Bewertung der Biokompatibilität von Atemgaswegen bei Anwendungen im Gesundheitswesen

Insight in Brief

Alle Medizinprodukte müssen auf ihre Biokompatibilität geprüft werden, insbesondere Medizinprodukte, die mit Atemgasen in Berührung kommen. Während die ISO 10993-Familie in der Medizinprodukteindustrie gut bekannt ist, ist die ISO 18562-Familie, die speziell für Atemgaswege gilt und seit 2017 existiert, für viele Hersteller noch neu oder unbekannt.

Dieser Artikel fasst die Struktur der ISO 18562-Familie und ihre Auswirkungen auf die Entwicklung von Medizinprodukten, die mit Atemgasen in Kontakt kommen, zusammen und behandelt die Prüfstrategien. Ausserdem werden die wichtigsten Prüfparameter wie die Patientenpopulation, die Kontaktdauer oder das Kondensat im Atemgas erörtert.

Einleitung

Aufbau der ISO 18562-Familie

Bevor wir uns mit dem Thema der Bewertung befassen, müssen wir zunächst die Struktur der ISO 18562 skizzieren und verstehen. Die ISO 18562 besteht aus vier verschiedenen Teilen, wobei der Ausgangspunkt der Biokompatibilitätsbewertung die ISO 18562-1 ist, die den Prozess, die Planung und die Analyse der Testdaten definiert. Für die Prüfung selbst bezieht sie sich auf die folgenden drei Teile:

ISO 18562-2 für Prüfung der Emissionen von Partikeln
ISO 18562-3 für Prüfungen der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs)
ISO 18562-4 für Prüfungen der herauslösbare Substanzen in Kondensaten

Teil 1: Bewertung und Prüfung im Rahmen eines Risikomanagementprozesses

Vereinfacht lässt sich das Verfahren wie folgt darstellen:

In einem ersten Schritt werden die mit dem Atemgas in Berührung kommenden Komponenten und deren Materialien bewertet und es wird analysiert, ob genügend relevante Daten zur Biokompatibilität vorliegen.
Im nächsten Schritt müssen die erforderlichen Tests einschliesslich des Testaufbaus definiert werden.
Der Test wird durchgeführt.
Sobald wir die Emissionsdaten haben, können wir die dem Patienten verabreichte Dosis berechnen und das Risiko für den Patienten bewerten, das dem klinischen Nutzen des Medizinprodukts gegenübergestellt wird.

Bei der Auswahl der durchzuführenden Tests sind nicht nur die Tests in den Teilen 2 bis 4 der ISO 18562 zu berücksichtigen, da es auch andere Stoffe gibt, die von Belang sein könnten und deren Bewertung von verschiedenen zuständigen Behörden verlangt wird:

SVOCs (halbflüchtige organische Verbindungen) und VVOCs (sehr flüchtige organische Verbindungen)
Ozon, wo elektrostatische oder elektromechanische Teile aktiv sind
CO und CO2
Auslaugbare Stoffe nicht nur im Kondensat, sondern auch in Narkosemitteln oder anderen Substanzen, die über die Atemwege abgegeben werden, wie z. B. Inhalationsmedikamente

Bei der Festlegung des Prüfaufbaus muss der Hersteller die Verwendungsdauer definieren, die auch die Zeit für die Durchführung der Prüfungen bestimmt und bei der Ableitung der zulässigen Grenzwerte einen Beitrag zur Risikobewertung leistet.

Für die Berechnung der Patientendosis sind in der ISO 18562-1 Standardwerte für Körpergewicht und Atemvolumen festgelegt, die für Neugeborene (0,5 kg und 0,21 m3/d), Säuglinge (3,5 kg und 2 m3/d), Kinder (10 kg und 5 m3/d) und erwachsene Patienten (70 kg und 20 m3/d) zu verwenden sind.

Teil 2: Prüfungen der Emissionen von Partikeln

Die ISO 18562-2 legt Prüfverfahren zur Erfassung von dem Atemgas zugesetzten Partikeln fest, wobei eine der folgenden Methoden beschrieben wird und angewendet werden kann:

Eine Filtermethode, bei der eine ausreichend saubere Eingangsluft gewährleistet ist. Das Atemgas passiert diesen Filter, der den Feinstaub auffängt. Der emittierte Feinstaub wird dann durch Wiegen des Filters gemessen.
Zweifilterverfahren, bei dem eine ausreichend saubere Eingangsluft NICHT gewährleistet ist. Das Atemgas passiert den ersten Filter vor dem Eintritt in das medizinische Gerät und dann einen zweiten Filter nach dem zu prüfenden Gerät. Der emittierte Feinstaub wird dann durch Wägung beider Filter und Subtraktion gemessen.
Alternativ kann anstelle von Filtern auch ein Partikelzähler verwendet werden.

Die Norm definiert die Höchstwerte wie folgt:

kleiner als oder gleich 2,5 µm Durchmesser, über 12 µg/m3;
kleiner oder gleich 10 µm Durchmesser, über 150 µg/m3.

Wichtig: Das Gerät muss mit dem maximalen klinisch relevanten Fluss betrieben werden.

Teil 3: Prüfungen der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs)

Die ISO 18562-3 definiert Testmethoden zur Erfassung flüchtiger organischer Verbindungen und die TTC-Grenzwerte in Abhängigkeit von der Expositionszeit. In den ersten 24 Stunden sind 360ug/d erlaubt, für die folgenden 29 Tage liegt der Grenzwert bei 120ug/d und nach 30 Tagen bei 40ug/d.

Für die Messung von VOCs (und in der Regel wird für VVOCs der gleiche Aufbau verwendet) empfiehlt die ISO 18562-3 die Sammlung von
für Geräte mit kontinuierlichem Durchfluss bei dem oben genannten Atemvolumen.
Bei Geräten mit intermittierendem Durchfluss in einer klinisch relevanten Weise in der Regel der niedrigste klinisch relevante Durchfluss, um die höchste VOC-Konzentration zu erhalten.

Nachdem das Gerät auf die maximale Umgebungstemperatur eingestellt wurde, wird der Gasausstoss entsprechend dem Prüfplan zu verschiedenen Zeiten entnommen. Diese Proben werden dann auf die gesamte VOC-Emission und jede VOC für sich analysiert.

Teil 4: Prüfungen der herauslösbare Substanzen in Kondensaten

Geräte, bei denen das Kondensat den Patienten erreichen könnte, sind ebenfalls auf auslaugbare Stoffe zu untersuchen. Zur Erfassung der auslaugbaren Stoffe ist eine der folgenden Probenahmeverfahren zu verwenden:

Erzeugung und Sammlung von Kondensat unter klinisch relevanten Bedingungen
das Wasser mit einer für den klinischen Gebrauch repräsentativen Temperatur über die Oberfläche zirkulieren lassen
Extraktion der inneren Gaskontaktflächen nach der Methode der ISO 10993-12

Da die ersten beiden Optionen schwer zu erreichen und der Aufbau sehr komplex ist, verwenden die meisten Hersteller und Prüflabors die Extraktionsmethoden der ISO 10993-12.

Sobald der Extrakt verfügbar ist, werden die folgenden vier Tests durchgeführt:

Bestimmung des Metallionengehalts.
Durchführung von Zytotoxizitätstests nach ISO 10993-5.
Durchführung von Sensibilisierungstests gemäss ISO 10993-10.
Identifizieren und quantifizieren Sie organische Verunreinigungen.

Toxikologische Risikobewertung

Um den Kreis zu schliessen, ist der letzte Schritt die Rückkehr zur ISO 18562-1 und die Durchführung einer toxikologischen Risikobewertung. In diese Risikobewertung werden alle Testergebnisse und historischen Daten einbezogen und die Dosis berechnet, die der Patient erreicht. Wenn ein Produkt für mehrere Patientenkategorien bestimmt ist, wird diese Dosis für alle Patientenkategorien berechnet. Sobald diese Patientendosen bekannt sind, können sie mit den verfügbaren (oder neu erstellten) Daten zur maximalen Exposition verglichen werden, um das von dem Medizingerät ausgehende Risiko zu bestimmen. Dies ist ein weiterer Input für die Risiko-Nutzen-Analyse, die für jedes Medizingerät durchgeführt werden muss.

Ist die ISO-Norm 10993 für Geräte mit Atemgaswegen irrelevant?

Nein, nur das Atemgas wird nach ISO 18562 bewertet, alle Teile des Geräts, die mit dem Patienten (oder Benutzer oder Umstehenden) in Kontakt kommen können, müssen auch nach ISO 10993 bewertet werden.

Zusammenfassung

Obwohl die ISO 18562-Familie seit 2017 existiert, wissen viele Hersteller immer noch nicht, wie sie diese regulatorischen Anforderungen umsetzen sollen. Es ist verpflichtend, dass alle Medizinprodukte auf Biokompatibilität geprüft werden, und das Prüflabor braucht den Input des Herstellers.

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Wenden Sie sich an unsere Experten für Regulatory Affairs und Qualitätsmanagement bei der IMT. Wir sind für Sie da und unterstützen Sie bei Ihrem Biokompatibilitätsbewertungsprojekt.

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