Die chemische Charakterisierung untersucht, welche Stoffe ein Medizinprodukt freisetzen kann. In unseren Laboren bieten wir Prüfungen nach ISO 10993-18 an.
► Was ist die chemische Charakterisierung?
Sie untersucht, welche chemischen Stoffe von einem Medizinprodukt freigesetzt werden können.
► Warum ist sie wichtig?
Freigesetzte Stoffe können in den Körper von Patienten gelangen und deren Gesundheit beeinträchtigen.
► Was wird untersucht?
Betrachtet werden können das Grundmaterial, weitere Produktbestandteile sowie Stoffe aus Herstellung, Reinigung und Sterilisation.
► Was ist das Ergebnis?
Die Untersuchung identifiziert chemische Stoffe und bestimmt ihre Mengen. Die Daten fassen wir in einem Prüfbericht zusammen.
► Wofür werden die Daten verwendet?
Die chemische Charakterisierung nach ISO 10993-18 ist Teil der Biokompatibilitätsbewertung nach ISO 10993-1. Der Prüfbericht kann relevante chemisch-analytische Daten für die technische Dokumentation bereitstellen.
Die chemische Charakterisierung beantwortet zwei zentrale Fragen:
► Welche Stoffe können sich aus dem Medizinprodukt lösen oder freigesetzt werden?
► In welchen Mengen treten diese Stoffe auf?
Dazu wird das Medizinprodukt, sein Material oder eine relevante Komponente chemisch untersucht. Die Stoffe werden identifiziert und mengenmäßig bestimmt.
Es gibt nicht den einen chemischen Test, mit dem sich alle Stoffe erfassen lassen. Welche Methoden zum Einsatz kommen, richtet sich danach, welche Stoffgruppen bei dem jeweiligen Medizinprodukt relevant sind. Oft ist eine Kombination mehrerer Verfahren erforderlich.
Zum Einsatz kommen können:
✓ GC/MS (Gaschromatographie mit Massenspektrometrie):
Bei diesem Verfahren wird die Probe in ihre einzelnen Bestandteile aufgetrennt und anschließend analysiert. Es eignet sich für Stoffe, die sich verdampfen lassen. So können verschiedene organische Verbindungen eindeutig identifiziert werden.
✓ HS-GC/MS (Headspace-Gaschromatographie mit Massenspektrometrie):
Hierbei wird nicht die Probe selbst untersucht, sondern die Luft bzw. der Gasraum („Headspace“) über der Probe. Dort sammeln sich leicht-flüchtige Stoffe, die aus der Probe verdampfen. Im Unterschied zur klassischen GC/MS können so besonders flüchtige Verbindungen gezielter und oft einfacher nachgewiesen werden.
✓ LC/MS (Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie):
Bei diesem Verfahren werden Stoffe untersucht, die sich nicht oder nur schwer verdampfen lassen. Die Bestandteile einer Probe werden zunächst in einer Flüssigkeit aufgetrennt und anschließend analysiert. Dadurch eignet sich das Verfahren für viele komplexe organische Verbindungen, die mit GC/MS nicht untersucht werden können.
✓ LC-QTOF (Flüssigchromatographie mit Quadrupol-Flugzeit-Massenspektrometrie):
Dieses Verfahren basiert auf der LC/MS, ermöglicht jedoch eine deutlich genauere Analyse. Durch die hohe Messgenauigkeit können auch komplexe Stoffgemische detailliert untersucht und bislang unbekannte Substanzen besser identifiziert werden.
✓ ICP-Verfahren (Verfahren mit induktiv gekoppeltem Plasma):
Im Gegensatz zu den anderen Verfahren werden hier keine organischen Verbindungen, sondern Metalle und andere anorganische Bestandteile untersucht. Die Probe wird in einem sehr heißen Plasma aufgeschlossen, sodass selbst kleinste Mengen von Elementen zuverlässig bestimmt werden können.
✓ Ergänzende Verfahren für besondere Material- oder Produktfragen
Pre-Tests können beispielsweise dann notwendig sein, wenn die Eigenschaften des Produkts die Probenvorbereitung oder Extraktion beeinflussen.
Das kann beispielsweise bei folgenden Materialien der Fall sein:
► absorbierende Materialien wie Wundauflagen
► lösliche oder flüssige Produkte
► beschichtete Produkte
► mehrschichtige Materialien
► temperaturempfindliche Produkte
Bei einer Wundauflage kann beispielsweise geprüft werden, wie viel Extraktionsmedium das Material aufnimmt. Das Ergebnis wird anschließend bei der Planung der eigentlichen Extraktion berücksichtigt.
Unterschiede bei Material, Geometrie, Herstellung oder Sterilisation können die freigesetzten Stoffe eines Produkts beeinflussen. Die Prüfprobe sollte das finale Medizinprodukt deshalb möglichst angemessen abbilden.
Besondere Vorsicht ist bei beschichteten oder mehrschichtigen Produkten erforderlich. Werden sie für die Untersuchung zugeschnitten, können Oberflächen oder Materialien freigelegt werden, die bei der vorgesehenen Anwendung nicht mit dem Patienten in Kontakt kommen.
Eine chemische Charakterisierung kann weniger aussagekräftig sein, wenn wichtige Produktinformationen fehlen oder die Prüfprobe das finale Medizinprodukt nicht angemessen repräsentiert.
Weitere Herausforderungen sind beispielsweise:
► ungeeignete Extraktionsbedingungen
► eine nicht ausreichend begründete Untersuchungsstrategie
► eine unvollständige Auswahl an analytischen Methoden
► ungeeignete oder nicht ausreichend empfindliche Methoden
► eine ungeeignete Vorbereitung beschichteter oder mehrschichtiger Produkte
► fehlende Informationen zur tatsächlichen Anwendung des Produkts
Deshalb müssen Produktwissen und chemische Analytik bei der Planung zusammengeführt werden.
In den allermeisten Fällen ist die chemische Charakterisierung nach 8-12 Wochen abgeschlossen. Der tatsächliche Aufwand hängt vom jeweiligen Medizinprodukt und dem erforderlichen Untersuchungsumfang ab.
Einflussfaktoren sind unter anderem:
✓ die verwendeten Materialien
✓ die erforderlichen Pre-Tests
✓ die Probenvorbereitung
✓ die Extraktionsstrategie
✓ die Anzahl der zu analysierenden Substanzen
✓ die benötigten analytischen Verfahren
Gerne geben wir Ihnen eine Vorab-Einschätzung speziell zu Ihrem Medizinprodukt.
Ja. Je nach Medizinprodukt können weitere Normen Anforderungen an die Probenvorbereitung, Extraktion oder analytische Untersuchung stellen.
Welche zusätzlichen Vorgaben zu berücksichtigen sind, hängt vom jeweiligen Produkt und seiner vorgesehenen Anwendung ab.
Beispiele:
► DIN EN ISO 11979-5 für Intraokularlinsen enthält Anforderungen an die Bewertung freisetzbarer Stoffe aus dem Produkt
► Die DIN EN ISO 18562-Reihe für die Atemgaswege von medizinischen Geräten beschreibt die Anforderungen zur Bewertung chemischer Emissionen und freisetzbarer Stoffe
► ISO/TS 37137-1 berücksichtigt besondere Anforderungen für resorbierbare Medizinprodukte
► ISO 7405 enthält biologische Bewertungsanforderungen für dentale Werkstoffe und Medizinprodukte
Wenn sich chemische Stoffe aus einem Medizinprodukt lösen, können diese in den Körper von Patienten gelangen und ihre Gesundheit beeinträchtigen. Die chemische Charakterisierung trägt somit zur Produktsicherheit bei.
Als Hersteller schützen Sie sich auch vor Produktrückrufen und Schadensersatzansprüchen wegen toxischer Rückstände.
Nicht nur die Außenseite eines Medizinprodukts kann für die Untersuchung wichtig sein. Auch interne Flüssigkeits- oder Gaswege können Stoffe zum Patienten transportieren.
Bei einem Infusionsset oder Katheter kommt beispielsweise die Innenseite eines Schlauchs mit Flüssigkeit in Berührung. Diese Flüssigkeit kann anschließend in den Körper gelangen. Obwohl die Schlauchinnenseite den Körper nicht direkt berührt, können von dort freigesetzte Stoffe den Patienten erreichen.
Freigesetzte Stoffe müssen nicht zwangsläufig aus dem sichtbaren Grundmaterial stammen. Auch weitere Bestandteile sowie Stoffe aus der Herstellung können im Medizinprodukt vorhanden sein.
Dazu zählen beispielsweise:
✓ Additive, etwa Weichmacher
✓ Beschichtungen und Klebstoffe
✓ Verarbeitungshilfsstoffe wie Trennmittel, die das Ablösen eines Kunststoffteils aus einer Produktionsform erleichtern
✓ Reinigungs- und Lösungsmittel
✓ Restmonomere aus der Herstellung von Kunststoffen
✓ Rückstände aus der Sterilisation
✓ Verunreinigungen und Abbauprodukte
Weiterhin werden die freigesetzten Stoffe in "Extractables" und "Leachables" unterschieden:
»Extractables sind Stoffe, die nur unter erschwerten Laborbedingungen aus einem Medizinprodukt oder Material herausgelöst werden können
»Leachables sind Stoffe, die unter tatsächlichen oder simulierten Anwendungsbedingungen freigesetzt werden können
Die chemische Charakterisierung liefert ein chemisches Profil des untersuchten Medizinprodukts oder seiner relevanten Bestandteile.
Dokumentiert werden können:
✓ das untersuchte Medizinprodukt oder der verwendete Prüfkörper
✓ die Probenvorbereitung
✓ die gewählten Extraktionsbedingungen
✓ die eingesetzten analytischen Methoden
✓ die analytischen Ergebnisse
✓ die identifizierten chemischen Stoffe
✓ die quantifizierten Stoffe
✓ Informationen zu Verunreinigungen, Rückständen und Abbauprodukten
Der Prüfbericht kann als Grundlage für eine toxikologische Risikobeurteilung nach ISO 10993-17 dienen.
Zudem ist die chemische Charakterisierung ein Teil der Biokompatibilitätsbewertung nach ISO 10993-1.
➥ 1. Informationen auswerten: Sie stellen uns Informationen zum Medizinprodukt, seinen Materialien und seiner Anwendung bereit. Diese werten wir anschließend aus.
➥ 2. Prüfung planen: Basierend darauf legen wir Prüfprobe, Probenvorbereitung und Extraktionsbedingungen fest.
➥ 3. Pre-Tests durchführen: Bei Bedarf führen wir Voruntersuchungen durch, etwa zur Löslichkeit oder Absorptionsfähigkeit des Materials.
➥ 4. Probe extrahieren: Im ersten Schritt der Untersuchung wird die chemische Substanz aus dem Material herausgelöst.
➥ 5. Bestimmung der freigesetzten Substanzen: Danach werden die freigesetzten Substanzen und ihre Mengen bestimmt. Dafür kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz (z. B. GC-MS, LC/MS, usw.).
➥ 6. Ergebnisse dokumentieren: Anschließend werten wir die Ergebnisse aus und dokumentieren sie.
➥ 7. Prüfbericht erstellen: Zum Abschluss erhalten Sie den Prüfbericht, der die chemisch-analytischen Ergebnisse zusammenführt. Er kann vom Hersteller als Bestandteil seiner technischen Dokumentation berücksichtigt werden.
Verbinden Sie Ihr Produktwissen mit unserer chemisch-analytischen Expertise. Wir planen und führen die chemische Charakterisierung nach ISO 10993-18 passend zu Ihrem Medizinprodukt und seiner Anwendung durch, von der Probenvorbereitung bis zum Prüfbericht.
Dabei kombinieren wir globale Expertise mit lokaler Betreuung. Die Ergebnisse können als Grundlage für die toxikologische Risikobeurteilung nach ISO 10993-17 und die Biokompatibilitätsbewertung nach ISO 10993-1 dienen.
Besprechen Sie die chemische Charakterisierung Ihres Medizinprodukts nach ISO 10993-18 mit unseren Experten. Wir informieren Sie über Ablauf, Proben und Laborleistungen.
