过去，医疗器械生物学评价更多关注：

· 细胞毒性；

· 致敏；

· 刺激；

· 急性毒性等生物学试验。

但随着医疗器械材料越来越复杂：

· 高分子材料；

· 复合材料；

· 涂层材料；

· 可降解材料；

· 纳米材料；

· 新型添加剂；

医疗器械安全评价正在进入“化学风险时代”，监管机构越来越关注一个核心问题：

医疗器械在使用过程中，会释放哪些化学物质？这些物质是否可能对患者产生风险？

因此，医疗器械生物学评价理念正在从：

“测试材料是否有毒”

转向：

“识别释放物，并基于风险科学评价安全性”。

ISO 10993-18正是实现这一转变的重要标准。

 

一、ISO 10993-18是什么？

标准名称

ISO 10993-18:2020 Biological evaluation of medical devices — Part 18: Chemical characterization of medical device materials within a risk management process

其核心目标：

系统识别医疗器械材料中的化学组成，并评价可能释放到人体中的化学物质，为后续毒理风险评价提供科学依据。

简单理解：

ISO 10993-18回答：

“这个器械里面有什么？”

而：

ISO 10993-17回答：

“这些东西释放出来以后安全吗？”

 

二、为什么监管机构越来越关注ISO 10993-18？

1. 医疗器械材料越来越复杂

例如：

一次性输液器：

可能包含：

· PVC；

· 增塑剂；

· 稳定剂；

· 润滑剂。

导管：

可能包含：

· 聚氨酯；

· 抗氧剂；

· 加工助剂。

植入器械：

可能包含：

· 金属元素；

· 涂层材料；

· 降解产物。

传统生物试验无法回答：

“到底是什么导致风险？”

2. 生物学试验不能替代化学评价

例如：

某材料细胞毒性阴性。

是否意味着安全？

答案：

不一定。

因为：

· 某些低浓度长期暴露物质；

· CMR物质；

· 内分泌干扰物；

可能不会直接导致短期细胞毒性。

因此：

化学表征是风险评价的基础。

 

三、ISO 10993-18核心概念解析

1. 材料化学组成（Chemical Composition）

第一步：

了解器械由什么组成。

包括：

原材料

例如：

· 聚乙烯（PE）

· 聚丙烯（PP）

· PVC

· TPU

添加剂

例如：

· 增塑剂；

· 抗氧剂；

· 稳定剂；

· 着色剂。

工艺残留

例如：

· 溶剂；

· 催化剂；

· 清洗剂。

降解产物

例如：

· 可降解聚合物水解产物。

2. 可提取物（Extractables）

这是ISO 10993-18重点。

定义：

在实验室条件下，通过规定溶剂和提取条件，从医疗器械材料中提取出的化学物质。

例如：

使用：

· 水；

· 生理盐水；

· 乙醇；

· 异丙醇；

模拟不同环境。

检测：

“材料最多可能释放什么？”

3. 可浸出物（Leachables）

定义：

在实际使用过程中，从医疗器械释放进入人体环境中的化学物质。

例如：

输液袋：

材料释放：

↓

药液中检测到：

↓

患者输入体内

 

四、ISO 10993-18化学表征流程

Step 1：定义器械风险

首先根据：

ISO 10993-1风险管理原则：

确定：

接触类型：

· 表面接触；

· 外部沟通；

· 植入。

接触时间：

· ≤24小时；

· 24小时～30天；

· 30天。

Step 2：建立材料清单（BOM）

法规审查越来越关注：

Material Disclosure。

建议建立：

ISO10993-18：2020解析：医疗器械化学表征的实践标准与法规逻辑

Step 3：化学分析策略制定

ISO 10993-18强调：

采用：

定性分析

回答：

“有什么？”

常用：

GC-MS

适用于：

· 有机挥发物；

· 半挥发物。

LC-MS

适用于：

· 极性化合物；

· 大分子。

ICP-MS

适用于：

· 金属元素。

定量分析

回答：

“有多少？”

例如：

DEHP：

μg/device

金属：

μg/cm²

Step 4：确定提取条件

需要考虑：

浸提介质

模拟：

· 水环境；

· 脂溶环境；

· 极端情况。

浸提比例

例如：

表面积/体积：

cm²/mL

温度

例如：

37℃

时间

例如：

24小时、72小时。

Step 5：评价未知物

实际检测经常出现：

Unknown peak（未知峰）

ISO 10993-18要求：

需要：

· 鉴定；

· 估算浓度；

· 进行毒理评价。

不能简单：

“不知道，所以忽略”。

 

五、MDR对ISO 10993-18的关注

欧盟MDR Annex I：

要求：

医疗器械：

· 不得释放有害物质；

· 材料必须安全；

· 风险必须降低。

特别关注：

CMR物质

Carcinogenic
Mutagenic
Reproductive toxic

内分泌干扰物

Endocrine Disruptors

如果存在：

需要：

· 浓度说明；

· 暴露评价；

· 替代方案分析。

 

六、FDA对化学表征的关注趋势

FDA近年来越来越重视：

Extractables & Leachables（E&L）

尤其：

· 长期植入器械；

· 输液相关产品；

· 血液接触器械；

· 药械组合产品。

FDA审评中常关注：

材料组成；

· 添加剂；

· 浸提方法；

· 分析方法；

· 毒理评价。

 

七：常见问题解析

问题1：

材料供应商提供材料证明，可以不用化学表征吗？

答案：

通常不能。

原因：

最终器械：

还包括：

· 加工过程；

· 灭菌；

· 粘接；

· 包装。

都会改变化学风险。

问题2：

化学物质检测越多越好吗？

不是。

ISO 10993-18强调：

基于风险的化学表征。

不是无限检测。

需要：

风险驱动。

问题3：

未知峰如何处理？

建议：

建立：

Unknown identification strategy：

包括：

· 谱库匹配；

· 结构推断；

· 半定量；

· TTC评价。

 

八、实践建议

建议企业建立：

1. 材料数据库

包含：

· 材料组成；

· 添加剂；

· 供应商；

· 历史评价。

2. 化学表征流程

研发阶段：

材料筛选

↓

设计开发

↓

ISO 10993-18

↓

ISO 10993-17

↓

注册提交

3. 注册资料准备

建议形成：

Chemical Characterization Report：

包括：

· 器械描述

· 材料组成

· 浸提方案

· 分析方法

· 检测结果

· 未知物评价

· 毒理风险评价接口

 

结语

ISO 10993-18的核心价值可以总结为：

从“材料是什么”出发，系统识别医疗器械可能释放的化学物质，为生物安全风险评价提供科学证据。

未来医疗器械注册趋势：

已经从：

“材料符合要求”

发展到：

“材料释放风险可证明、可控制”。

对于企业而言：

ISO 10993-18不是单纯的一份检测报告，而是一套：

材料管理 + 化学风险识别 + 毒理评价 + 注册合规

的系统方法。

ISO 10993-18 =
材料组成分析 → 化学表征 → 提取物/浸出物识别 → 定量分析 → 支撑ISO 10993-17毒理风险评价

掌握ISO 10993-18，是医疗器械企业进入FDA、EU MDR及全球市场的重要基础能力。

 

 

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