Materiały polimerowe w medycynie: proces weryfikacji

Badania in vitro

Biomateriały, których przeznaczeniem jest kontakt z żywym organizmem, a w szczególności organizmem ludzkim, muszą wykazywać odpowiednie właściwości biologiczne. Ważne jest, aby materiał spełniał nie tylko wymogi fizykochemiczne i mechaniczne, ale również należy poddać go badaniom biologicznym w warunkach in vitro i in vivo. Dopiero po uzyskaniu prawidłowych wyników, możliwe jest przeprowadzenie badań przedklinicznych i klinicznych. 

Planowanie i rodzaje badań

Przed zaplanowaniem badań biologicznych istotnym elementem jest przeanalizowanie dostępnej na rynku literatury oraz wyników badań. Pozwoli to na upewnienie się czy wyrób, który ma być badany, jest całkowitą nowością na rynku. Często zdarza się, że produkt ma już częściowo udokumentowane wyniki badań, w związku z czym nie ma konieczności dublowania ich. Decyzja o podjęciu badań pociąga za sobą konieczność przeanalizowania, w jaki sposób wyrób będzie się kontaktował z organizmem człowieka i jak długo ten kontakt będzie trwał. Kolejną ważną rzeczą jest przeanalizowanie cech własnych implantu, co dostarczy informacji o tym, czy jest konieczne wykonanie badań dodatkowych, ponad obowiązkowe. Prawidłowa, a zarazem kompletna ocena wyrobów implantacyjnych, wymaga doboru takich badań, które są związane z ich charakterystyką i zastosowaniem. W związku z tym charakterystyka materiałów powinna uwzględniać:

• sposób wytwarzania materiału
• zastosowane dodatki oraz zanieczyszczenia powstające w procesie wytwarzania
• wymywalne związki chemiczne
• pozostałe komponenty oraz ich możliwe interakcje w gotowym produkcie
• właściwości gotowego wyrobu.

Badania, jakie powinny zostać wzięte pod uwagę dla wszystkich kategorii wyrobów oraz czasu pozostawania w kontakcie z organizmem ludzkim, przedstawione zostały w normie ISO 10993-1. Najważniejsze zalecenia zebrano w tabeli. Można zauważyć, że największe wymagania pod kątem kierunku badań biologicznych cechują wyroby, które są wprowadzane do organizmu na okres powyżej 30 dni.

Pierwszym etapem oceny nowych wyrobów medycznych jest przygotowanie prób kontrolnych i materiałów referencyjnych. Najpierw należy ustalić wzorce pozytywne (materiały wykazujące odpowiednią reakcję pozytywną w danym układzie badawczym) i negatywne (materiały niewykazujące aktywności). W zależności od badania używa się również próby ślepej, w której układ badawczy nie ma kontaktu z materiałem. Zgodnie z normą ISO 10993-8 wykorzystuje się różne materiały kontrolne dopasowane do procedury badawczej. Przykładowo, do badań implantacyjnych stosowany jest polietylen o niskiej i wysokiej gęstości oraz poli(dimetylosiloksan), który nie zawiera krzemionki - jako materiały kontrolne negatywne, a jako pozytywny - poli(chlorek winylu), który jest plastyfikowany bądź zawiera dodatki cynoorganiczne. Inny rodzaj badań wykorzystuje ekstrakty, które dostarczają informacji o chociażby reaktywności biologicznej związków.