ISO 10993-12:2007
(Main)Biological evaluation of medical devices — Part 12: Sample preparation and reference materials
Biological evaluation of medical devices — Part 12: Sample preparation and reference materials
ISO 10993-12:2007 specifies requirements and gives guidance on the procedures to be followed in the preparation of samples and the selection of reference materials for medical device testing in biological systems in accordance with one or more parts of the ISO 10993 series. Specifically ISO 10993-12:2007 addresses: test sample selection; selection of representative portions from a device; test sample preparation; experimental controls; selection of and requirements for reference materials; preparation of extracts. ISO 10993-12:2007 is not applicable to materials or devices containing live cells.
Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 12: Préparation des échantillons et matériaux de référence
L'ISO 10993-12:2007 spécifie les exigences et fournit des directives relatives aux modes opératoires à suivre pour la préparation des échantillons et le choix des matériaux de référence dans le cadre d'essais relatifs aux dispositifs médicaux dans des systèmes biologiques, conformément à une ou plusieurs parties de l'ISO 10993. L'ISO 10993‑12:2007 traite spécifiquement les points suivants: le choix des échantillons; le choix des parties représentatives d'un dispositif; la préparation des échantillons; les contrôles expérimentaux; le choix des matériaux de référence et les exigences qui s'y rapportent; la préparation des extraits. L'ISO 10993-12:2007 n'est pas applicable aux matériaux ou aux dispositifs contenant des cellules vivantes.
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Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10993-12
Third edition
2007-11-15
Corrected version
2008-02-15
Biological evaluation of medical
devices —
Part 12:
Sample preparation and reference
materials
Évaluation biologique des dispositifs médicaux —
Partie 12: Préparation des échantillons et matériaux de référence
Reference number
ISO 10993-12:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 10993-12:2007(E)
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ii © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 10993-12:2007(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . vi
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 General requirements. 3
5 Reference materials. 4
5.1 General. 4
5.2 Certification of RMs for biological safety testing. 4
6 Use of RMs as experimental controls. 4
7 Test sample selection. 5
8 Test sample and RM preparation . 5
9 Selection of representative portions from a device. 5
10 Preparation of extracts of samples. 6
10.1 General. 6
10.2 Containers for extraction . 6
10.3 Extraction conditions and methods. 6
10.4 Extraction conditions for hazard identification and risk estimation in the exaggerated-use
condition. 8
11 Records. 9
Annex A (informative) Experimental controls . 10
Annex B (informative) General principles on and practices of test sample preparation and sample
selection . 12
Annex C (informative) Principles of test sample extraction . 14
Bibliography . 17
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ISO 10993-12:2007(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10993-12 was prepared by Technical Committee ISO/TC 194, Biological evaluation of medical devices.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 10993-12:2002), which has been technically
revised.
ISO 10993 consists of the following parts, under the general title Biological evaluation of medical devices:
⎯ Part 1: Evaluation and testing
⎯ Part 2: Animal welfare requirements
⎯ Part 3: Tests for genotoxicity, carcinogenicity and reproductive toxicity
⎯ Part 4: Selection of tests for interactions with blood
⎯ Part 5: Tests for in vitro cytotoxicity
⎯ Part 6: Tests for local effects after implantation
⎯ Part 7: Ethylene oxide sterilization residuals
⎯ Part 9: Framework for identification and quantification of potential degradation products
⎯ Part 10: Tests for irritation and delayed-type hypersensitivity
⎯ Part 11: Tests for systemic toxicity
⎯ Part 12: Sample preparation and reference materials
⎯ Part 13: Identification and quantification of degradation products from polymeric medical devices
⎯ Part 14: Identification and quantification of degradation products from ceramics
⎯ Part 15: Identification and quantification of degradation products from metals and alloys
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ISO 10993-12:2007(E)
⎯ Part 16: Toxicokinetic study design for degradation products and leachables
⎯ Part 17: Establishment of allowable limits for leachable substances
⎯ Part 18: Chemical characterization of materials
⎯ Part 19: Physico-chemical, morphological and topographical characterization of materials [TS]
⎯ Part 20: Principles and methods for immunotoxicology testing of medical devices [TS]
Future parts will deal with other relevant aspects of biological testing.
This corrected version of ISO 10993-12 contains changes to definition 3.10 on page 3 and changes to
footnote references in A.3 on page 11.
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ISO 10993-12:2007(E)
Introduction
This part of ISO 10993 specifies methods of sample preparation and the selection of reference materials in the
biological evaluation of medical devices.
Sample preparation methods should be appropriate for both the biological evaluation methods and the materials
being evaluated. Each biological test method requires the selection of materials, extraction solvents and
conditions.
This part of ISO 10993 is based on existing national and international specifications, regulations and standards
wherever possible. It is periodically reviewed and revised.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10993-12:2007(E)
Biological evaluation of medical devices —
Part 12:
Sample preparation and reference materials
1 Scope
This part of ISO 10993 specifies requirements and gives guidance on the procedures to be followed in the
preparation of samples and the selection of reference materials for medical device testing in biological
systems in accordance with one or more parts of the ISO 10993 series. Specifically this part of ISO 10993
addresses:
⎯ test sample selection;
⎯ selection of representative portions from a device;
⎯ test sample preparation;
⎯ experimental controls;
⎯ selection of and requirements for reference materials;
⎯ preparation of extracts.
This part of ISO 10993 is not applicable to materials or devices containing live cells.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 10993-1:2003, Biological evaluation of medical devices — Part 1: Evaluation and testing
ISO 14971, Medical devices — Application of risk management to medical devices
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
blank
extraction vehicle not containing the test material, retained in a vessel identical to that which holds the test
sample and subjected to identical conditions to which the test sample is subjected during its extraction
NOTE The purpose of the blank is to evaluate possible confounding effects due to the extraction vessel, extraction
vehicle and extraction process.
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ISO 10993-12:2007(E)
3.2
certified reference material
(CRM)
reference material, accompanied by a certificate, one or more of whose property values are certified by a
procedure which establishes its traceability to an accurate realization of the unit in which the property values
are expressed, and for which each certified value is accompanied by an uncertainty at a stated level of
confidence
[ISO Guide 30, definition 2.2]
3.3
experimental control
substance with well characterized responses, which is used in a specific test system to assist in evaluating if
the test system has responded in a reproducible and appropriate manner
3.4
extract
liquid that results from extraction of the test sample or control
3.5
homogeneous
property of a material and its relationship to a biological endpoint such that it is of uniform structure or
composition to consistently render or not a specific biological response
NOTE A reference material is said to be homogeneous if the biological response to a specific test is found to lie
within the specified uncertainty limits of the test, irrespective of the batch or lot of material from which the test sample is
removed.
3.6
negative control
any well characterized material and/or substance, which, when tested by a specific procedure, demonstrates
the suitability of the procedure to yield a reproducible, appropriately negative, non-reactive or minimal
response in the test system
NOTE In practice, negative controls are reference materials but may include blanks and extraction vehicles/solvents.
3.7
positive control
any well characterized material and/or substance, which, when evaluated by a specific test method,
demonstrates the suitability of the test system to yield a reproducible, appropriately positive or reactive
response in the test system
3.8
reference material
(RM)
material with one or more property values that are sufficiently reproducible and well established to enable use
of the material or substance for the calibration of an apparatus, the assessment of a measurement method, or
for the assignment of values to materials
[ISO Guide 30, definition 2.1]
NOTE For the purpose of this part of ISO 10993, a reference material is any well characterized material or substance,
which, when tested by the procedure described, demonstrates the suitability of the procedure to yield a reproducible,
predictable response. The response may be negative or positive.
3.9
stability
〈of property values〉 ability of a material, when stored under specified conditions, to maintain a specific stated
biological response, within specified limits, for a specific period of time
NOTE Adapted from ISO Guide 30, definition 2.7.
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ISO 10993-12:2007(E)
3.10
test sample
medical device, component or material (or a representative sample thereof, manufactured and processed by
equivalent methods) or an extract or portion thereof that is subjected to biological or chemical testing or
evaluation
3.11
simulated-use extraction
extraction to demonstrate compliance with the requirements of this part of ISO 10993, by evaluating leachable
material levels available to the patient or user from devices during the routine use of a device using an
extraction method that simulates product use
NOTE The burden of validation on the analytical laboratory is to demonstrate that the simulated-use extraction is
carried out under conditions that provide the greatest challenge to the intended use. Product-use simulation is carried out
assuming the device is assigned to the most stringent category probable for duration of exposure and takes into
consideration both tissue(s) exposed and temperature of exposure.
3.12
exaggerated extraction
any extraction that is intended to result in a greater amount of a chemical constituent being released as
compared to the amount generated under the simulated conditions of use
NOTE Exaggerated extraction might result in a chemical change of the material or the substances being extracted.
3.13
accelerated extraction
extraction that provides a measure of the leachable materials of the device or material using conditions that
shorten the time for leaching of the substances into the extraction vehicle but do not result in a chemical
change of the substances being extracted
NOTE Examples of accelerated extraction conditions are as follows: elevated temperature, agitation, changing of the
extraction vehicle, etc.
3.14
exhaustive extraction
extraction until the amount of leachable material in a subsequent extraction is less than 10 % of that detected
in the initial extraction, or until there is no analytically significant increase in the cumulative leachable material
levels detected
NOTE As it is not possible to demonstrate the exhaustive nature of residual recovery, the definition of exhaustive
extraction adopted is as above. See also Annex C.
4 General requirements
4.1 As described in ISO 14971, in the identification of hazard and risk estimation for medical devices,
hazards that arise from changes in the manufacturing process, or insufficient control of the manufacturing
process, shall be considered in the design and preparation of samples for test and preparation of extracts of
those devices. Particular attention shall be given to residues, e.g., trace elements and cleaning and
disinfection agents, of those manufacturing processes.
4.2 Because ISO 10993 describes many different biological assay systems, the individual standards shall
be consulted to ascertain if these recommendations are appropriate for specific test systems.
4.3 Experimental controls shall be used in biological evaluations to validate a test procedure and/or to
compare the results between materials. Depending on the biological test, negative controls, blanks and/or
positive controls shall be used as is appropriate to the test.
NOTE The same type of control can be applicable to different tests and may allow cross-reference to other
established materials and test methods. Additional guidance on the selection of experimental controls is given in Annex A.
Use of positive controls for in-vivo testing may be affected by animal welfare regulations.
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ISO 10993-12:2007(E)
5 Reference materials
5.1 General
Reference materials (RMs) are established by individual laboratories. The extent of chemical, physical and
biological characterization is determined by the individual laboratory. Commercially available articles may be
used as reference materials.
NOTE 1 See also ISO Guide 35.
Certified reference materials (CRMs) are selected for their high purity, critical characteristics, suitability for the
intended purpose and general availability. The critical chemical, physical and biological characteristics shall be
determined by collaborative testing in three or more laboratories, and made available to the investigator by the
distributor.
NOTE 2 It is desirable for users to obtain a commitment from suppliers of RMs or CRMs that these materials will be
available to the user for at least five years. A second, but less desirable, option is for the source of the RM or CRM to
publish an “open formulation” for the material, i.e., publication of the source materials and details of the processing needed
to ensure uniform batches of the RM.
5.2 Certification of RMs for biological safety testing
5.2.1 Qualification of an RM is a procedure that establishes the numerical or qualitative value of the
biological response of the material under specified test conditions, ensuring reproducibility of the response
within and/or between laboratories. The range of biological responses associated with the material shall be
established through laboratory tests.
NOTE See also ISO Guide 34.
5.2.2 Suppliers of RMs shall certify the materials. The supplier determines the extent of chemical and
physical characterization that is performed. The individual laboratories that use the RMs shall identify the
biological characterization necessary to qualify an RM for a specific test or procedure. Commercially available
materials may be used as RMs provided they are certified and qualified.
5.2.3 Certification of an RM is a procedure that establishes the numerical or qualitative value of the
biological response of the material under the specified test conditions. This process serves to validate the
testing of the material for that particular response and results in the issuance of a certificate. The biological
response of the material shall be established through interlaboratory tests.
6 Use of RMs as experimental controls
6.1 RMs or CRMs shall be used in biological tests as control materials to demonstrate the suitability of a
procedure to yield a reproducible response, such as either positive and/or negative. Any material used in this
way shall be characterized with each biological test procedure for which the use of the material is desired. A
material characterized and then certified for one reference test method or response, e.g., delayed-type
hypersensitivity, shall not be used as an RM for another, e.g., cytotoxicity, without additional validation.
NOTE Use of an RM will facilitate the comparability of the response between laboratories and assist in assessing
reproducibility of test performance within individual laboratories. For comparison of the biological response, it is desirable to
use RMs having a range of responses, e.g., minimum, intermediate or severe.
6.2 RMs used as experimental controls shall meet the established quality assurance procedures of the
manufacturer and test laboratory. They shall be identified as to source, manufacturer, grade and type. RMs
are processed as described in Clause 8.
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ISO 10993-12:2007(E)
6.3 When RMs are used as experimental controls, they shall be in the same material class as the test
sample, i.e., polymer, ceramic, metal, colloid, etc. However, pure chemicals may be used as experimental
controls for mechanistically-based test procedures, e.g., genotoxicity and immune delayed-type
hypersensitivity assays.
7 Test sample selection
7.1 Testing shall be performed on the final product, or representative samples from the final products or
materials processed in the same manner as the final product (see ISO 10993-1) or on appropriate extracts of
any of these. The choice of test sample shall be justified.
NOTE In the case of materials that cure in-situ, different test samples representative of the cured material versus the
uncured state of the material might be needed.
7.2 The same test sample selection procedure applies when an extract is required.
8 Test sample and RM preparation
8.1 Test samples and RMs shall be handled with care to prevent contamination. Any residues from the
manufacturing processes shall be considered to be integral to the device, device portion or component.
NOTE For additional guidance on preparation see Annex B.
a) Test samples from sterilized devices and RMs shall be handled aseptically if appropriate to the test
procedure.
b) Test samples from a device which is normally supplied non-sterile, but which requires sterilization prior to
use, shall be sterilized by the method recommended by the manufacturer and handled aseptically if
appropriate to the test procedure.
c) If test samples are cleaned prior to sterilization, the influence of the cleaning process and cleaning agent
shall be considered in the selection and handling of the test sample.
8.2 If sterile test samples are required for the test procedure, the effect of the sterilization or resterilization
process on the test sample and RMs shall be considered.
8.3 When test samples and RMs need to be cut into pieces as described in 10.3.3 b), the influence of
previously unexposed surfaces, e.g., lumens or cut surfaces, shall be considered. Tools used for cutting
medical devices into representative portions for testing shall be cleaned between uses to prevent
contamination.
9 Selection of representative portions from a device
9.1 If a device cannot be tested as a whole, each individual material in the final product shall be
represented proportionally in the test sample.
a) The test sample of devices with surface coatings shall include both coating material and the substrate,
even if the substrate has no tissue contact.
b) The test sample shall include a representative portion of the joint and/or seal if adhesives, radio
frequency (RF) seals, or solvent seals are used in the manufacture of a portion of the device which
contacts patients.
9.2 Composite materials shall be tested as finished materials.
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ISO 10993-12:2007(E)
9.3 When different materials are present in a single device, the potential for synergies and interactions shall
be considered in the choice of test sample.
9.4 The test sample shall be chosen to maximize the exposure of the test system to the components of a
device that are known to have potential for a biological response.
10 Preparation of extracts of samples
10.1 General
If extracts of the device are required for a test procedure, the extraction vehicles and conditions of extraction
used shall be appropriate to the nature and use of the final product and to the purpose of the test, e.g., hazard
identification, risk estimation or risk assessment. The physico-chemical properties of the device materials,
leachable substances or residues shall be considered when choosing the extraction conditions.
NOTE For additional guidance on the extraction of samples see Annex C.
10.2 Containers for extraction
10.2.1 The extraction shall be performed in clean, chemically inert, closed containers with minimum
dead-space.
10.2.2 To ensure that the extraction vessels do not adulterate the extract of the test sample the extraction
vessels shall be:
a) borosilicate glass tubes with caps having an inert liner [e.g., poly(tetrafluoroethylene)];
b) other inert extraction vessels as required for specific materials and/or extraction procedures.
10.3 Extraction conditions and methods
10.3.1 Extraction conditions are based on common practice and are justified on the basis of providing a
standardized approach that is, in many ways, an appropriate exaggeration of product use. Extraction shall be
conducted under one of the following conditions (see also C.5):
a) (37 ± 1) °C for (72 ± 2) h;
b) (50 ± 2) °C for (72 ± 2) h;
c) (70 ± 2) °C for (24 ± 2) h;
d) (121 ± 2) °C for (1 ± 0,1) h.
NOTE Extraction at (37 ± 1) °C for (24 ± 2) h in tissue culture media might be acceptable for cytotoxicity testing.
See ISO 10993-5.
Extraction conditions described above, which have been used to provide a measure of the hazard potential for
risk estimation of the device or material, are based on historical precedent. Other conditions that simulate the
extraction that occurs during clinical use, or provide an adequate measure of the hazard potential, may be
used, but shall be described and justified.
6 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 10993-12:2007(E)
Extraction is a complex process influenced by time, temperature, surface-area-to-volume ratio, extraction
1)
vehicle and the phase equilibrium of the material. The effects of higher temperatures or other conditions on
extraction kinetics and the identity of the extraction vehicle(s) should be considered carefully if accelerated or
exaggerated extraction is used.
For example, two possibilities exist when elevated temperatures are used:
1) the energy of the increased temperature may cause increased cross-linking and/or polymerization of the
polymer and, therefore, decrease the amount of free monomer that is available to migrate from the
polymer;
2) the increased temperature could cause degradation products to form that are not typically found in the
finished device under conditions of use.
10.3.2 For materials that dissolve or resorb under conditions of use, follow the extraction conditions
described in 10.3.1. Perform extraction using the appropriate extraction vehicle and time/temperature
conditions to simulate exaggerated exposure wherever possible. Complete dissolution may be appropriate.
10.3.3 The standard surface area can be used to determine the volume of extraction vehicle needed. This
area includes the combined area of both sides of the sample and excludes indeterminate surface irregularities.
When surface area cannot be determined due to configuration of the sample, a mass/volume of extracting
fluid shall be used. See Table 1.
a) Other surface area to volume extraction ratios, e.g., those related to evaluation of porous materials, can
be used if they simulate the conditions during clinical use or result in a measure of the hazard potential.
b) Materials shall be cut into small pieces before extraction to enhance submersion in the extract media,
except when otherwise inappropriate (for example, see 10.3.4). For example, for polymers, pieces
approximately 10 mm × 50 mm or 5 mm × 25 mm are appropriate.
Table 1 — Standard surface areas and extract liquid volumes
Thickness Extraction ratio
(surface area or mass/volume) Examples of forms of materials
mm ± 10 %
2
< 0,5 6 cm /ml film, sheet, tubing wall
2
0,5 to 1,0 3 cm /ml tubing wall, slab, small moulded items
2
> 1,0 3 cm/ml larger moulded items
2
> 1,0 1,25 cm/ml elastomeric closures
powder, pellets, foam, non-absorbent
Irregularly shaped solid devices 0,2 g sample/ml
moulded items
Irregularly shaped porous devices
0,1 g/ml membranes
(low density materials)
NOTE While there are no standardized methods available at present for testing absorbents and hydrocolloids, the following is a
suggested protocol.
2
Determine the volume of extractiom vehicle that each 0,1 g or 1,0 cm of material absorbs. Then, in performing the material extraction,
2
add this additional volume to each 0,1 g or 1,0 cm in an extraction mixture.
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10993-12
Troisième édition
2007-11-15
Version corrigée
2008-02-15
Évaluation biologique des dispositifs
médicaux —
Partie 12:
Préparation des échantillons et matériaux
de référence
Biological evaluation of medical devices —
Part 12: Sample preparation and reference materials
Numéro de référence
ISO 10993-12:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 10993-12:2007(F)
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ISO 10993-12:2007(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions. 1
4 Exigences générales. 3
5 Matériaux de référence. 4
5.1 Généralités. 4
5.2 Certification des matériaux de référence pour les essais de sécurité biologique . 4
6 Utilisation des matériaux de référence comme contrôles expérimentaux . 5
7 Choix des échantillons. 5
8 Préparation des échantillons et des matériaux de référence . 5
9 Choix des parties représentatives d'un dispositif.6
10 Préparation d'extraits d'échantillons d'essai. 6
10.1 Généralités. 6
10.2 Récipients utilisés pour l'extraction . 6
10.3 Conditions et méthodes d'extraction. 7
10.4 Conditions d'extraction pour l'identification et l'estimation des risques
dans des conditions d'utilisation exagérées .9
11 Rapport d'essai . 10
Annexe A (informative) Contrôles expérimentaux. 11
Annexe B (informative) Principes généraux et informations pratiques sur la préparation et
le choix des échantillons . 13
Annexe C (informative) Principes d'extraction de l'échantillon . 15
Bibliographie . 18
© ISO 2007 – Tous droits réservés iii
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ISO 10993-12:2007(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10993-12 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 194, Évaluation biologique des dispositifs
médicaux.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 10993-12:2002), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 10993 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Évaluation biologique des
dispositifs médicaux:
⎯ Partie 1: Évaluation et essais
⎯ Partie 2: Exigences relatives à la protection des animaux
⎯ Partie 3: Essais concernant la génotoxicité, la cancérogénicité et la toxicité sur la reproduction
⎯ Partie 4: Choix des essais pour les interactions avec le sang
⎯ Partie 5: Essais concernant la cytotoxicité in vitro
⎯ Partie 6: Essais concernant les effets locaux après implantation
⎯ Partie 7: Résidus de stérilisation à l'oxyde d'éthylène
⎯ Partie 9: Cadre pour l'identification et la quantification des produits potentiels de dégradation
⎯ Partie 10: Essais d'irritation et d'hypersensibilité retardée
⎯ Partie 11: Essais de toxicité systémique
⎯ Partie 12: Préparation des échantillons et matériaux de référence
⎯ Partie 13: Identification et quantification de produits de dégradation de dispositifs médicaux à base de
polymères
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ISO 10993-12:2007(F)
⎯ Partie 14: Identification et quantification des produits de dégradation des céramiques
⎯ Partie 15: Identification et quantification des produits de dégradation issus des métaux et alliages
⎯ Partie 16: Conception des études toxicocinétiques des produits de dégradation et des substances
relargables
⎯ Partie 17: Établissement des limites admissibles des substances relargables
⎯ Partie 18: Caractérisation chimique des matériaux
⎯ Partie 19: Caractérisations physicochimique, morphologique et topographique des matériaux [TS]
⎯ Partie 20: Principes et méthodes relatifs aux essais d'immunotoxicologie des dispositifs médicaux [TS]
Les futures parties traiteront d'autres aspects importants des essais biologiques.
La présente version corrigée de l'ISO 10993-12:2007 inclut les corrections suivantes:
⎯ page 3, modification de la définition 3.10;
⎯ page 12, A.3: modification des numéros des notes de bas de page donnés en référence ainsi que
correction du terme «organostanneux» en «organostannique».
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ISO 10993-12:2007(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 10993 spécifie des méthodes de préparation des échantillons et le choix des
matériaux de référence dans le cadre d'une évaluation biologique des dispositifs médicaux.
Il est conseillé que les méthodes de préparation d'échantillons tiennent compte à la fois des méthodes
d'évaluation biologique et des matériaux à évaluer. Chaque essai biologique exige une sélection de matériaux, de
solvants et de conditions d'extraction.
La présente partie de l'ISO 10993 se fonde, dans la mesure du possible, sur les spécifications, les
réglementations et les normes existantes au niveau international. Elle est régulièrement revue et soumise à des
révisions.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10993-12:2007(F)
Évaluation biologique des dispositifs médicaux —
Partie 12:
Préparation des échantillons et matériaux de référence
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10993 spécifie les exigences et fournit des directives relatives aux modes
opératoires à suivre pour la préparation des échantillons et le choix des matériaux de référence dans le cadre
d'essais relatifs aux dispositifs médicaux dans des systèmes biologiques, conformément à une ou à plusieurs
parties de l'ISO 10993. La présente partie traite spécifiquement les points suivants:
⎯ le choix des échantillons;
⎯ le choix des parties représentatives d'un dispositif;
⎯ la préparation des échantillons;
⎯ les contrôles expérimentaux;
⎯ le choix des matériaux de référence et les exigences qui s'y rapportent;
⎯ la préparation des extraits.
La présente partie de l'ISO 10993 n'est pas applicable aux matériaux ou aux dispositifs contenant des cellules
vivantes.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 10993-1:2003, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 1: Évaluation et essais
ISO 14971, Dispositifs médicaux — Application de la gestion des risques aux dispositifs médicaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
blanc
solvant d'extraction ne contenant pas le matériau d'essai, retenu dans un récipient identique à celui dans
lequel l'échantillon est maintenu, et soumis à des conditions identiques à celles auxquelles l'échantillon est
soumis pendant l'extraction
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ISO 10993-12:2007(F)
NOTE Le but du blanc est d'évaluer les interférences possibles liées au récipient d'extraction, au solvant d'extraction
et au processus d'extraction.
3.2
matériau de référence certifié
(MRC)
matériau de référence, accompagné d'un certificat, dont une (ou plusieurs) valeur(s) de la (des) propriété(s)
est (sont) certifiée(s) par une procédure qui établit son raccordement à une réalisation exacte de l'unité dans
laquelle les valeurs de propriété sont exprimées, et pour laquelle chaque valeur certifiée est accompagnée
d'une incertitude à un niveau de confiance indiqué
[ISO Guide 30, définition 2.2]
3.3
contrôle expérimental
substance possédant des réponses bien caractérisées, utilisée au cours d'un essai spécifique afin d'évaluer si
le dispositif d'essai a répondu de manière reproductible et adéquate
3.4
extrait
liquide résultant de l'extraction de l'échantillon ou du témoin soumis à essai
3.5
homogène
propriété d'un matériau de structure et de composition uniformes, telles qu'il induise ou non une réponse
biologique spécifique de façon consistante
NOTE Un matériau de référence est dit homogène si la réponse biologique à un essai spécifique se trouve être dans
les limites d'incertitude spécifiées de l'essai, indépendante du lot de matériau dont l'échantillon est extrait.
3.6
témoin négatif
matériau et/ou substance bien caractérisés qui, lors d'essais réalisés selon un mode opératoire spécifique,
démontrent l'aptitude du mode opératoire à fournir une réponse négative reproductible, non réactive ou
minimale lors de l'expérimentation
NOTE En pratique, les témoins négatifs sont des matériaux de référence qui peuvent inclure les blancs et les
véhicules/les solvants d'extraction.
3.7
témoin positif
matériau et/ou substance qui, lors d'essais réalisés selon le mode opératoire décrit, démontre l'aptitude du
système à fournir une réponse positive reproductible ou réactive lors de l'expérimentation
3.8
matériau de référence
(MR)
matériau ou substance dont une (ou plusieurs) valeur(s) de la (des) propriété(s) est (sont) suffisamment
homogène(s) et bien définie(s) pour permettre de l'utiliser pour l'étalonnage d'un appareil, l'évaluation d'une
méthode de mesure ou pour l'attribution de valeurs aux matériaux
[ISO Guide 30, définition 2.1]
NOTE Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 10993, est considéré comme matériau de référence, toute
substance ou matériau qui, lors d'essais réalisés selon le mode opératoire décrit, démontre l'aptitude du mode opératoire
à fournir une réponse prévisible et reproductible. La réponse peut être négative ou positive.
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ISO 10993-12:2007(F)
3.9
stabilité
capacité d'un matériau, lorsqu'il est entreposé dans des conditions spécifiées, à conserver une capacité à
induire une réponse biologique spécifiquement définie, dans des limites spécifiées, pour une période de
temps spécifiée
NOTE Adapté de l'ISO Guide 30, définition 2.7.
3.10
échantillon d'essai
dispositif médical composant ou matériau (ou échantillon représentatif de celui-ci, frabriqué et traité par des
méthodes équivalentes) ou un extrait ou une portion de celui-ci qui est soumis à des essais ou à une
évaluation biologiques et chimiques
3.11
extraction avec simulation d'utilisation
extraction pour démontrer la conformité aux exigences de la présente partie de l'ISO 10993 par évaluation
des taux de matériau relargable acceptables pour le patient ou l'utilisateur, lors d'une utilisation de routine
d'un dispositif, par une méthode d'extraction qui simule l'utilisation du produit
NOTE La charge de validation, incombant au laboratoire d'analyse, est destinée à démontrer que la simulation
d'extraction est effectuée dans des conditions créant la plus grande sollicitation par rapport à l'utilisation prévue. Il
convient de procéder à la simulation d'utilisation du produit en supposant que le dispositif est affecté à la catégorie la plus
rigoureuse pendant la durée d'exposition et qu'il faut prendre en considération tant le ou les tissus exposés que la
température d'exposition.
3.12
extraction dans des conditions exagérées
toute extraction destinée à aboutir à la libération de quantités de composants chimiques plus importantes que
celles générées dans des conditions simulées
NOTE L'extraction exagérée pourrait provoquer une modification chimique du matériau ou des substances extraites.
3.13
extraction dans des conditions accélérées
extraction destinée à permettre le mesurage des matériaux relargables du dispositif ou du matériau réalisée
dans des conditions destinées à raccourcir le temps de relargage des substances vers le solvant d'extraction,
mais qui ne doit pas provoquer de modification chimique des substances extraites
NOTE Des exemples de conditions d'extraction accélérée sont une température élevée, une agitation, un solvant
d'extraction différent, etc.
3.14
extraction exhaustive
extraction nécessaire pour que la quantité de matériau relargable retrouvée dans une extraction ultérieure
représente moins de 10 % de celle détectée lors de l’extraction initiale, ou pour qu'il n'y ait plus
d'augmentation analytiquement significative des taux cumulés de matériau relargué
NOTE Comme il n'est pas possible de démontrer la nature exhaustive de la récupération des résidus, la définition de
l'extraction exhaustive est celle adoptée ci-dessus. Voir également Annexe C.
4 Exigences générales
4.1 Comme décrit dans l'ISO 14971, lors de l'identification et de l'estimation des risques liés aux dispositifs
médicaux, on doit tenir compte des risques dus aux modifications ou à un contrôle insuffisant du processus de
fabrication, au cours de la conception et de la préparation des échantillons d'essai, ainsi que de la préparation
des extraits de ces dispositifs. Une attention particulière doit être accordée aux résidus de ces processus de
fabrication, par exemple aux éléments traces et aux agents de désinfection et de nettoyage.
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ISO 10993-12:2007(F)
4.2 En raison du nombre de systèmes biologiques expérimentaux différents, décrits dans l'ISO 10993, les
normes particulières s'y rapportant doivent être consultées pour s'assurer de la pertinence des présentes
recommandations pour un système expérimental donné.
4.3 Les contrôles expérimentaux doivent être utilisés lors d'évaluations biologiques pour valider un mode
opératoire d'essai et/ou pour comparer les résultats entre matériaux. Selon les essais biologiques utilisés, des
témoins négatifs et/ou positifs, ainsi que des blancs, doivent être utilisés.
NOTE Un même type de contrôle peut être applicable à différents essais et permettre une référence croisée à
d'autres matériaux et méthodes d'essai établis. Des recommandations supplémentaires relatives au choix des contrôles
expérimentaux sont données dans l'Annexe A. L'utilisation de témoins positifs pour les essais in vivo peut être affectée
par les exigences concernant la protection des animaux.
5 Matériaux de référence
5.1 Généralités
Les matériaux de référence sont établis par des laboratoires individuels. Le laboratoire individuel détermine
l'étendue des caractérisations chimique, physique et biologique. Des articles disponibles dans le commerce
peuvent être utilisés comme matériaux de référence.
NOTE 1 Voir également l'ISO Guide 35.
Le choix des matériaux de référence certifiés se fait en fonction de leur extrême pureté, de leurs
caractéristiques critiques, de leur aptitude à l'emploi prévu et, en général, de leur disponibilité. Les
caractéristiques critiques chimiques, physiques et biologiques doivent être déterminées à l'aide d'essais
interlaboratoires réalisés dans au moins trois laboratoires, et mises à la disposition du conducteur des essais
par le distributeur.
NOTE 2 Il est souhaitable que les fournisseurs s'engagent à mettre à disposition des utilisateurs les matériaux de
référence et les matériaux de référence certifiés pendant au moins cinq ans. Il peut être également souhaitable que la
source du matériau de référence ou du matériau de référence certifié publie une «formulation ouverte» du matériau, c'est-
à-dire qu'elle publie la source des matériaux et les détails du processus nécessaire pour garantir l'uniformité des lots de
matériau de référence.
5.2 Certification des matériaux de référence pour les essais de sécurité biologique
5.2.1 La qualification des matériaux de référence est un mode opératoire qui permet d'établir la valeur
qualitative ou numérique de la réponse biologique du matériau soumis à des conditions d'essai spécifiées,
garantissant ainsi la reproductibilité de la réponse intralaboratoire et/ou interlaboratoires. La gamme de
réponses biologiques associées au matériau doit être établie à l'aide d'essais interlaboratoires.
NOTE Voir également l'ISO Guide 34.
5.2.2 Les fournisseurs doivent certifier les matériaux de référence. Le fournisseur détermine l'étendue des
caractérisations physique et chimique effectuées. Les laboratoires individuels qui utilisent les matériaux de
référence doivent identifier la caractérisation biologique nécessaire pour qualifier un matériau de référence
destiné à être utilisé pour un essai ou un mode opératoire spécifique. Il est possible d'utiliser des articles
disponibles dans le commerce comme matériaux de référence à condition qu'ils soient certifiés et qualifiés.
5.2.3 La certification des matériaux de référence est un mode opératoire qui permet d'établir la valeur
qualitative ou numérique de la réponse biologique du matériau soumis à des conditions d'essai spécifiées. Ce
processus sert à valider l'évaluation du matériau pour cette réponse particulière et aboutit à la délivrance d'un
certificat. La réponse biologique du matériau doit être établie à l'aide d'essais interlaboratoires.
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6 Utilisation des matériaux de référence comme contrôles expérimentaux
6.1 Les matériaux de référence ou les matériaux de référence certifiés doivent être utilisés lors d'essais
biologiques comme matériaux de contrôle afin de démontrer l'aptitude d'un mode opératoire à fournir une
réponse reproductible, par exemple positive et/ou négative. Tout matériau utilisé à cette fin doit être
caractérisé à l'aide de chaque mode opératoire d'essai biologique pour lequel le matériau est souhaité. Un
matériau caractérisé, puis certifié pour une réponse ou une méthode d'essai de référence, par exemple pour
la réaction d'hypersensibilité retardée, ne doit pas être utilisé comme matériau de référence pour une autre
méthode, par exemple la cytotoxicité, sans une validation supplémentaire.
NOTE L'utilisation d'un matériau de référence rendra la comparaison entre les réponses obtenues dans les
laboratoires plus aisée et contribuera à évaluer la reproductibilité de la performance de l'essai au niveau de chaque
laboratoire. Pour comparer la réponse biologique, il est souhaitable d'utiliser des matériaux de référence présentant une
gamme de réponses, par exemple minimales, intermédiaires ou élevées.
6.2 Les matériaux de référence utilisés comme contrôles expérimentaux doivent être conformes aux
systèmes d'assurance qualité du fabricant et du laboratoire d'essai. Ils doivent être identifiés quant à leur
source, leur fabricant, leur qualité et leur type. Les matériaux de référence sont préparés comme décrit à
l'Article 8.
6.3 Lorsque les matériaux de référence sont utilisés pour des contrôles expérimentaux, ils doivent
appartenir à la même classe de matériau que l'échantillon, c'est-à-dire les polymères, les céramiques, les
métaux, les colloïdes, etc. Toutefois, des produits chimiques purs peuvent être utilisés comme contrôles
expérimentaux lors de protocoles mécanistiques, comme la génotoxicité et les essais de réaction
d'hypersensibilité à immunité retardée.
7 Choix des échantillons
7.1 L'essai doit être réalisé sur le produit fini ou sur des échantillons représentatifs des produits finis ou
encore sur des matériaux préparés comme le produit fini (voir l'ISO 10993-1) ou sur des extraits appropriés
de l'un de ces éléments. Le choix de l'échantillon doit être justifié.
NOTE Dans le cas de matériaux qui réticulent in situ, différents échantillons représentatifs du matériau réticulé par
rapport à l'état non réticulé du matériau pourraient être nécessaires.
7.2 Le même mode opératoire de choix d'échantillons d'essai s'applique lorsqu'un extrait est requis.
8 Préparation des échantillons et des matériaux de référence
8.1 Les échantillons et les matériaux de référence doivent être manipulés avec précaution de manière à
éviter toute contamination. Tout résidu présent provenant du processus de fabrication doit être considéré
comme faisant partie intégrante du dispositif, de la partie ou du composant de dispositif.
NOTE Des directives supplémentaires concernant la préparation sont données à l'Annexe B.
a) Les échantillons prélevés sur des dispositifs stérilisés et des matériaux de référence doivent être
manipulés de manière aseptique lorsque le mode opératoire d'essai le permet.
b) Les échantillons prélevés sur des dispositifs qui sont habituellement fournis non stérilisés, mais qui
demandent une stérilisation avant utilisation, doivent être stérilisés par la méthode recommandée par le
fabricant et manipulés de manière aseptique lorsque le mode opératoire d'essai le permet.
c) Si les échantillons sont nettoyés avant d'être stérilisés, l'influence du processus de nettoyage et de
l'agent nettoyant doit être prise en compte lors de la sélection et de la manipulation de l'échantillon.
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ISO 10993-12:2007(F)
8.2 Lorsque des échantillons stérilisés sont exigés pour le mode opératoire d'essai, l'influence de la
stérilisation ou du procédé de restérilisation sur l'échantillon et les matériaux de référence doit être prise en
compte.
8.3 Lorsque les échantillons et les matériaux de référence doivent être coupés en plusieurs morceaux
comme décrit en 10.3.3 b), l'influence des surfaces qui, auparavant, n'étaient pas exposées, par exemple les
lumières ou des surfaces incisées, doit être prise en compte. Les outils utilisés pour couper les dispositifs
médicaux en parties représentatives doivent être nettoyés après chaque utilisation afin d'éviter toute
contamination.
9 Choix des parties représentatives d'un dispositif
9.1 Si un dispositif ne peut pas être soumis à essai en tant que dispositif complet, chaque matériau
individuel présent dans le produit fini doit être représenté de manière proportionnelle dans l'échantillon d'essai.
a) L'échantillon d'essai de dispositifs ayant des revêtements de surface doivent comprendre à la fois le
matériau de revêtement et le substrat, même si le substrat n'entre pas en contact avec les tissus.
b) L'échantillon d'essai doit comprendre une partie représentative du joint et/ou du système assurant
l'étanchéité dans les cas où des adhésifs, des scellements par radiofréquence ou des scellements par
solvants sont utilisés lors de la fabrication d'une partie du dispositif et sont en contact avec les patients.
9.2 Les matériaux composites doivent être soumis à essai en tant que matériaux finis.
9.3 Lorsqu'un dispositif est composé de plusieurs matériaux, la possibilité de synergie ou d'interactions
entre ces matériaux doit être prise en compte lors du choix de l'échantillon.
9.4 L'échantillon à évaluer doit être choisi de façon à maximiser le contact des composants avec le
dispositif expérimental, dès lors que les composants d'un dispositif médical sont connus pour leur aptitude
potentielle à donner une réponse biologique.
10 Préparation d'extraits d'échantillons d'essai
10.1 Généralités
Lorsque des extraits de dispositif sont requis pour un mode opératoire d'essai, les véhicules d'extraction et les
conditions d'extraction doivent être adaptés à la nature et à l'utilisation du produit fini, ainsi qu'à l'objectif de
l'essai, par exemple l'identification du danger, l'estimation du risque ou l'évaluation du risque. Lors du choix
des conditions d'extraction, il faut tenir compte des propriétés physico-chimiques des matériaux du dispositif,
des substances relargables ou des résidus.
NOTE Des recommandations supplémentaires sur l'extraction des échantillons sont données à l'Annexe C.
10.2 Récipients utilisés pour l'extraction
10.2.1 L'extraction doit être réalisée dans des récipients propres, fermés, chimiquement inertes et dotés d'un
espace minimal de tête libre.
10.2.2 Pour s'assurer que les récipients d'extraction ne dénaturent pas les extraits d'échantillons, il faut
utiliser
a) des tubes en verre borosilicaté munis d'un bouchon possédant un joint inerte [par exemple du
poly(tétrafluoroéthylène)],
b) d'autres récipients d'extraction à base de matériau inerte requis pour des matériaux et/ou des protocoles
d'extraction spécifiques.
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ISO 10993-12:2007(F)
10.3 Conditions et méthodes d'extraction
10.3.1 Fondées sur des pratiques
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.