سیلیکون اغلب برای دستگاه‌های پزشکی انتخاب می‌شود زیرا انعطاف‌پذیر، از نظر شیمیایی پایدار و در فرمولاسیون‌های کاملاً کنترل‌شده موجود است. مشکل این است که سیلیکون درجه پزشکی اغلب به عنوان تاییدیه نهایی دستگاه در نظر گرفته می‌شود. اما اینطور نیست. رنگدانه‌ها، پخت، پس از پخت، تمیز کردن، استریلیزاسیون و شرایط تماس، همگی می‌توانند خطر بیولوژیکی را تغییر دهند.
زیست‌سازگاری سیلیکون یک ویژگی ذاتیِ قبول/رد نیست. این ایمنی بیولوژیکی یک وسیله‌ی نهاییِ خاص است که از نظر فرمولاسیون، فرآیند تولید، نوع تماس با بدن و مدت زمان قرار گرفتن در معرض آن ارزیابی می‌شود.
این تمایز از یک خطای رایج در منبع‌یابی جلوگیری می‌کند: تأیید گواهی مواد در حالی که قطعه قالب‌گیری شده و شرایط استفاده واقعی آن ارزیابی نشده باقی می‌ماند.
زیست سازگاری سیلیکون به چه معناست؟
زیست‌سازگاری به این معنی است که یک وسیله عملکرد مورد نظر خود را بدون ایجاد پاسخ بیولوژیکی غیرقابل قبول تحت شرایط استفاده تعریف شده خود انجام دهد. این بدان معنا نیست که ماده از نظر بیولوژیکی نامرئی است.
الاستومرهای سیلیکونی عمدتاً بر پایه اسکلت سیلوکسان با گروه‌های جانبی آلی هستند. این‌ها خواص لاستیک سیلیکونی از انعطاف‌پذیری، پایداری حرارتی و مقاومت در برابر بسیاری از محیط‌های آبی پشتیبانی می‌کنند. آنها توضیح می‌دهند که چرا از سیلیکون در ... استفاده می‌شود. لوله سیلیکونی, ، واشرها، اجزای تنفسی، محصولات در تماس با زخم و دستگاه‌های کاشتنی.
آنها ایمنی را برای هر کاربردی اثبات نمی‌کنند. یک واشر تماس با پوست، یک لوله مسیر سیال و یک ایمپلنت طولانی مدت، بدن را از طریق مسیرهای مختلف در معرض قرار می‌دهند. شواهد مورد نیاز باید با دستگاه تغییر کند.
چرا سیلیکون معمولاً در تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود؟
سیلیکون مفید است زیرا رفتار مکانیکی و شیمیایی آن می‌تواند در شرایطی که به بسیاری از الاستومرهای آلی آسیب می‌رساند، پایدار بماند.
مزایای معمول عبارتند از:
- انعطاف‌پذیری در طیف وسیعی از دما؛;
- مقاومت در برابر رطوبت و بسیاری از مواد شیمیایی رایج؛;
- سازگاری با چندین روش استریلیزاسیون، منوط به اعتبارسنجی فرمولاسیون؛;
- انرژی سطحی پایین و رهاسازی آسان از ابزار؛;
- در دسترس بودن به عنوان لاستیک با قوام بالا (HCR) و لاستیک سیلیکونی مایع (LSR).
همین شیمی سطح، محدودیت‌هایی را نیز ایجاد می‌کند. مروری بر PDMS در مهندسی پزشکی اشاره می‌کند که PDMS طبیعی آبگریز است و جذب پروتئین یک محدودیت مکرر در کاربردهای بیولوژیکی است. برای دستگاه‌های در تماس با خون، بررسی سازگاری خونساز مواد توضیح می‌دهد که چگونه پروتئین‌های پلاسمای جذب‌شده می‌توانند ترکیب‌بندی را تغییر دهند، چسبندگی و فعال‌سازی پلاکت‌ها را افزایش دهند و در انعقاد و تشکیل ترومبوز نقش داشته باشند. سیلیکون نیز به طور خودکار در برابر کلونیزاسیون میکروبی مقاوم نیست: مطالعه ACS Omega در مورد مواد سیلیکونی کاتتر ادراری مشاهده شده پی. میرابیلیس چسبندگی و توسعه بیوفیلم روی سطوح سیلیکونی معمولی، در حالی که نشان می‌دهد اصلاح سطح نتیجه را تغییر داده است. بنابراین، “بی‌اثر” یک اصطلاح مختصر مفید است، نه یک ارزیابی بیولوژیکی کامل.
آیا سیلیکون پزشکی به طور خودکار زیست سازگار است؟
خیر. “درجه پزشکی” معمولاً به فرمولاسیونی اطلاق می‌شود که توسط تأمین‌کننده کنترل می‌شود و قابلیت ردیابی و داده‌های آزمایشی منتخب را پشتیبانی می‌کند. این اصطلاح جایگزین ارزیابی دستگاه نهایی نمی‌شود.
ASTM F2038, که فرمولاسیون‌های سیلیکونی مورد استفاده در کاربردهای پزشکی را پوشش می‌دهد، بیان می‌کند که مناسب بودن بیولوژیکی در نهایت باید نسبت به کاربرد مورد نظر ارزیابی شود. این مرز صحیح تهیه است.
یک سیلیکون که قبلاً آزمایش شده است، می‌تواند پس از هر یک از تغییرات زیر، مشخصات ریسک متفاوتی ایجاد کند:
| تغییر | چه چیزی می‌تواند از نظر بیولوژیکی تغییر کند؟ |
|---|---|
| رنگدانه یا مستربچ | رنگ‌ها، حامل‌ها یا ناخالصی‌های جدید وارد فرمولاسیون می‌شوند |
| چرخه درمان | گونه‌های واکنش‌پذیر باقیمانده یا پیوند عرضی ناقص ممکن است افزایش یابد |
| پس از درمان | باقیمانده‌های فرار و مشخصات قابل استخراج ممکن است تغییر کنند |
| عامل جداکننده کپک | ممکن است بقایای سطحی ایجاد شوند |
| فرآیند تمیز کردن | ممکن است بقایای مواد شوینده یا آلودگی ذرات باقی مانده باشد |
| استریلیزاسیون | خواص پلیمر یا مواد قابل استخراج ممکن است پس از EtO، تابش، بخار یا چرخه‌های مکرر تغییر کند. |
| تأمین‌کننده یا محل تولید | کنترل مواد اولیه و مسیرهای آلودگی ممکن است تغییر کند |
به همین دلیل است که گواهی از تأمین‌کننده مواد اولیه، مدرک پشتیبان است، نه نتیجه‌گیری نهایی در مورد دستگاه نهایی.
چگونه پخت پلاتین و پراکسید بر زیست سازگاری سیلیکون تأثیر می‌گذارد؟
این سیستم‌های پخت پلاتین و پراکسید بر کنترل باقیمانده تأثیر می‌گذارند، اما به خودی خود زیست‌سازگاری را تعیین نمی‌کنند. یک جزء پروکسایدی تأیید شده می‌تواند مناسب باشد، در حالی که یک جزء پروکسایدی ضعیف می‌تواند در ارزیابی بیولوژیکی یا شیمیایی شکست بخورد.
| عامل | سیلیکون سخت شده با پلاتین | سیلیکون پروکساید سخت شونده |
|---|---|---|
| واکنش اصلی | پخت افزایشی با هیدروسیلیلاسیون | پیوند عرضی رادیکال‌های آزاد |
| محصولات جانبی واکنش | بدون فرآورده جانبی واکنش استوکیومتری | محصولات تجزیه پراکسید می‌توانند باقی بمانند |
| نگرانی معمول در مورد باقیمانده‌ها | گونه‌های واکنش نداده با وزن مولکولی پایین، ناخالصی‌های مربوط به کاتالیزور، آلودگی فرآیندی | محصولات تجزیه فرار، بو و گونه‌های مرتبط با پراکسید باقیمانده |
| تصمیم پس از درمان | وابسته به کاربرد و فرمولاسیون | معمولاً برای کاهش بقایای فرار و تثبیت خواص استفاده می‌شود |
| منطق انتخاب | اغلب برای مسیرهای سیال با قابلیت استخراج کم و قالب‌گیری پزشکی با کنترل دقیق ترجیح داده می‌شود. | می‌تواند در مواردی که فرمولاسیون و فرآیند پس از پخت اعتبارسنجی شده‌اند، مناسب باقی بماند. |
سوال تولید صرفاً “پلاتین یا پراکسید” نیست، بلکه این است که آیا دمای پخت، زمان، ضخامت قطعه، بارگذاری در کوره، جریان هوا و میزان مواجهه پس از پخت کنترل و مستند می‌شوند یا خیر.
بخش‌های ضخیم، گرما و تهویه متفاوتی نسبت به پلاک‌های آزمایشی نازک دارند. نمی‌توان فرض کرد که یک فرآیند پخت تکمیلی که روی یک تخته آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است، مواد فرار را از یک قطعه قالب‌گیری شده پیچیده با همان سرعت حذف می‌کند. تیم‌ها اغلب این موضوع را نادیده می‌گیرند زیرا گواهی مواد، ترکیب را مشخص می‌کند اما تاریخچه حرارتی قطعه نهایی را ثبت نمی‌کند.
زیست‌سازگاری سیلیکون چگونه تحت استاندارد ISO 10993-1:2025 ارزیابی می‌شود؟
ایزو ۱۰۹۹۳-۱:۲۰۲۵ ایمنی بیولوژیکی را به عنوان یک فرآیند مدیریت ریسک مطابق با ISO 14971 در نظر می‌گیرد. این یک لیست ثابت از آزمایش‌هایی نیست که هر دستگاه سیلیکونی باید انجام دهد.
برای ارسال آثار به ایالات متحده،, سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) تا حدی نسخه ۲۰۲۵ را به رسمیت شناخت در ۲۵ مه ۲۰۲۶. این به رسمیت شناختن، مفاد خاصی را مستثنی می‌کند و همچنان اعلامیه‌های انطباق با نسخه ۲۰۱۸ را در طول دوره گذار که تا ۱ ژوئیه ۲۰۲۹ به پایان می‌رسد، می‌پذیرد. بنابراین، انتشار نسخه ISO به این معنی نیست که هر بند به طور خودکار توسط FDA پذیرفته می‌شود.
ارزیابی با چهار ورودی آغاز می‌شود:
- مواد و فرمولاسیون کامل؛;
- فرآیندهای تولید و استریلیزاسیون؛;
- ماهیت تماس بدنی؛;
- مدت زمان تماس.
چارچوب فعلی، دستگاه‌ها را بر اساس مسیر تماس، مانند تماس سطحی، ارتباط خارجی یا کاشت، طبقه‌بندی می‌کند. مدت زمان تماس و خطرات خاص دستگاه، تعیین می‌کنند که کدام نقاط پایانی بیولوژیکی باید مورد توجه قرار گیرند.
این چارچوب نقطه پایانی FDA همچنان یک مرجع مفید برای برنامه‌ریزی ایالات متحده است، اما بر اساس راهنمای سپتامبر ۲۰۲۳ سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) تهیه شده است. جداول نقطه پایانی آن یک چارچوب هستند، نه یک چک لیست آزمایش. هرگونه اختلاف بین آن راهنما، به رسمیت شناختن جزئی FDA از نسخه ۲۰۲۵ و الزامات خاص دستگاه باید برای ارسال برطرف شود؛ داده‌های موجود، توصیف شیمیایی، آزمایش یا یک منطق علمی می‌تواند برای پرداختن به یک نقطه پایانی استفاده شود.
کدام آزمون‌های ISO 10993 ممکن است اعمال شوند؟
نقاط پایانی قابل اجرا به دستگاه بستگی دارند. مراجع رایج عبارتند از:
| حوزه ارزیابی | استاندارد مشترک | آنچه به آن می‌پردازد |
|---|---|---|
| سمیت سلولی | ایزو ۱۰۹۹۳-۵ | اثرات نامطلوب بر سلول‌های کشت‌شده |
| حساسیت پوستی | ایزو ۱۰۹۹۳-۱۰:۲۰۲۱ | احتمال ایجاد حساسیت |
| تحریک | ایزو ۱۰۹۹۳-۲۳:۲۰۲۱ | پتانسیل تحریک برای مسیرهای تماس مربوطه |
| توصیف شیمیایی | ایزو ۱۰۹۹۳-۱۸:۲۰۲۰ • ای ام دی ۱:۲۰۲۲ | شناسایی و تعیین مقدار اجزای دستگاه و مواد قابل استخراج |
| ارزیابی ریسک سم‌شناسی | ایزو ۱۰۹۹۳-۱۷:۲۰۲۳ • آمپر ۱:۲۰۲۵ | ارزیابی سم‌شناسی اجزای شناسایی‌شده |
| سازگاری خونی | ایزو ۱۰۹۹۳-۴ | تداخلات با خون |
| پاسخ لانه گزینی | ایزو ۱۰۹۹۳-۶ | پاسخ بافت موضعی پس از کاشت |
سمیت سلولی، حساسیت‌زایی و سوزش اغلب ارزیابی می‌شوند، اما این موارد یک “آزمون سه مرحله‌ای” جهانی نیستند. یک لوله در تماس با خون ممکن است به شواهد سازگاری خونی نیاز داشته باشد. یک ایمپلنت طولانی‌مدت ممکن است نیاز به کاشت، سمیت مزمن، سمیت ژنتیکی و سایر موارد داشته باشد. دسته دستگاه، طرح را کنترل می‌کند.
چرا توصیف شیمیایی قبل از آزمایش‌های بیشتر انجام می‌شود؟
مشخصه‌یابی شیمیایی به شناسایی آنچه که می‌تواند از دستگاه نهایی مهاجرت کند، کمک می‌کند. این می‌تواند مشکلاتی را که نام ماده پنهان می‌کند، آشکار کند: سیلوکسان‌های با وزن مولکولی کم، بقایای کاتالیزور، رنگدانه‌ها، افزودنی‌ها، بقایای پاک‌کننده یا ترکیبات مرتبط با استریلیزاسیون.
یک توالی عملی عبارت است از:
- فرمولاسیون و تمام کمک‌های فرآیند را مستند کنید.;
- شرایط کشیدن دندان مرتبط با کلینیک را تعریف کنید؛;
- شناسایی و تعیین کمیت مواد قابل استخراج تحت استاندارد ISO 10993-18:2020/Amd 1:2022؛;
- ارزیابی ریسک سم‌شناسی تحت استاندارد ISO 10993-17:2023/Amd 1:2025؛;
- از شکاف‌های داده‌ای باقیمانده برای توجیه آزمایش‌های بیولوژیکی استفاده کنید.
این رویکرد، آزمایش را به طور خودکار حذف نمی‌کند. این رویکرد مانع از آن می‌شود که تیم‌ها قبل از فهمیدن محتویات دستگاه، یک پنل استاندارد را اجرا کنند.
کالای مورد آزمایش همچنین باید نمایانگر تولید باشد. اگر قطعات تجاری پس از پخت، تمیز، مونتاژ، بسته‌بندی و استریل شوند، یک پلاک ماده استریل نشده معمولاً جایگزین ضعیفی است. ارزیابی بیولوژیکی باید فرآیندهایی را که می‌توانند میزان مواجهه بیمار را تغییر دهند، در بر بگیرد.
کلاس ششم USP چه چیزی را ثابت می‌کند؟
کلاس ششم USP نشان می‌دهد که یک ماده پلیمری آزمایش‌شده، الزامات واکنش‌پذیری بیولوژیکی تعریف‌شده در ... را برآورده می‌کند. فصل عمومی USP <88>. این برنامه شامل تزریق سیستمیک، تزریق داخل جلدی و آزمایش کاشت تحت شرایط استخراج مشخص شده است.
این استاندارد، زیست‌سازگاری کامل دستگاه را تحت استاندارد ISO 10993-1 تأیید نمی‌کند.
| ادعا | تفسیر صحیح |
|---|---|
| “سیلیکون مورد استفاده در این محصول دارای استاندارد USP Class VI است.” | یک ماده یا کالای آزمایشی تعریف‌شده که تحت شرایط مشخص، گواهینامه USP <88> را دریافت کرده باشد. |
| “دستگاه نهایی زیست‌سازگار است.” | نیازمند شواهد خاص دستگاه بر اساس نوع تماس، مدت زمان، پردازش و کاربرد مورد نظر است |
| “کلاس ششم USP تمام مدت زمان تماس را پوشش می‌دهد.” | نادرست؛ طبقه‌بندی USP جایگزین ارزیابی نقطه پایانی ISO 10993 نیست |
| “گواهی تأمین‌کننده کافی است.” | نادرست است، مگر اینکه استراتژی نظارتی، معادل بودن با دستگاه نهایی را توجیه کند. |
کلاس ششم USP همچنان برای غربالگری مواد و صلاحیت تأمین‌کنندگان مفید است. اشتباه رایج، تعمیم این نتیجه به رنگدانه‌ها، قالب‌گیری، تمیز کردن، استریلیزاسیون و مواجهه بالینی نهایی بدون یک پل مستند است.
آیا استانداردهای تماس با مواد غذایی، زیست سازگاری پزشکی را اثبات می‌کنند؟
خیر. گیگابایت ۴۸۰۶.۱۶-۲۰۲۵ یک استاندارد چینی برای لاستیک سیلیکونی در تماس با مواد غذایی است، نه یک استاندارد زیست‌سازگاری برای دستگاه‌های پزشکی. ترجمه استاندارد نهایی توسط سرویس کشاورزی خارجی وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA) تأیید می‌کند که از ۲ سپتامبر ۲۰۲۶ لازم‌الاجرا می‌شود و محدودیت مواد فرار ۰.۵ گرم در ۱۰۰ گرم (۰.۵۱TP3T) را تعیین می‌کند که طبق پیوست ب آزمایش شده است.
انطباق با استانداردهای تماس با مواد غذایی جایگزین الزامات GB/T 16886، ISO 10993 یا الزامات NMPA مخصوص دستگاه نمی‌شود. نتیجه‌ی مهاجرت برای ظروف، قالب‌ها یا محصولات تغذیه‌ای نمی‌تواند ایمنی را برای یک ایمپلنت یا دستگاه در تماس با خون نشان دهد.
کدام کنترل‌های تولید از نتیجه آزمایش محافظت می‌کنند؟
شواهد زیست‌سازگاری تنها تا زمانی که پیکربندی آزمایش‌شده کنترل‌شده باقی بماند، قابل استفاده مجدد است.
کنترل مواد و اختلاط
درجه سیلیکون، سری ساخت، نسبت رنگدانه، هویت افزودنی و تاریخچه اختلاط را ثبت کنید. مستربچ رنگی را جایگزین نکنید زیرا پلیمر پایه بدون تغییر باقی می‌ماند. سیستم حامل و رنگدانه بخشی از ارزیابی بیولوژیکی می‌شوند.
کنترل‌های پخت و پس از پخت
دمای قالب، زمان پخت، محدوده ضخامت قطعه، دمای پس از پخت، زمان قرار گرفتن در معرض حرارت، بارگذاری در کوره و جریان هوا را تعریف کنید. برای ابزارهای چند حفره‌ای، تأیید کنید که همه حفره‌ها یک پنجره فرآیند معادل دریافت می‌کنند.
کنترل‌های نظافت و جابجایی
عوامل جداکننده کپک، مواد شوینده، کیفیت آبکشی، دستکش‌ها، ظروف و زمان نگهداری را کنترل کنید. یک ماده خام تمیز می‌تواند پس از خارج کردن از قالب آلوده شود.
کنترل‌های استریلیزاسیون
واقعی را ارزیابی کنید روش استریلیزاسیون و حداکثر چرخه‌های معتبر. باقیمانده‌های EtO، دوز تابش و قرار گرفتن در معرض بخار، سوالات متفاوتی را مطرح می‌کنند. دستگاهی که قبل از استریلیزاسیون آزمایش شده است، ممکن است نمایانگر محصول آزاد شده نباشد.
کنترل تغییر
هنگام تغییر فرمولاسیون، تأمین‌کننده، محل، ابزار، چرخه عمل‌آوری، ماده تمیزکننده، بسته‌بندی، روش استریلیزاسیون یا تماس مورد نظر، بررسی ریسک بیولوژیکی را آغاز کنید. تغییر همیشه نیاز به تکرار هر آزمایش ندارد. این امر مستلزم یک ارزیابی مستند است.
خریداران باید از یک تامین‌کننده قطعات سیلیکونی چه درخواستی داشته باشند؟
به جای پرسیدن اینکه آیا تأمین‌کننده “سیلیکون پزشکی” ارائه می‌دهد یا خیر، از یک بسته شواهد کوتاه استفاده کنید.”
- درجه دقیق سیلیکون و سازنده؛;
- قابلیت ردیابی محموله و گواهی تجزیه و تحلیل؛;
- افشای فرمولاسیون یا پشتیبانی از پرونده اصلی نظارتی در صورت لزوم؛;
- سیستم پخت و پارامترهای پخت/پس از پخت معتبر؛;
- شناسایی رنگدانه و افزودنی؛;
- گزارش‌های مرتبط USP <87>/<88> یا ISO 10993، شامل کالای آزمایش‌شده؛;
- داده‌های قابل استخراج و قابل شستشو در مواردی که مسیر تماس آن را ایجاب می‌کند؛;
- داده‌های سازگاری استریلیزاسیون برای روش مورد نظر؛;
- تمیز کردن، بسته‌بندی و کنترل آلودگی؛;
- توافق‌نامه کتبی اعلام تغییر.
گزارش باید به اندازه کافی با قطعه ارائه شده مطابقت داشته باشد تا از معادل بودن آن اطمینان حاصل شود. درجه مواد، رنگ، فرآیند تولید، وضعیت استریلیزاسیون، شرایط استخراج و تاریخ گزارش را بررسی کنید. گزارشی که دارای شماره استاندارد صحیح است، اگر نمونه آزمایش شده نماینده آن نباشد، همچنان می‌تواند غیرقابل استفاده باشد.
سوالات متداول
آیا سیلیکون همیشه برای تماس با پوست بی‌خطر است؟
خیر. ایمنی سیلیکون بستگی به فرمولاسیون، بقایای فرآوری، افزودنی‌ها و شرایط تماس دارد؛ دستگاه نهایی هنوز نیاز به ارزیابی خاص خود دارد.
آیا سیلیکون سخت شده با پلاتین برای تجهیزات پزشکی مورد نیاز است؟
خیر. اغلب برای کاربردهایی با قابلیت استخراج کم، از روش پخت پلاتینیومی استفاده می‌شود، اما این الزام از مشخصات دستگاه و ارزیابی ریسک بیولوژیکی ناشی می‌شود. یک فرمولاسیون پخت‌شده با پراکسید که اعتبارسنجی شده باشد نیز می‌تواند مناسب باشد.
آیا USP Class VI می‌تواند جایگزین آزمایش ISO 10993 شود؟
خیر. استاندارد USP Class VI می‌تواند از انتخاب مواد پشتیبانی کند. این استاندارد جایگزین ارزیابی بیولوژیکی ISO 10993-1 مخصوص دستگاه نمی‌شود.
آیا ماده خام یا قطعه نهایی باید آزمایش شود؟
دستگاه نهایی و پردازش‌شده - یا یک نمونه‌ی آزمایشیِ دارای توجیه علمی - قوی‌ترین شواهد را ارائه می‌دهد. این شواهد باید شامل مراحل مربوط به عمل‌آوری، تمیز کردن، مونتاژ، بسته‌بندی و استریلیزاسیون باشد.
قبل از انتخاب طرح تست، مخاطب را تعریف کنید
یک تأمین‌کننده نمی‌تواند صرفاً با نام پلیمر، یک بسته زیست‌سازگاری سیلیکونی قابل دفاع را تعریف کند. حداقل ورودی‌ها عبارتند از مسیر تماس با بدن، مدت زمان تماس، هندسه دستگاه، فرمولاسیون، کمک‌فرآیندها، روش استریلیزاسیون، بازار هدف و اینکه آیا قطعه به عنوان یک جزء یا دستگاه نهایی عرضه می‌شود.
بدون این ورودی‌ها، درخواست “سیلیکون ISO 10993” فقط یک الزام تعریف‌نشده را به خرید منتقل می‌کند. ممکن است جنس مناسب باشد. اما ممکن است شواهد برای دستگاه همچنان اشتباه باشد.
