可沥滤物测试
定义与来源与风险
基本概念
可沥滤物:医疗器械在接触人体或体液时释放的化学物质,包括灭菌残留剂(如环氧乙烷)、工艺残留物(溶剂、催化剂)、材料单体(如丙烯酸酯)、添加剂(增塑剂、抗氧化剂、着色剂)及降解产物等。
已知可沥滤物:通过原材料信息或工艺可预先识别的目标物质(如DEHP增塑剂)。
未知可沥滤物:需通过浸提试验和未知物筛查鉴别的物质(如降解副产物)。
| 术语 | 定义 | 示例 |
|---|---|---|
| 可沥滤物 | 材料在接触介质(如水、模拟液)中释放的化学物质 | 塑料输液袋中的增塑剂(DEHP) |
| 浸出物 | 可沥滤物在实际使用条件下迁移到药品或体液中的部分 | 注射器中的硅油进入药液 |
| 提取物 | 在极端条件(高温、强溶剂)下从材料中强制释放的化合物(用于风险评估) | 环氧乙烷灭菌残留物 |
来源与风险
可沥滤物(Leachables)指医疗器械、食品包装、药品包装等材料在使用过程中,因接触人体组织、体液、药液或储存介质(如空气、水)而释放的化学物质。常见来源包括:
材料固有成分:如高分子材料中的单体(如双酚A)、添加剂(增塑剂、抗氧化剂、着色剂)。
加工残留:灭菌剂(环氧乙烷)、溶剂、润滑剂、脱模剂。
降解产物:材料老化或化学反应产生的副产物(如聚氯乙烯的氯化氢)。
环境相互作用:与血液、药液接触后溶解或反应生成的物质。
可沥滤物源于材料自身、生产污染或储存中的化学反应。长期接触可能导致毒性反应(致癌、致畸)或生物相容性问题,尤其对植入器械(如人工关节)和长期接触器械(如输注管路)风险更高。
测试的核心目的
安全性评估:验证释放的化学物质是否超出安全限值,避免急性/慢性毒性(如致癌、致畸、过敏)。
合规性验证:满足国内外法规(如GB/T 16886系列、ISO 10993、FDA指南)要求。
质量优化:指导材料选择与工艺改进,降低可沥滤物风险。
测试标准与法规
| 标准/法规 | 适用范围 | 核心要求 |
|---|---|---|
| USP <1663> | 药品包装材料 | 定性/定量分析可沥滤物,评估毒理学风险(如TTC阈值) |
| ISO 10993-12 | 医疗器械生物相容性 | 规定浸提条件(温度、时间、介质)和检测方法 |
| EP 3.1.7 | 欧洲药典(直接接触药品的包装) | 要求检测重金属、塑化剂等特定物质 |
| 中国药典(2025) | 药用辅料和包装材料 | 新增“可沥滤物风险评估”章节,参考ICH Q3E |
| GB/T 16886.17-2025 | 医疗器械可沥滤物限量 | 规定允许限量的建立原则与方法 |
| ISO 10993-18 | 医疗器械材料化学表征 | 强化可沥滤物分析流程与数据要求 |
| FDA指南 | 吸入制剂包装 | 提供风险评估框架与案例 |
| EMA SCT | 药品包装安全性 | 强调毒理学关注阈值(TTC)应用 |
测试方法与流程
信息收集与样品制备
信息收集:获取器械材料组成、生产工艺、添加剂清单及潜在降解产物信息。
样品选择:优先选用终产品或代表性部件,确保浸提比例(表面积/体积)模拟临床最坏条件。
预处理:切割、研磨或溶解,确保可沥滤物充分释放。
浸提试验设计
浸提条件(根据产品使用场景选择):
常规条件:37°C ±1°C,24小时(模拟人体接触)
加速条件:70°C ±2°C,24小时(极端情况评估)
浸提介质:水、0.9% NaCl溶液、5%乙醇(模拟不同体液)
浸提方式需模拟或严于临床使用条件,常用方法包括:
| 浸提方式 | 适用场景 | 特点与要求 |
|---|---|---|
| 模拟浸提 | 常规器械(如输液器) | 接近实际条件(如生理盐水),需控制浸提体积以匹配灵敏度要求 |
| 极限浸提 | 长期植入器械(>30天) | 严苛溶剂(乙醇/水混合液),覆盖最大释放量;若结果符合安全限值,可免模拟浸提 |
| 加速浸提 | 稳定性研究 | 提高温度/时间,需验证不改变物质性质 |
| 加严浸提 | 高灵敏度物质检测 | 延长浸提时间或增大表面积/体积比,结果需大于临床实际释放量 |
关键参数:
浸提介质:根据物质极性选择(水、乙醇、甲苯),避免溶剂干扰目标物(如异氰酸酯遇水水解)。
温度与时间:匹配临床接触周期(如口腔器械用酸性介质,37℃模拟体温)。
分析方法
| 技术 | 检测目标 | 灵敏度 |
|---|---|---|
| GC-MS | 挥发性有机物(如溶剂残留) | 0.01 ppm |
| LC-MS/MS | 难挥发物(抗氧化剂、增塑剂降解产物),灵敏度达ng/mL级 | 0.001 ppm |
| ICP-MS | 重金属(Pb、Cd、As等) | 0.1 ppb |
| ICP-OES | 常量元素 | — |
| FTIR | 高分子降解产物 | 定性分析 |
元素分析:
ICP-MS(痕量金属,如铅、镉)。
ICP-OES(常量元素)。
有机物分析:
GC-MS:挥发性物质(残留溶剂、单体)。
LC-MS/MS:难挥发物(抗氧化剂、增塑剂降解产物),灵敏度达ng/mL级。
联用技术:如HPLC-DAD同时检测多种丙烯酸酯(如人工晶状体中的HEMA、MMA)。
方法学验证
非标方法需验证以下参数:
灵敏度:检出限(LOD)、定量限(LOQ)。
准确性:加标回收率(85%~115%),如DEHP在血液介质中回收率92%~98%。
精密度:重复性(RSD < 5%)。
风险评估
毒理学评估:
计算每日允许暴露量(PDE)或阈值毒理学关注度(TTC)。
示例:DEHP的PDE为20 μg/kg/day(FDA建议)。
安全性结论:
可沥滤物总量<毒理学阈值 → 通过
单一物质超标 → 需改进材料或工艺