실리콘은 유연하고 화학적으로 안정적이며 엄격하게 제어된 조성으로 생산할 수 있기 때문에 의료기기에 자주 사용됩니다. 하지만 문제는 다음과 같습니다. 의료용 실리콘 이는 종종 완제품 승인으로 간주되지만, 그렇지 않습니다. 안료, 경화, 후경화, 세척, 멸균 및 접촉 조건은 모두 생물학적 위험도를 변화시킬 수 있습니다.
실리콘의 생체 적합성은 그 자체로 합격/불합격 여부를 결정하는 속성이 아닙니다. 이는 특정 완제품 의료기기의 생물학적 안전성을 나타내는 것으로, 해당 기기의 조성, 제조 공정, 신체 접촉 유형 및 노출 시간 등을 고려하여 평가됩니다.
이러한 구분은 흔히 발생하는 소싱 오류, 즉 성형 부품과 실제 사용 조건을 평가하지 않고 재료 인증서만 승인하는 것을 방지합니다.
실리콘의 생체 적합성이란 무엇을 의미합니까?
생체 적합성이란 기기가 정해진 사용 조건 하에서 허용할 수 없는 생물학적 반응을 일으키지 않고 의도된 기능을 수행한다는 것을 의미합니다. 이는 재료가 생물학적으로 보이지 않는다는 것을 의미하는 것은 아닙니다.
실리콘 엘라스토머는 주로 유기 측쇄를 가진 실록산 골격으로 구성됩니다. 실리콘 고무의 특성 유연성, 열 안정성 및 다양한 수용액 환경에 대한 저항성을 지원합니다. 이러한 이유로 실리콘이 사용됩니다. 실리콘 튜브, 가스켓, 호흡기 부품, 상처 접촉 제품 및 이식형 장치.
이러한 방법들이 모든 용도에 대한 안전성을 입증하는 것은 아닙니다. 피부 접촉형 개스킷, 유체 통로 튜브, 장기 이식형 장치는 각각 다른 경로를 통해 신체에 노출됩니다. 따라서 필요한 안전성 입증 기준은 장치에 따라 달라져야 합니다.
의료기기에 실리콘이 흔히 사용되는 이유는 무엇일까요?
실리콘은 많은 유기 엘라스토머를 손상시키는 조건에서도 기계적 및 화학적 특성이 안정적으로 유지되기 때문에 유용합니다.
일반적인 장점은 다음과 같습니다.
- 넓은 온도 범위에 걸친 유연성;
- 습기 및 여러 일반 화학 물질에 대한 저항성;
- 제형 검증을 거쳐 여러 살균 방법과 호환 가능;
- 낮은 표면 에너지와 공구로부터 용이한 분리성;
- 고점도 고무(HCR) 및 액상 실리콘 고무(LSR) 형태로 제공됩니다.
표면 화학적 성질 또한 한계를 만들어냅니다. 생의학 공학 분야에서 PDMS에 대한 고찰 참고 문헌에 따르면 천연 PDMS는 소수성이며 단백질 흡착은 생물학적 응용 분야에서 반복적으로 발생하는 한계점입니다. 혈액 접촉 장치의 경우, 재료 혈액 적합성 검토 흡착된 혈장 단백질이 어떻게 형태를 변화시키고, 혈소판 접착 및 활성화를 촉진하며, 응고 및 혈전 형성에 기여하는지 설명합니다. 실리콘 또한 미생물 군집화에 자동으로 저항성을 갖는 것은 아닙니다. ACS Omega에서 발표한 실리콘 요도 카테터 재질 연구 관찰됨 P. 미라빌리스 기존 실리콘 표면에서의 접착 및 바이오필름 형성을 보여주는 동시에 표면 개질이 결과에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. 따라서 "불활성"은 유용한 약어일 뿐, 완전한 생물학적 평가는 아닙니다.
의료용 실리콘은 자동으로 생체 적합성을 보장하는가?
아니요. "의료용 등급"은 일반적으로 공급업체가 관리하는 제형을 의미하며, 추적성과 선별된 시험 데이터가 뒷받침되어야 합니다. 이는 완제품 의료기기에 대한 평가를 대체하는 것이 아닙니다.
ASTM F2038, 의료용으로 사용되는 실리콘 제형을 다루는 규정에서는 생물학적 적합성을 궁극적으로 사용 목적에 비추어 평가해야 한다고 명시하고 있습니다. 이것이 올바른 조달 기준입니다.
이전에 테스트를 거친 실리콘이라도 다음과 같은 변화가 발생하면 위험 프로필이 달라질 수 있습니다.
| 변화 | 생물학적으로 변화할 수 있는 것은 무엇일까요? |
|---|---|
| 안료 또는 마스터배치 | 새로운 색소, 담체 또는 불순물이 제형에 유입됩니다. |
| 치료 주기 | 잔류 반응성 물질 또는 불완전한 가교결합은 증가시킬 수 있습니다. |
| 치료 후 | 휘발성 잔류물 및 추출물 구성은 변경될 수 있습니다. |
| 금형이형성제 | 표면 잔류물이 유입될 수 있습니다. |
| 청소 과정 | 세제 잔류물이나 미립자 오염 물질이 남아 있을 수 있습니다. |
| 살균 | 폴리머의 특성이나 추출물은 에틸렌 옥사이드(EtO), 방사선, 증기 또는 반복적인 처리 과정 후에 변화될 수 있습니다. |
| 공급업체 또는 생산 현장 | 원자재 관리 및 오염 경로가 변경될 수 있습니다. |
이것이 바로 원자재 공급업체의 인증서가 보조 증거일 뿐, 완제품에 대한 최종 결론이 아닌 이유입니다.
백금 및 과산화물 경화는 실리콘의 생체 적합성에 어떤 영향을 미칠까요?
그만큼 백금 및 과산화물 경화 시스템 잔류물 관리에 영향을 미치지만, 생체 적합성을 단독으로 결정하는 것은 아닙니다. 검증된 과산화물 경화 부품은 적합할 수 있지만, 제대로 처리되지 않은 백금 경화 부품은 생물학적 또는 화학적 평가에서 여전히 부적합할 수 있습니다.
| 요인 | 백금 경화 실리콘 | 과산화물 경화 실리콘 |
|---|---|---|
| 주요 반응 | 하이드로실릴화에 의한 첨가 치료 | 자유 라디칼 가교결합 |
| 반응 부산물 | 화학양론적 반응 부산물 없음 | 과산화물 분해 생성물이 남아 있을 수 있습니다. |
| 일반적인 잔류물 문제 | 미반응 저분자량 물질, 촉매 관련 불순물, 공정 오염 | 휘발성 분해 생성물, 냄새 및 잔류 과산화물 관련 물질 |
| 치료 후 결정 | 적용 분야 및 제형에 따라 다름 | 일반적으로 휘발성 잔류물을 줄이고 물성을 안정화하는 데 사용됩니다. |
| 선택 논리 | 추출성이 낮은 유체 경로 및 엄격한 제어가 필요한 의료용 성형에 주로 사용됩니다. | 제형 및 후경화 공정이 검증된 경우 적합성을 유지할 수 있습니다. |
생산상의 문제는 단순히 "백금인가 과산화물인가?"가 아닙니다. 경화 온도, 시간, 부품 두께, 오븐 적재량, 공기 흐름 및 후경화 노출이 제어되고 기록되는지 여부입니다.
두꺼운 부분은 얇은 테스트 플레이트와 열 발생 및 배출 방식이 다릅니다. 실험실 슬래브에서 검증된 후경화 공정이 복잡한 성형 부품에서 휘발성 물질을 동일한 속도로 제거한다고 가정할 수 없습니다. 재료 인증서에 화합물은 명시되어 있지만 완성된 부품의 열 이력이 기록되어 있지 않기 때문에 팀에서 이러한 점을 간과하는 경우가 많습니다.
ISO 10993-1:2025에 따라 실리콘의 생체 적합성은 어떻게 평가됩니까?
ISO 10993-1:2025 생물학적 안전성을 ISO 14971에 부합하는 위험 관리 프로세스로 취급합니다. 이는 모든 실리콘 기기가 반드시 완료해야 하는 고정된 테스트 목록이 아닙니다.
미국 제출물의 경우, FDA는 2025년판을 부분적으로 인정했습니다. 2026년 5월 25일에 승인되었습니다. 이 승인은 특정 조항을 제외하고 2029년 7월 1일까지의 전환 기간 동안 2018년판에 대한 적합성 선언을 계속해서 허용합니다. 따라서 ISO판이 발행되었다고 해서 모든 조항이 FDA에서 자동으로 승인되는 것은 아닙니다.
평가는 네 가지 입력값으로 시작됩니다.
- 완전한 재료 및 제형;
- 제조 및 멸균 공정;
- 신체 접촉의 본질;
- 접촉 기간.
현행 체계는 표면 접촉, 외부 통신 또는 이식과 같은 접촉 경로에 따라 기기를 분류합니다. 접촉 시간과 기기별 위험성을 고려하여 어떤 생물학적 결과 지표를 평가해야 하는지 결정합니다.
그만큼 FDA 최종 평가 프레임워크 이 지침은 여전히 유용한 미국 계획 참고 자료이지만, FDA의 2023년 9월 지침을 기반으로 합니다. 해당 지침의 평가 항목 표는 프레임워크일 뿐, 시험 체크리스트가 아닙니다. 따라서 제출 시 해당 지침, FDA가 부분적으로 인정한 2025년 개정판, 그리고 기기별 요구 사항 간의 차이점을 해결해야 합니다. 평가 항목에 대해서는 기존 데이터, 화학적 특성 분석, 시험 결과 또는 과학적 근거를 활용할 수 있습니다.
어떤 ISO 10993 시험이 적용될 수 있습니까?
적용 가능한 엔드포인트는 장치에 따라 다릅니다. 일반적인 참조는 다음과 같습니다.
| 평가 영역 | 공통 표준 | 이 글은 무엇을 다루는가? |
|---|---|---|
| 세포독성 | ISO 10993-5 | 배양 세포에 대한 부작용 |
| 피부 민감성 | ISO 10993-10:2021 | 과민반응을 유발할 가능성 |
| 짜증나게 하는 것 | ISO 10993-23:2021 | 관련 접촉 경로에 대한 자극 가능성 |
| 화학적 특성 분석 | ISO 10993-18:2020 • Amd 1:2022 | 기기 구성 요소 및 추출물의 식별 및 정량화 |
| 독성학적 위험 평가 | ISO 10993-17:2023 • 암드 1:2025 | 확인된 성분에 대한 독성학적 평가 |
| 혈액 적합성 | ISO 10993-4 | 혈액과의 상호작용 |
| 이식 반응 | ISO 10993-6 | 이식 후 국소 조직 반응 |
세포독성, 감작성 및 자극성은 자주 평가되지만, 모든 경우에 적용되는 "세 가지 검사 통과" 기준은 아닙니다. 혈액과 접촉하는 튜브의 경우 혈액 적합성 검증이 필요할 수 있습니다. 장기 이식형 기기의 경우 이식, 만성 독성, 유전 독성 및 기타 평가 지표가 필요할 수 있습니다. 기기 종류에 따라 평가 계획이 결정됩니다.
화학적 특성 분석이 추가 테스트보다 먼저 수행되는 이유는 무엇일까요?
화학적 특성 분석은 완제품에서 어떤 물질이 용출될 수 있는지 파악하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 물질 이름만으로는 알 수 없는 문제점, 예를 들어 저분자량 실록산, 촉매 잔류물, 안료, 첨가제, 세척 잔류물 또는 살균 관련 화합물 등을 밝혀낼 수 있습니다.
실제적인 순서는 다음과 같습니다.
- 제형 및 모든 가공 보조제를 문서화하십시오.;
- 임상적으로 의미 있는 추출 조건을 정의합니다.;
- ISO 10993-18:2020/Amd 1:2022에 따라 추출물을 식별하고 정량화합니다.;
- ISO 10993-17:2023/Amd 1:2025에 따라 독성학적 위험을 평가합니다.;
- 남아 있는 데이터 부족 부분을 활용하여 생물학적 검사의 필요성을 정당화하십시오.
이 접근 방식은 테스트를 자동으로 없애는 것이 아닙니다. 다만, 팀이 장치에 어떤 기능이 있는지 파악하기 전에 표준 테스트 패널을 실행하는 것을 방지하는 것입니다.
시험 대상 물질은 생산 공정을 대표해야 합니다. 시판 부품은 후경화, 세척, 조립, 포장 및 멸균 과정을 거치므로 멸균되지 않은 재료 플라크는 일반적으로 생산 공정을 제대로 대체할 수 없습니다. 생물학적 평가는 환자의 노출에 영향을 미칠 수 있는 모든 공정을 고려해야 합니다.
USP Class VI는 무엇을 증명하는가?
USP Class VI는 시험된 고분자 물질이 USP Class VI에 정의된 생물학적 반응성 요건을 충족했음을 보여줍니다. USP 일반 장 <88>. 이 프로그램에는 지정된 추출 조건 하에서의 전신 주사, 피하 주사 및 이식 테스트가 포함됩니다.
이는 ISO 10993-1에 따른 기기의 완전한 생체 적합성을 입증하지 못합니다.
| 주장하다 | 올바른 해석 |
|---|---|
| “"이 실리콘은 USP Class VI 등급입니다."” | 특정 재료 또는 시험품이 지정된 조건 하에서 USP <88>을 통과했습니다. |
| “"완성된 장치는 생체 적합성이 있습니다."” | 접촉 유형, 지속 시간, 처리 방식 및 사용 목적에 따른 기기별 증거가 필요합니다. |
| “USP Class VI는 모든 접촉 기간을 포함합니다.” | 잘못된 정보입니다. USP 분류는 ISO 10993 최종 평가를 대체할 수 없습니다. |
| “"공급업체 인증서면 충분합니다."” | 규제 전략이 완제품과의 동등성을 정당화하지 않는 한 이는 잘못된 것입니다. |
USP Class VI는 재료 선별 및 공급업체 자격 검증에 여전히 유용합니다. 흔히 저지르는 실수는 문서화된 연관성 없이 해당 결과를 안료, 성형, 세척, 멸균 및 최종 임상 노출에까지 확장하는 것입니다.
식품 접촉 기준이 의료기기의 생체 적합성을 입증하는가?
아니요. GB 4806.16-2025 이는 실리콘 고무에 대한 중국 식품 접촉 표준이지 의료기기 생체 적합성 표준이 아닙니다. 미국 농무부 해외농업서비스(USDA Foreign Agricultural Service)의 최종 표준 번역 본 규정은 2026년 9월 2일부터 발효되며, 부록 B에 따라 시험된 휘발성 물질 한도를 0.5g/100g(0.5%)으로 설정함을 확인합니다.
식품 접촉 기준 준수는 GB/T 16886, ISO 10993 또는 기기별 NMPA 요구 사항을 대체하지 않습니다. 식기, 금형 또는 사료 제품에 대한 용출 결과는 임플란트 또는 혈액 접촉 기기의 안전성을 입증할 수 없습니다.
어떤 제조 공정 관리가 시험 결과를 보호합니까?
생체 적합성 증거는 테스트된 구성이 통제된 상태로 유지되는 동안에만 재사용할 수 있습니다.
재료 및 혼합 제어
실리콘 등급, 로트 번호, 안료 비율, 첨가제 종류 및 혼합 이력을 기록하십시오. 기본 폴리머가 변경되지 않으므로 컬러 마스터배치를 다른 것으로 대체하지 마십시오. 담체 및 안료 시스템은 생물학적 평가의 일부가 됩니다.
치료 및 치료 후 관리
금형 온도, 경화 시간, 부품 두께 범위, 후경화 온도, 노출 시간, 오븐 적재량 및 공기 흐름을 정의하십시오. 다중 캐비티 금형의 경우 모든 캐비티에 동일한 공정 조건이 적용되는지 확인하십시오.
세척 및 취급 관리
이형제, 세제, 헹굼 품질, 장갑, 용기 및 보관 시간을 관리하십시오. 깨끗한 원료도 탈형 후 오염될 수 있습니다.
멸균 관리
실제를 평가하세요 살균 방법 최대 검증 주기. 에틸렌 옥사이드 잔류물, 방사선량 및 증기 노출은 다른 문제를 야기합니다. 멸균 전에 테스트된 장치가 출시된 제품을 대표하지 않을 수 있습니다.
변경 제어
제형, 공급업체, 제조 현장, 장비, 경화 주기, 세척제, 포장, 멸균 방법 또는 접촉 대상에 변경 사항이 발생하면 생물학적 위험 평가를 실시해야 합니다. 변경 사항이 발생했다고 해서 모든 시험을 반복할 필요는 없지만, 문서화된 평가는 필수적입니다.
구매자는 실리콘 부품 공급업체에 무엇을 요구해야 할까요?
공급업체에게 "의료용 실리콘"을 제공하는지 묻는 대신 간략한 증거 자료를 활용하세요.“
- 정확한 실리콘 등급 및 제조업체;
- 로트 추적성 및 분석 증명서;
- 해당되는 경우 제형 공개 또는 규제 마스터 파일 지원;
- 치료 시스템 및 검증된 치료/치료 후 매개변수;
- 안료 및 첨가제 식별;
- 시험 대상 제품을 포함한 관련 USP <87>/<88> 또는 ISO 10993 보고서;
- 접촉 경로에 따라 필요한 경우 추출물 및 용출물 데이터;
- 의도된 방법에 대한 멸균 적합성 데이터;
- 세척, 포장 및 오염 관리;
- 서면 변경 통지 계약.
보고서는 동등성을 입증할 수 있도록 제공된 부품과 충분히 일치해야 합니다. 재질 등급, 색상, 제조 공정, 멸균 상태, 추출 조건 및 보고서 날짜를 확인하십시오. 올바른 표준 번호가 기재된 보고서라 하더라도 시험 샘플이 대표성을 갖지 못하면 사용할 수 없습니다.
자주 묻는 질문
실리콘은 피부에 닿아도 항상 안전한가요?
아니요. 실리콘 안전 제형, 가공 잔류물, 첨가제 및 접촉 조건에 따라 달라지며, 완성된 기기에 대해서도 별도의 평가가 필요합니다.
의료기기에는 백금 경화 실리콘이 필수적인가요?
아니요. 백금 경화는 추출 가능한 물질이 적은 용도에 자주 사용되지만, 이는 기기 사양 및 생물학적 위험 평가에 따라 결정됩니다. 검증된 과산화물 경화 제형도 적합할 수 있습니다.
USP Class VI 시험이 ISO 10993 시험을 대체할 수 있을까요?
아니요. USP Class VI는 재료 선택을 지원할 수 있지만, 기기별 ISO 10993-1 생물학적 평가를 대체하는 것은 아닙니다.
원자재 또는 완제품 중 어느 것을 테스트해야 할까요?
완성된 가공 기기 또는 과학적으로 타당성이 입증된 대표 시험 샘플이 가장 강력한 증거를 제공합니다. 여기에는 관련 경화, 세척, 조립, 포장 및 멸균 단계가 포함되어야 합니다.
테스트 플랜을 선택하기 전에 담당자를 지정하십시오.
공급업체는 폴리머 이름만으로는 실리콘 생체 적합성 관련 정보를 명확하게 정의할 수 없습니다. 최소한 다음 사항을 고려해야 합니다. 신체 접촉 경로, 접촉 시간, 기기 형상, 제형, 가공 보조제, 멸균 방법, 목표 시장, 그리고 부품이 구성 요소로 공급되는지 완제품으로 공급되는지 여부.
그러한 정보가 없으면 "ISO 10993 실리콘"을 요구하는 것은 단지 불분명한 요구사항을 구매 부서로 넘기는 것에 불과합니다. 재질 자체는 적합할 수 있지만, 해당 기기에 대한 근거가 여전히 부족할 수 있습니다.
