红细胞压积调至30±2%,血浆游离血红蛋白(pfHb)基线必须低于20 mg/dL。血的初始质量一差,后续结果全白费。
2.循环回路搭建
在37±1℃恒温条件下,用待测器械和配套管路组成闭合循环系统。运行时间通常2~6小时。同时设置阴性对照(静态血样)、阳性对照(物理破碎)以及系统适用性对照。
3.分时取样检测
在0、30、60、120、180分钟等节点采血,立即离心取血浆,用分光光度法测定血浆游离血红蛋白(pfHb),同步记录全血红蛋白和红细胞比容。
4.计算核心指标:归一化溶血指数(NIH)
NIH (g/100L) = [ΔpfHb × V × (100 - Hct) × 100] / (Q × T)
5.其中 ΔpfHb:游离血红蛋白增量(g/L),V:回路总容积(L),Hct:红细胞比容(%),Q:流量(L/min),T:循环时间(min)。
合格限没有统一强制数字,企业要结合同类上市产品文献和临床使用场景来定,并提交依据。例如传统滚轮泵泵段NIH通常要求低于0.05~0.1 g/100L,高速旋转血泵的接受范围可能适当放宽。
四、为什么要花大力气做这项测试?
安全层面:红细胞大量破碎后,游离血红蛋白急剧升高,迅速消耗掉体内的结合珠蛋白。大量游离Hb通过肾脏滤过,可能引发血红蛋白尿甚至急性肾损伤;同时它还会“抢夺”一氧化氮,造成血管收缩、内皮功能紊乱,升高肺动脉压和血栓形成风险。
法规层面:对于三类高风险循环血泵、人工瓣膜等,NMPA和FDA都将其列为必检项目,注册申报资料中必须包含体外机械溶血性能数据。很多发补意见就是因为缺少这一项或数据不完善。
研发层面:在原型机阶段就用NIH数据反推流道间隙、转速等设计参数的优劣,能大幅减少后续动物实验的轮次,缩短研发周期。
五、企业实操避坑指南
和多位审评老师交流下来,下面这几点是企业在准备机械溶血测试时最容易出问题的,提前避开能省很多事。
1 原型机阶段就介入,别等型检
设计定型后再测,一旦NIH超标就要大改流道或泵头,代价巨大。研发阶段用溶血数据迭代优化,效率最高。
2 可接受标准不能拍脑袋定
“NIH<0.1 g/100L”这类笼统写法早已不被接受。必须引用同类上市产品公开数据或临床文献,结合自己产品的使用时长(短期/长期植入)给出有理有据的限值。
3 血液质控是生命线
必须同批号、同日龄动物、同时段采血,严格控制运输和储存温度。基线pfHb过高或出现血凝块的血液,直接判定试验无效,整个试验需要重做。
4 回路材料和对照设置要严谨
所有回路管路、接头自身的背景溶血必须提前验证,对结果的干扰要可忽略。除了静态对照,还要设置一个已知溶血特性的泵或管路作为系统适用性对照,证明测试体系有效。
5 提交完整数据,不要只给一个结论数值
注册审评要看到每个时间点的原始pfHb、Hct变化曲线,明确列出NIH计算公式及所引用的标准(一定要注明ASTM F1841)。光报一个NIH数字会被要求发补。
6 不要孤立看待溶血数据
器械若同时存在长期植入、持续机械力作用,最终的血液相容性评价必须把机械溶血与材料溶血、凝血激活、血小板、补体系统等结果整合分析,安全风险是联动的,不能割裂。
7 尽量按照GLP规范执行
在具备资质或依从GLP原则的实验室完成,确保数据完整性、可追溯性,对FDA及海外申报尤为重要,能显著减少体系核查时的质疑。
本文由广州佳誉医疗器械有限公司/佛山浩扬医疗器械有限公司联合编辑






