Silicone thường được lựa chọn cho các thiết bị y tế vì nó dẻo, ổn định về mặt hóa học và có sẵn với các công thức được kiểm soát chặt chẽ. Vấn đề là... silicon y tế Quá trình này thường được coi như là phê duyệt thiết bị hoàn chỉnh. Nhưng thực tế không phải vậy. Các chất tạo màu, quá trình đóng rắn, xử lý sau đóng rắn, làm sạch, khử trùng và điều kiện tiếp xúc đều có thể làm thay đổi nguy cơ sinh học.
Khả năng tương thích sinh học của silicone không phải là một đặc tính cố định, chỉ có đạt hoặc không đạt. Đó là sự an toàn sinh học của một thiết bị hoàn chỉnh cụ thể, được đánh giá dựa trên công thức, quy trình sản xuất, loại tiếp xúc với cơ thể và thời gian tiếp xúc.
Sự phân biệt đó giúp tránh một lỗi thường gặp trong việc tìm nguồn cung ứng: phê duyệt chứng nhận vật liệu mà không đánh giá thành phần đúc và điều kiện sử dụng thực tế của nó.
Khả năng tương thích sinh học của silicone có nghĩa là gì?
Khả năng tương thích sinh học có nghĩa là thiết bị thực hiện chức năng dự định mà không gây ra phản ứng sinh học không thể chấp nhận được trong điều kiện sử dụng đã xác định. Điều này không có nghĩa là vật liệu đó vô hình về mặt sinh học.
Các chất đàn hồi silicone chủ yếu dựa trên khung siloxan với các nhóm hữu cơ bên cạnh. đặc tính của cao su silicon Chúng hỗ trợ tính linh hoạt, độ ổn định nhiệt và khả năng chống chịu với nhiều môi trường nước. Chúng giải thích lý do tại sao silicone được sử dụng trong... ống silicone, gioăng, linh kiện hô hấp, sản phẩm tiếp xúc với vết thương và thiết bị cấy ghép.
Chúng không chứng minh được tính an toàn cho mọi ứng dụng. Miếng đệm tiếp xúc với da, ống dẫn chất lỏng và thiết bị cấy ghép lâu dài đều tiếp xúc với cơ thể qua các con đường khác nhau. Bằng chứng cần thiết phải thay đổi tùy thuộc vào thiết bị.
Tại sao silicone thường được sử dụng trong các thiết bị y tế?
Silicone rất hữu ích vì các đặc tính cơ học và hóa học của nó có thể duy trì ổn định trong các điều kiện mà nhiều chất đàn hồi hữu cơ khác không thể chịu được.
Những ưu điểm điển hình bao gồm:
- Tính linh hoạt trong phạm vi nhiệt độ rộng;
- Khả năng chống ẩm và nhiều loại hóa chất thông thường;
- Khả năng tương thích với nhiều phương pháp tiệt trùng, tùy thuộc vào việc xác nhận công thức;
- Năng lượng bề mặt thấp và dễ dàng tách khỏi dụng cụ;
- Có sẵn dưới dạng cao su có độ nhớt cao (HCR) và cao su silicon lỏng (LSR).
Chính đặc tính hóa học bề mặt đó cũng tạo ra những hạn chế. Tổng quan về PDMS trong kỹ thuật y sinh Lưu ý rằng PDMS nguyên chất có tính kỵ nước và sự hấp phụ protein là một hạn chế thường gặp trong các ứng dụng sinh học. Đối với các thiết bị tiếp xúc với máu, đánh giá về khả năng tương thích sinh học của vật liệu với máu Bài viết mô tả cách các protein huyết tương được hấp thụ có thể thay đổi cấu trúc, thúc đẩy sự kết dính và hoạt hóa tiểu cầu, đồng thời góp phần vào quá trình đông máu và hình thành huyết khối. Silicone cũng không tự động kháng lại sự xâm nhập của vi khuẩn: một Nghiên cứu ACS Omega về vật liệu ống thông tiểu bằng silicon quan sát P. mirabilis Nghiên cứu này xem xét sự bám dính và phát triển màng sinh học trên các bề mặt silicon thông thường, đồng thời cho thấy việc sửa đổi bề mặt đã làm thay đổi kết quả. Do đó, "trơ" là một thuật ngữ viết tắt hữu ích, chứ không phải là một đánh giá sinh học hoàn chỉnh.
Silicone y tế có tự động tương thích sinh học không?
Không. Thuật ngữ “đạt tiêu chuẩn y tế” thường mô tả một công thức được kiểm soát bởi nhà cung cấp, được hỗ trợ bởi khả năng truy xuất nguồn gốc và dữ liệu thử nghiệm được lựa chọn. Nó không thay thế việc đánh giá thiết bị hoàn chỉnh.
ASTM F2038, Quy định, bao gồm các công thức silicone được sử dụng trong các ứng dụng y tế, nêu rõ rằng tính phù hợp sinh học cuối cùng phải được đánh giá dựa trên mục đích sử dụng dự định. Đây là ranh giới mua sắm chính xác.
Một loại silicone đã được kiểm nghiệm trước đó có thể tạo ra hồ sơ rủi ro khác sau bất kỳ thay đổi nào sau đây:
| Thay đổi | Những gì có thể thay đổi về mặt sinh học |
|---|---|
| Chất tạo màu hoặc hạt màu tổng hợp | Các chất tạo màu, chất mang hoặc tạp chất mới được đưa vào công thức. |
| Chu kỳ chữa bệnh | Các chất phản ứng còn sót lại hoặc sự liên kết chéo không hoàn toàn có thể làm tăng lên. |
| Sau khi điều trị | Các chất cặn dễ bay hơi và thành phần chất chiết xuất có thể thay đổi. |
| chất tách khuôn | Các chất cặn bám trên bề mặt có thể được đưa vào. |
| Quy trình làm sạch | Cặn chất tẩy rửa hoặc các chất gây ô nhiễm dạng hạt vẫn có thể còn sót lại. |
| Khử trùng | Các đặc tính của polyme hoặc các chất có thể chiết xuất có thể thay đổi sau khi xử lý bằng EtO, chiếu xạ, hơi nước hoặc các chu kỳ lặp lại. |
| Nhà cung cấp hoặc địa điểm sản xuất | Các biện pháp kiểm soát nguyên liệu thô và các con đường lây nhiễm có thể thay đổi. |
Đây là lý do tại sao giấy chứng nhận từ nhà cung cấp nguyên liệu thô là bằng chứng hỗ trợ, chứ không phải là kết luận về sản phẩm hoàn chỉnh.
Quá trình đóng rắn bằng bạch kim và peroxide ảnh hưởng đến khả năng tương thích sinh học của silicone như thế nào?
Các hệ thống đóng rắn bằng bạch kim và peroxit Chúng ảnh hưởng đến việc kiểm soát dư lượng, nhưng không tự quyết định khả năng tương thích sinh học. Một linh kiện được xử lý bằng peroxide đã được kiểm định có thể phù hợp, trong khi một linh kiện được xử lý bằng bạch kim kém chất lượng vẫn có thể không đạt yêu cầu trong đánh giá sinh học hoặc hóa học.
| Nhân tố | Silicone đóng rắn bằng bạch kim | Silicon được xử lý bằng peroxide |
|---|---|---|
| Phản ứng chính | Khắc phục bằng phản ứng cộng hợp thông qua phản ứng hydrosilylation | Liên kết chéo gốc tự do |
| Sản phẩm phụ của phản ứng | Không có sản phẩm phụ của phản ứng theo tỷ lệ mol. | Các sản phẩm phân hủy peroxide có thể vẫn còn tồn tại. |
| Mối quan ngại điển hình về dư lượng | Các chất có khối lượng phân tử thấp chưa phản ứng, tạp chất liên quan đến chất xúc tác, tạp chất trong quá trình xử lý | Các sản phẩm phân hủy dễ bay hơi, mùi hôi và các chất còn sót lại liên quan đến peroxide. |
| Quyết định sau khi chữa khỏi | Phụ thuộc vào ứng dụng và công thức | Thường được sử dụng để giảm lượng cặn bay hơi và ổn định các đặc tính. |
| Logic lựa chọn | Thường được ưa chuộng cho các đường dẫn dịch có khả năng chiết xuất thấp và việc tạo hình y tế được kiểm soát chặt chẽ. | Vẫn có thể phù hợp nếu công thức và quy trình xử lý sau đóng rắn được kiểm chứng. |
Vấn đề sản xuất không chỉ đơn giản là “bạch kim hay peroxit?” Mà là liệu nhiệt độ, thời gian, độ dày chi tiết, tải trọng lò nung, luồng khí và thời gian tiếp xúc sau khi đóng rắn có được kiểm soát và ghi chép đầy đủ hay không.
Các phần dày nóng lên và thoát nhiệt khác với các tấm thử nghiệm mỏng. Không thể cho rằng quá trình xử lý sau gia công được kiểm chứng trên tấm mẫu trong phòng thí nghiệm sẽ loại bỏ các chất dễ bay hơi khỏi một chi tiết đúc phức tạp với tốc độ tương tự. Các nhóm thường bỏ sót điều này vì chứng chỉ vật liệu chỉ xác định thành phần mà không ghi lại lịch sử nhiệt của chi tiết thành phẩm.
Khả năng tương thích sinh học của silicone được đánh giá như thế nào theo tiêu chuẩn ISO 10993-1:2025?
ISO 10993-1:2025 Tiêu chuẩn này xem an toàn sinh học như một quy trình quản lý rủi ro phù hợp với ISO 14971. Nó không phải là một danh sách các thử nghiệm cố định mà mọi thiết bị silicon phải hoàn thành.
Đối với các bài nộp từ Hoa Kỳ, FDA đã công nhận một phần phiên bản năm 2025. Vào ngày 25 tháng 5 năm 2026. Việc công nhận này không bao gồm các điều khoản cụ thể và tiếp tục chấp nhận các tuyên bố về sự phù hợp với phiên bản năm 2018 trong giai đoạn chuyển tiếp kết thúc vào ngày 1 tháng 7 năm 2029. Do đó, việc công bố phiên bản ISO không có nghĩa là mọi điều khoản đều tự động được FDA chấp nhận.
Quá trình đánh giá bắt đầu với bốn yếu tố đầu vào:
- Toàn bộ nguyên liệu và công thức;
- các quy trình sản xuất và khử trùng;
- Bản chất của sự tiếp xúc cơ thể;
- thời gian tiếp xúc.
Khung phân loại hiện hành phân loại các thiết bị theo đường tiếp xúc, chẳng hạn như tiếp xúc bề mặt, giao tiếp bên ngoài hoặc cấy ghép. Thời gian tiếp xúc và các mối nguy hiểm cụ thể của thiết bị sau đó sẽ xác định các điểm cuối sinh học nào cần được giải quyết.
Các khung điểm cuối của FDA Tài liệu này vẫn là một tài liệu tham khảo hữu ích cho việc lập kế hoạch của Hoa Kỳ, nhưng nó dựa trên hướng dẫn của FDA vào tháng 9 năm 2023. Bảng điểm cuối của nó chỉ là một khuôn khổ, chứ không phải là một danh sách kiểm tra. Bất kỳ sự khác biệt nào giữa hướng dẫn đó, sự công nhận một phần của FDA đối với phiên bản năm 2025 và các yêu cầu cụ thể của thiết bị phải được giải quyết trước khi nộp hồ sơ; dữ liệu hiện có, đặc tính hóa học, thử nghiệm hoặc lý luận khoa học có thể được sử dụng để giải quyết một điểm cuối.
Những bài kiểm tra ISO 10993 nào có thể áp dụng?
Các điểm cuối áp dụng được tùy thuộc vào thiết bị. Các tham chiếu phổ biến bao gồm:
| Khu vực đánh giá | Tiêu chuẩn chung | Nội dung mà nó đề cập |
|---|---|---|
| Độc tính tế bào | Tiêu chuẩn ISO 10993-5 | Tác động bất lợi lên tế bào nuôi cấy |
| Sự nhạy cảm của da | ISO 10993-10:2021 | Có khả năng gây mẫn cảm |
| Kích ứng | ISO 10993-23:2021 | Khả năng gây kích ứng đối với các đường tiếp xúc liên quan |
| Đặc tính hóa học | ISO 10993-18:2020 • Amd 1:2022 | Xác định và định lượng các thành phần và chất có thể chiết xuất từ thiết bị |
| Đánh giá rủi ro độc chất | ISO 10993-17:2023 • Amd 1:2025 | Đánh giá độc tính của các thành phần đã được xác định |
| Khả năng tương thích với máu | ISO 10993-4 | Tương tác với máu |
| Phản ứng cấy ghép | ISO 10993-6 | Phản ứng mô tại chỗ sau khi cấy ghép |
Độc tính tế bào, phản ứng mẫn cảm và kích ứng thường được đánh giá, nhưng chúng không phải là một "bài kiểm tra đạt yêu cầu" phổ quát. Ống tiếp xúc với máu có thể cần bằng chứng về khả năng tương thích sinh học với máu. Thiết bị cấy ghép lâu dài có thể cần kiểm tra khả năng cấy ghép, độc tính mãn tính, độc tính di truyền và các điểm cuối khác. Loại thiết bị sẽ quyết định kế hoạch điều trị.
Tại sao việc phân tích thành phần hóa học lại được thực hiện trước khi tiến hành các thử nghiệm khác?
Phân tích thành phần hóa học giúp xác định những chất nào có thể di chuyển từ thiết bị thành phẩm. Nó có thể phát hiện ra những vấn đề mà tên vật liệu che giấu: siloxan trọng lượng phân tử thấp, cặn chất xúc tác, chất tạo màu, chất phụ gia, cặn chất tẩy rửa hoặc các hợp chất liên quan đến quá trình khử trùng.
Trình tự thực tế là:
- Ghi chép lại công thức và tất cả các chất hỗ trợ trong quá trình chế biến;
- Xác định các điều kiện nhổ răng có liên quan đến lâm sàng;
- Xác định và định lượng các chất có thể chiết xuất theo tiêu chuẩn ISO 10993-18:2020/Amd 1:2022;
- Đánh giá rủi ro độc hại theo tiêu chuẩn ISO 10993-17:2023/Amd 1:2025;
- Sử dụng những khoảng trống dữ liệu còn lại để chứng minh tính hợp lý của việc tiến hành thử nghiệm sinh học.
Cách tiếp cận này không tự động loại bỏ việc kiểm tra. Nó ngăn các nhóm chạy thử nghiệm tiêu chuẩn trước khi họ hiểu rõ thiết bị chứa những gì.
Mẫu thử nghiệm cũng phải đại diện cho sản phẩm thương mại. Nếu các bộ phận thương mại được xử lý sau đó, làm sạch, lắp ráp, đóng gói và khử trùng, thì một mẫu vật liệu chưa khử trùng thường là một sự thay thế kém hiệu quả. Việc đánh giá sinh học cần nắm bắt được các quy trình có thể làm thay đổi mức độ phơi nhiễm của bệnh nhân.
Tiêu chuẩn USP Class VI chứng minh điều gì?
USP Class VI cho thấy vật liệu polyme được thử nghiệm đáp ứng các yêu cầu về khả năng phản ứng sinh học được định nghĩa trong tiêu chuẩn này. Chương chung USP <88>. Chương trình bao gồm thử nghiệm tiêm toàn thân, tiêm trong da và cấy ghép dưới các điều kiện chiết xuất cụ thể.
Nó không đảm bảo khả năng tương thích sinh học hoàn toàn của thiết bị theo tiêu chuẩn ISO 10993-1.
| Khẳng định | Giải thích chính xác |
|---|---|
| “Chất liệu silicone này đạt tiêu chuẩn USP Class VI.” | Vật liệu hoặc mẫu thử được xác định đã vượt qua tiêu chuẩn USP <88> theo các điều kiện quy định. |
| “Thiết bị hoàn chỉnh có khả năng tương thích sinh học.” | Cần có bằng chứng cụ thể cho từng thiết bị dựa trên loại tiếp xúc, thời gian, quá trình xử lý và mục đích sử dụng. |
| “Tiêu chuẩn USP Class VI bao gồm tất cả các khoảng thời gian tiếp xúc.” | Sai; phân loại USP không thể thay thế cho việc đánh giá điểm cuối theo tiêu chuẩn ISO 10993. |
| “Giấy chứng nhận của nhà cung cấp là đủ.” | Không chính xác trừ khi chiến lược quản lý chứng minh được sự tương đương với thiết bị hoàn chỉnh. |
Tiêu chuẩn USP Class VI vẫn hữu ích cho việc sàng lọc vật liệu và đánh giá năng lực nhà cung cấp. Sai lầm thường gặp là mở rộng kết quả đó sang các công đoạn sản xuất chất tạo màu, đúc khuôn, làm sạch, khử trùng và tiếp xúc lâm sàng cuối cùng mà không có sự chuyển tiếp được ghi chép đầy đủ.
Liệu các tiêu chuẩn tiếp xúc với thực phẩm có chứng minh được khả năng tương thích sinh học trong y tế?
KHÔNG. GB 4806.16-2025 Đây là tiêu chuẩn tiếp xúc thực phẩm của Trung Quốc dành cho cao su silicon, chứ không phải tiêu chuẩn tương thích sinh học của thiết bị y tế. Bản dịch tiêu chuẩn cuối cùng của Cơ quan Dịch vụ Nông nghiệp Nước ngoài thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA Foreign Agricultural Service). xác nhận rằng nó có hiệu lực vào ngày 2 tháng 9 năm 2026 và đặt ra giới hạn chất dễ bay hơi là 0,5 g/100 g (0,5%), được kiểm tra theo Phụ lục B.
Việc tuân thủ các quy định về tiếp xúc với thực phẩm không thay thế tiêu chuẩn GB/T 16886, ISO 10993 hoặc các yêu cầu NMPA cụ thể cho từng thiết bị. Kết quả kiểm tra sự di chuyển chất trong dụng cụ, khuôn mẫu hoặc sản phẩm ăn uống không thể chứng minh tính an toàn cho thiết bị cấy ghép hoặc thiết bị tiếp xúc với máu.
Các biện pháp kiểm soát sản xuất nào bảo vệ kết quả thử nghiệm?
Bằng chứng về khả năng tương thích sinh học chỉ có thể được sử dụng lại khi cấu hình đã được thử nghiệm vẫn được kiểm soát.
Kiểm soát nguyên liệu và pha trộn
Ghi lại loại silicone, lô hàng, tỷ lệ sắc tố, thành phần phụ gia và lịch sử pha trộn. Không thay thế bằng hạt màu gốc vì polyme cơ bản không thay đổi. Hệ thống chất mang và sắc tố trở thành một phần của đánh giá sinh học.
Kiểm soát quá trình điều trị và sau điều trị
Xác định nhiệt độ khuôn, thời gian đóng rắn, phạm vi độ dày chi tiết, nhiệt độ sau đóng rắn, thời gian phơi sáng, tải trọng lò và lưu lượng khí. Đối với khuôn nhiều khoang, hãy đảm bảo tất cả các khoang đều nhận được phạm vi xử lý tương đương.
Kiểm soát việc vệ sinh và xử lý
Kiểm soát chất tách khuôn, chất tẩy rửa, chất lượng nước rửa, găng tay, vật chứa và thời gian bảo quản. Nguyên liệu thô sạch có thể bị nhiễm bẩn sau khi tháo khuôn.
Kiểm soát quá trình khử trùng
Đánh giá thực tế phương pháp khử trùng và số chu kỳ tối đa được xác nhận. Dư lượng EtO, liều chiếu xạ và tiếp xúc với hơi nước đặt ra những câu hỏi khác nhau. Thiết bị được kiểm tra trước khi tiệt trùng có thể không đại diện cho sản phẩm được đưa ra thị trường.
Kiểm soát thay đổi
Tiến hành đánh giá rủi ro sinh học khi có sự thay đổi về công thức, nhà cung cấp, địa điểm, dụng cụ, chu kỳ đóng rắn, chất tẩy rửa, bao bì, phương pháp khử trùng hoặc đối tượng tiếp xúc dự kiến. Sự thay đổi không phải lúc nào cũng yêu cầu lặp lại mọi thử nghiệm. Tuy nhiên, nó đòi hỏi một đánh giá được ghi lại bằng văn bản.
Khách hàng nên yêu cầu gì từ nhà cung cấp linh kiện silicon?
Hãy sử dụng một bộ hồ sơ chứng cứ ngắn gọn thay vì hỏi nhà cung cấp có cung cấp "silicone y tế" hay không.“
- Loại silicone và nhà sản xuất chính xác;
- Khả năng truy xuất nguồn gốc lô hàng và giấy chứng nhận phân tích;
- Nếu có, hãy công bố công thức hoặc hỗ trợ hồ sơ pháp lý chính;
- hệ thống chữa trị và các thông số chữa trị/sau chữa trị đã được xác thực;
- Nhận diện chất tạo màu và phụ gia;
- các báo cáo USP <87>/<88> hoặc ISO 10993 có liên quan, bao gồm cả sản phẩm đã được thử nghiệm;
- Dữ liệu về các chất có thể chiết xuất và rò rỉ khi đường tiếp xúc yêu cầu;
- Dữ liệu về khả năng tương thích khử trùng cho phương pháp dự định;
- vệ sinh, đóng gói và kiểm soát ô nhiễm;
- thỏa thuận thông báo thay đổi bằng văn bản.
Báo cáo phải khớp chặt chẽ với bộ phận được cung cấp để chứng minh tính tương đương. Kiểm tra mác vật liệu, màu sắc, quy trình sản xuất, trạng thái khử trùng, điều kiện chiết xuất và ngày báo cáo. Một báo cáo mang số tiêu chuẩn chính xác vẫn có thể không sử dụng được nếu mẫu thử không mang tính đại diện.
Các câu hỏi thường gặp
Silicone có luôn an toàn khi tiếp xúc với da không?
KHÔNG. An toàn silicon Việc đánh giá phụ thuộc vào công thức, dư lượng trong quá trình chế tạo, chất phụ gia và điều kiện tiếp xúc; thiết bị hoàn chỉnh vẫn cần được đánh giá riêng.
Silicone được xử lý bằng bạch kim có phải là vật liệu bắt buộc đối với các thiết bị y tế không?
Không. Chất đóng rắn bằng bạch kim thường được lựa chọn cho các ứng dụng có hàm lượng chất chiết xuất thấp, nhưng yêu cầu này xuất phát từ đặc điểm kỹ thuật của thiết bị và đánh giá rủi ro sinh học. Công thức đóng rắn bằng peroxide đã được kiểm chứng cũng có thể phù hợp.
Tiêu chuẩn USP Class VI có thể thay thế tiêu chuẩn thử nghiệm ISO 10993 không?
Không. Tiêu chuẩn USP Class VI có thể hỗ trợ việc lựa chọn vật liệu. Nó không thay thế cho việc đánh giá sinh học theo tiêu chuẩn ISO 10993-1 dành riêng cho thiết bị.
Nguyên liệu thô hay thành phẩm cần được kiểm tra?
Thiết bị hoàn chỉnh, đã qua xử lý—hoặc một mẫu thử nghiệm đại diện được chứng minh khoa học—cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất. Nó nên bao gồm các bước liên quan đến việc bảo dưỡng, làm sạch, lắp ráp, đóng gói và khử trùng.
Xác định người liên hệ trước khi chọn kế hoạch kiểm thử.
Nhà cung cấp không thể chỉ dựa vào tên polymer để xác định gói tiêu chuẩn tương thích sinh học của silicone. Các thông tin tối thiểu cần cung cấp bao gồm đường tiếp xúc với cơ thể, thời gian tiếp xúc, hình dạng thiết bị, công thức, chất hỗ trợ xử lý, phương pháp khử trùng, thị trường mục tiêu và liệu sản phẩm được cung cấp dưới dạng linh kiện hay thiết bị hoàn chỉnh.
Nếu thiếu những thông tin đầu vào đó, việc yêu cầu "silicone theo tiêu chuẩn ISO 10993" chỉ chuyển một yêu cầu không xác định vào quá trình mua hàng. Vật liệu có thể phù hợp. Nhưng bằng chứng chứng minh vẫn có thể không chính xác đối với thiết bị.
