この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令のPart 1 で説明されています。特に、さまざまな種類の ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令のPart 2 の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、 www を参照してください。 .iso.org/iso/foreword.html .
この文書は、技術委員会 ISO/TC 194, 医療機器の生物学的および臨床的評価によって作成されました。
この第 2 版は、技術的に改訂された第 1 版 (ISO 10993-15:2000) を取り消して置き換えるものです。
前作からの主な変更点は以下の通り。
- a)文書は現在、体内で分解するように設計された材料と、分解することを意図していない材料を考慮しています;
- b)試験方法に関する情報は、ナノ材料および関連する材料固有の基準を考慮するように修正されました。
- c)試験溶液（電解質）がより詳細に規定されている。
- d)サンプルの形状がより詳細に指定されている。
- e)浸漬試験手順が拡張されました。
- f)前版の附属書 C のステータスが変更され、現在は附属書 A として含まれています。
ISO 10993 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトで見つけることができます。
序章
医療機器に起因する潜在的な健康被害の 1 つは、電気化学的に誘発された分解生成物と生体系との相互作用による可能性がある.したがって、これらの材料の電気化学的挙動をテストするのに適した方法による、金属材料からの潜在的な分解生成物の評価は、材料の生物学的性能試験に必要なステップ。
体内環境には通常、ナトリウム、カリウム、カルシウム、およびマグネシウムの陽イオンと、塩化物、重炭酸塩、リン酸塩、および有機酸の陰イオンが、一般に 2 × 10 -3 mol/l ～ 150 × 10 -3 mol/l の濃度で含まれています。タンパク質、酵素、リポタンパク質などのさまざまな有機分子も存在しますが、それらの濃度は大きく異なります。以前の研究では、有機分子は金属インプラントの劣化に大きな影響を及ぼさないと想定されていましたが、最近の調査では、インプラントと組織の相互作用を考慮に入れる必要があることが示されています。特定の製品またはアプリケーションによっては、テスト環境の pH を変更することも考慮する必要がある場合があります。
このような生物学的環境では、金属材料は特定の劣化を受ける可能性があり、さまざまな分解生成物がさまざまな方法で生物学的システムと相互作用する可能性があります。したがって、これらの分解生成物の同定と定量化は、医療機器の生物学的性能を評価する上で重要なステップです。
1 スコープ
この文書は、最終的な金属製医療機器または臨床使用の準備が整った対応する材料サンプルからの分解生成物を特定および定量化するためのテストの設計に関する一般的な要件を指定します。
この文書は、in vitro分解試験で最終的な金属デバイスの化学変化によって生成される分解生成物にのみ適用されます。 in vitro試験の性質上、試験結果はインプラントまたは材料のin vivo挙動に近似しています。記載されている化学的方法論は、さらなる評価のための分解生成物を生成する手段です。
この文書は、体内で分解するように設計された材料と、分解することが意図されていない材料の両方に適用されます。
この文書は、純粋に機械的なプロセスによって発生する劣化の評価には適用されません。このタイプの分解生成物の製造方法は、特定の製品規格に記載されています。
注記純粋に機械的な劣化により、主に粒子状物質が発生します。これはこのドキュメントの範囲から除外されていますが、そのような分解生成物は生物学的反応を引き起こす可能性があり、ISO 10993 の他の部分で説明されているように生物学的評価を受ける可能性があります。
医療機器には幅広い金属材料が使用されているため、分解生成物を定量化するための特定の分析技術は特定されていません。特定の金属または合金に含まれる微量元素 (<10 -6 w/w) の識別は、この文書では扱われておらず、分解生成物の許容レベルに関する特定の要件もこの文書で提供されていません。
この文書は、分解生成物の生物学的活性を除外しています。 (代わりに、ISO 10993-1 および ISO 10993-17 の該当する条項を参照してください)
2 参考文献
以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成するように、本文で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 3585, ホウケイ酸ガラス 3.3 — 特性
- ISO 3696, 分析ラボ用水 — 仕様および試験方法
- ISO 8044, 金属および合金の腐食 - 基本的な用語と定義
- ISO 10993-1, 医療機器の生物学的評価 — Part 1: リスク管理プロセスにおける評価とテスト
- ISO 10993-9, 医療機器の生物学的評価 — Part 9: 潜在的な分解生成物の特定と定量化のためのフレームワーク
- ISO 10993-12, 医療機器の生物学的評価 — Part 12: サンプル調製および参考資料
- ISO 10993-13, 医療機器の生物学的評価 — Part 13: ポリマー医療機器からの分解生成物の同定と定量化
- ISO 10993-14, 医療機器の生物学的評価 — Part 14: セラミックスからの分解生成物の同定と定量化
- ISO 10993-16, 医療機器の生物学的評価 — Part 16: 分解生成物および浸出物のトキシコキネティクス研究デザイン
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 8044, ISO 10993-1, ISO 10993-9, ISO 10993-12 および以下に記載されている用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1
合金
他の金属および/または非金属元素の1つまたは複数の添加物を含む金属元素で構成される材料。
3.2
電解質
電流がイオンによって輸送される媒体
3.3
開回路電位
電流が流れていないときに参照電極または別の電極に対して測定された電極の電位。
3.4
パッシブリミットポテンシャル
Ea
パッシブレンジの正の限界の電極電位
注記 1:図 1 を参照。
3.5
故障の可能性
Ep
局部腐食または超受動腐食が発生する臨界電極電位。
注記 1:図 1 を参照。
3.6
吸収します
経時的に細胞および/または組織を通過または同化する非内因性(外来)物質または物質の作用
3.7
動電位試験
電極電位を事前にプログラムされた速度で変化させ、電流密度と電極電位の関係を記録する試験
3.8
定電位試験
電極電位を一定に保ち、電流を時間の関数として記録する試験
参考文献
| [1] | ASTM G 5-14, 定電位陽極分極測定を行うための標準参照試験方法 |
| [2] | NF S91-141, 歯科用金属合金の生分解性 — 電気化学試験の標準化 |
| [3] | ISO 10993-17, 医療機器の生物学的評価 — Part 17: 浸出性物質の許容限度の確立 |
| [4] | ISO 10271, 歯科 — 金属材料の腐食試験方法 |
| [5] | Midander K, Julander A, Kettelarij J, Lidén C, 人工汗でのテスト — 少ないほど多い? 2 つの異なる人工汗溶液における金属放出の比較。 Reg Toxicol Pharmaco 2016年11月; 81:381-386 |
| [6] | 溶解試験に応用可能なシミュレートされた生体液、Margareth RC Marques, Raimar Loebenberg, May Almukainzi |
| [7] | Walczak AP, Fokkink R, Peters R, Tromp P, Herrera Rivera ZE, Rietjens IM et al. in vitroヒト胃腸消化モデルにおける銀ナノ粒子と銀イオンの挙動。ナノ毒性学。 2013年7月号 pp.1198–1210 |
| [8] | ASTM WK52640, 吸収性金属のインビトロ分解試験の新しいガイド |
| [9] | ISO/TR 10993-22, 医療機器の生物学的評価 — Part 22: ナノ材料に関するガイダンス |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 194, Biological and clinical evaluation of medical devices.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10993-15:2000), which has been technically revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
- a) the document now considers materials designed to degrade in the body as well as materials that are not intended to degrade;
- b) the information on test methods has been amended to consider nanomaterials and relevant material specific standards;
- c) the test solution (electrolyte) has been specified more;
- d) the sample shape has been specified more;
- e) the immersion test procedure has been expanded;
- f) the status of Annex C in the previous edition has been changed and now included as Annex A.
A list of all parts in the ISO 10993 series can be found on the ISO website.
Introduction
One of the potential health hazards resulting from medical devices can be due to the interactions of their electrochemically induced degradation products with the biological system. Therefore, the evaluation of potential degradation products from metallic materials by methods suitable for testing the electrochemical behaviour of these materials is a necessary step in the biological performance testing of materials.
The body environment typically contains cations of sodium, potassium, calcium, and magnesium, and anions of chloride, bicarbonate, phosphate, and organic acids generally in concentrations between 2 × 10–3 mol/l and 150 × 10–3 mol/l. A range of organic molecules such as proteins, enzymes, and lipoproteins are also present, but their concentrations can vary to a great extent. Earlier studies assumed that organic molecules did not exert a significant influence on the degradation of metallic implants, but newer investigations indicate that implant–tissue interactions should be taken into account. Depending on a particular product or application, altering the pH of the testing environment may also need to be considered.
In such biological environments, metallic materials may undergo a certain degradation, and the different degradation products can interact with the biological system in different ways. Therefore, the identification and quantification of these degradation products is an important step in evaluating the biological performance of medical devices.
1 Scope
This document specifies general requirements for the design of tests for identifying and quantifying degradation products from final metallic medical devices or corresponding material samples finished as ready for clinical use.
This document is applicable only to those degradation products generated by chemical alteration of the final metallic device in an in vitro degradation test. Because of the nature of in vitro tests, the test results approximate the in vivo behaviour of the implant or material. The described chemical methodologies are a means to generate degradation products for further assessments.
This document is applicable to both materials designed to degrade in the body as well as materials that are not intended to degrade.
This document is not applicable to evaluation of degradation which occurs by purely mechanical processes; methodologies for the production of this type of degradation product are described in specific product standards, where available.
NOTE Purely mechanical degradation causes mostly particulate matter. Although this is excluded from the scope of this document, such degradation products can evoke a biological response and can undergo biological evaluation as described in other parts of ISO 10993.
Because of the wide range of metallic materials used in medical devices, no specific analytical techniques are identified for quantifying the degradation products. The identification of trace elements (<10–6 w/w) contained in the specific metal or alloy is not addressed in this document, nor are specific requirements for acceptable levels of degradation products provided in this document.
This document excludes the biological activity of the degradation products. (See instead the applicable clauses of ISO 10993-1 and ISO 10993-17).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 3585, Borosilicate glass 3.3 — Properties
- ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
- ISO 8044, Corrosion of metals and alloys — Basic terms and definitions
- ISO 10993-1, Biological evaluation of medical devices — Part 1: Evaluation and testing within a risk management process
- ISO 10993-9, Biological evaluation of medical devices — Part 9: Framework for identification and quantification of potential degradation products
- ISO 10993-12, Biological evaluation of medical devices — Part 12: Sample preparation and reference materials
- ISO 10993-13, Biological evaluation of medical devices — Part 13: Identification and quantification of degradation products from polymeric medical devices
- ISO 10993-14, Biological evaluation of medical devices — Part 14: Identification and quantification of degradation products from ceramics
- ISO 10993-16, Biological evaluation of medical devices — Part 16: Toxicokinetic study design for degradation products and leachables
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8044, ISO 10993-1, ISO 10993-9, ISO 10993-12 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
alloy
material composed of a metallic element with one or more addition(s) of other metallic and/or non-metallic elements
3.2
electrolyte
medium in which electric current is transported by ions
3.3
open-circuit potential
potential of an electrode measured with respect to a reference electrode or another electrode when no current flows to or from it
3.4
passive limit potential
Ea
electrode potential of the positive limit of the passive range
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.5
breakdown potential
Ep
critical electrode potential above which localized or transpassive corrosion is found to occur
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.6
absorb
action of a non-endogenous (foreign) material or substance passing through or being assimilated by cells and/or tissue over time
3.7
potentiodynamic test
test in which the electrode potential is varied at a preprogrammed rate and the relationship between current density and electrode potential is recorded
3.8
potentiostatic test
test in which the electrode potential is maintained constant and the current is recorded as a function of time
Bibliography
| [1] | ASTM G 5-14, Standard Reference Test Method for Making Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements |
| [2] | NF S91-141,Biodegradabilityof dental metal alloys — Standardization of electrochemical test |
| [3] | ISO 10993-17, Biological evaluation of medical devices — Part 17: Establishment of allowable limits for leachable substances |
| [4] | ISO 10271, Dentistry — Corrosion test methods for metallic materials |
| [5] | Midander K, Julander A, Kettelarij J, Lidén C, Testing in artificial sweat — Is less more? Comparison of metal release in two different artificial sweat solutions. Regul Toxicol Pharmacol. 2016 Nov; 81:381-386 |
| [6] | Simulated Biological Fluids with Possible Application in Dissolution Testing, Margareth R. C. Marques, Raimar Loebenberg, and May Almukainzi |
| [7] | Walczak A.P., Fokkink R., Peters R., Tromp P., Herrera Rivera Z.E., Rietjens I.M. et al., Behaviour of silver nanoparticles and silver ions in an in vitro human gastrointestinal digestion model. Nanotoxicology. 2013, 7 pp. 1198–1210 |
| [8] | ASTM WK52640, New Guide for In-Vitro Degradation Testing of Absorbable Metals |
| [9] | ISO/TR 10993-22, Biological evaluation of medical devices — Part 22: Guidance on nanomaterials |