ISO 10993-4:2002

NORME ISO
INTERNATIONALE 10993-4
Deuxième édition
2002-10-15
Évaluation biologique des dispositifs
médicaux —
Partie 4:
Choix des essais concernant les
interactions avec le sang
Biological evaluation of medical devices —
Part 4: Selection of tests for interactions with blood

Numéro de référence
©
ISO 2002
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Version française parue en 2003
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Abréviations . 3
5 Types de dispositifs en contact avec le sang (classés par catégories dans l’ISO 10993-1). 4
5.1 Dispositifs sans contact. 4
5.2 Dispositifs communiquant avec l’extérieur. 4
5.3 Dispositifs implantables. 5
6 Caractérisation des interactions avec le sang.5
6.1 Recommandations générales . 5
6.2 Catégories de tests et d’interactions avec le sang . 10
6.3 Types d’essais. 12
Annexe A (informative) Évaluation préclinique des dispositifs et prothèses cardio-vasculaires . 14
Annexe B (informative) Essais de laboratoire — Principes, base scientifique et interprétation . 18
Annexe C (informative) Évaluation des propriétés hémolytiques des dispositifs médicaux et de
leurs composants . 25
Bibliographie . 33

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 3.
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 de la présente partie de l’ISO 10993 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 10993-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 194, Évaluation biologique des dispositifs
médicaux.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10993-4:1992), 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 concernant la protection des animaux
 Partie 3: Essais concernant la génotoxicité, la cancérogénicité et la toxicité sur la reproduction
 Partie 4: Choix des essais concernant 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 8: Sélection et qualification des matériaux de référence utilisés pour les essais biologiques
 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
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 Partie 13: Identification et quantification de produits de dégradation de dispositifs médicaux à base de
polymères
 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
Des parties ultérieures concerneront les autres aspects pertinents des essais biologiques.
Les annexes A, B et C de la présente partie de l’ISO 10993 sont données uniquement à titre d’information.
Introduction
Il convient que le choix et la conception des méthodes d’essai relatives aux interactions des dispositifs
médicaux avec le sang prennent en considération la conception du dispositif, les matériaux, l’utilité clinique,
l’environnement d’utilisation et le bénéfice du risque. Ce niveau de spécificité ne peut être couvert que dans
les normes verticales.
La source initiale pour élaborer la présente partie de l’ISO 10993 a été la publication Guidelines for
[29]
blood/material interactions, Report of the National Heart, Lung and Blood Institute working group ,
[32]
chapitres 9 et 10. Cette publication a été révisée .
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NORME INTERNATIONALE ISO 10993-4:2002(F)

Évaluation biologique des dispositifs médicaux —
Partie 4:
Choix des essais concernant les interactions avec le sang
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 10993 fournit des exigences générales pour évaluer les interactions des dispositifs
médicaux avec le sang.
Elle décrit
a) une classification des dispositifs médicaux et dentaires destinés à être en contact avec le sang lors de
leur utilisation; cette classification est fondée sur l'utilisation prévue et sur la durée du contact telle qu'elle
est définie dans l’ISO 10993-1;
b) les principes fondamentaux qui gouvernent l'évaluation de l'interaction des dispositifs avec le sang;
c) la justification du choix des essais retenus conformément aux catégories spécifiques, ainsi que les
principes et les bases scientifiques de ces essais.
Les exigences détaillées pour les essais ne peuvent pas être spécifiées en raison de limites de connaissance
et de précision des essais relatifs aux interactions des dispositifs avec le sang. La présente partie de
l’ISO 10993 décrit l’évaluation biologique en termes généraux et il se peut qu’elle ne fournisse pas
nécessairement une aide suffisante concernant les méthodes d’essai relatives à un dispositif spécifique.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l’ISO 10993. Pour les références datées, les
amendements ou révisions ultérieurs de l’une quelconque de ces publications ne s’appliquent pas. Cependant,
les parties prenantes des accords fondés sur la présente partie de l’ISO 10993 sont invitées à rechercher la
possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les
références non datées, la dernière édition du document normatif auquel il est fait référence s’applique. Les
membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un moment
donné.
ISO 10993-1:1997, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 1: Évaluation et essais
ISO 10993-2:1992, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 2: Exigences concernant la
protection des animaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 10993, les termes et définitions donnés dans l’ISO 10993-1
ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
interaction sang/dispositif
toute interaction entre le sang ou un composant du sang et un dispositif, entraînant des effets sur le sang ou
sur un organe ou un tissu ou sur le dispositif
NOTE De tels effets peuvent avoir ou ne pas avoir de conséquences cliniquement significatives ou indésirables.
L’annexe A renferme d’autres informations sur ces interactions.
3.2
ex vivo
terme s'appliquant à un système d'essai dirigeant le sang directement d'un être humain ou d'un animal d’essai
vers une enceinte d'essai se trouvant à l'extérieur du corps
NOTE Si l'on utilise un modèle animal, le sang peut retourner directement à l'animal (recirculation) ou être récupéré
dans des tubes à essai pour évaluation (passage unique).
3.3
thrombose
phénomène in vivo provoquant l’occlusion partielle ou complète d’un vaisseau ou du dispositif par un
thrombus
NOTE 1 La caractérisation de la thrombose comprend des méthodes ex vivo et in vivo chez les animaux ou en milieu
clinique.
NOTE 2 Un thrombus est composé d’un mélange de globules rouges, de plaquettes agrégées, de fibrine et d’autres
éléments cellulaires.
3.4
coagulation
phénomène résultant de l’activation de la cascade des facteurs de la coagulation
NOTE Les facteurs de la coagulation et des systèmes fibrinolytiques peuvent être mesurés après exposition aux
dispositifs in vitro ou in vivo.
3.5
plaquettes
corps cellulaire sans noyau présent dans la circulation qui adhère aux surfaces et s’agrège pour former un
caillot pour réduire le saignement
NOTE Les essais sur les plaquettes comprennent un comptage plaquettaire ainsi qu’une analyse de la structure et
de la fonction plaquettaire. Les essais peuvent inclure une analyse des facteurs ou des composants de la surface
plaquettaire, libérés à partir des plaquettes ou adhérant à la surface du dispositif.
3.6
hématologie
étude du sang, comprenant la quantification des composants cellulaires et plasmatiques du sang
3.7
système du complément
partie du système immunitaire naturel, constitué de plusieurs protéines plasmatiques, y compris des enzymes
et des récepteurs cellulaires
NOTE Les molécules effectrices produites à partir des composants du complément sont impliquées dans les
processus d’inflammation, de phagocytose et de lyse cellulaire.
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4 Abréviations
Bb produit de la voie alterne de l'activation du complément
β-TG bêta-thromboglobuline
C4d produit de la voie classique de l'activation du complément
C3a, C5a produits de dégradation du complément (activé) à partir de C3 et de C5
CD62L L-sélectine
CH-50 50% du complément hémolytique total
CT tomographie assistée par ordinateur
Dimère-D produits de dégradation spécifique de la fibrine
ECMO oxygénateur extracorporel à membrane
ELISA dosage immunoenzymatique
ME microscopie électronique
FDP produits de dégradation de la fibrine/du fibrinogène
FPA fibrinopeptide A
F fragment 1 + 2 d'activation de la prothrombine
1+2
iC3b produit de l'activation centrale du complément C
IVC veine cave inférieure
MRI imagerie par résonance magnétique
PAC-1 anticorps monoclonal reconnaissant la forme activée de la glycoprotéine de surface
plaquettaire IIb/IIIa
PET tomographie par émission de positrons
PF-4 facteur plaquettaire 4
PRP plasma riche en plaquettes
PT temps de prothrombine
PTT temps partiel de thromboplastine
P-sélectine récepteur membranaire exposé lors des réactions d’excrétion des plaquettes ou des cellules
endothéliales
RIA dosage radioimmunologique
S-12 anticorps monoclonal reconnaissant le composé P de la membrane des granules alpha exposé
durant la réaction d'excrétion à partir des plaquettes
SC5b-9 produit de la voie terminale de l'activation du complément
TAT complexe thrombine-antithrombine
TCC complexe terminal du complément
TT temps de thrombine
VWF facteur von Willebrand
5 Types de dispositifs en contact avec le sang (classés par catégories dans
l’ISO 10993-1)
5.1 Dispositifs sans contact
Les dispositifs de diagnostic in vitro sont, par exemple, des dispositifs sans contact.
5.2 Dispositifs communiquant avec l’extérieur
Il s'agit de dispositifs qui sont en contact avec le sang circulant et en connexion avec le système vasculaire.
L’ISO 10993-1 donne des exemples non limitatifs:
a) Les dispositifs communiquant avec l’extérieur qui sont en contact indirect avec le sang circulant incluent,
sans s’y limiter, les éléments suivants:
 canules;
 ensembles d’extension;
 dispositifs de recueil du sang;
 dispositifs de stockage et d’administration du sang et des produits sanguins (par exemple tubes,
aiguilles et sacs);
 économiseurs de cellules.
b) Les dispositifs communiquant avec l’extérieur qui sont en contact avec le sang circulant incluent, sans s’y
limiter, les éléments suivants:
 dispositifs d’athérectomie;
 moniteurs sanguins;
 cathéters;
 guides;
 endoscopes intravasculaires;
 ultrason intravasculaire;
 systèmes laser intravasculaires;
 cathéters de perfusion coronariens;
 circuit de circulation extracorporelle;
 oxygénateurs extracorporels à membrane;
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 équipement d’hémodialyse/hémofiltration;
 équipement d’aphérèse donneur et thérapeutique;
 dispositifs pour l’absorption de substances spécifiques à partir du sang;
 dispositifs pour cardiologie interventionnelle et dispositifs vasculaires;
 systèmes percutanés d’assistance circulatoire.
5.3 Dispositifs implantables
Il s'agit de dispositifs placés en grande partie ou entièrement dans le système vasculaire. La liste d'exemples
suivante n'est pas limitative.
 anneaux d’annuloplastie;
 valves cardiaques mécaniques ou tissulaires;
 greffes vasculaires prothétiques ou tissulaires;
 dispositifs d’assistance circulatoire (dispositifs d'assistance ventriculaire, cœurs artificiels, pompes intra-
aortiques à ballonnet);
 filtres pour la veine cave inférieure;
 dispositifs d’embolisation;
 greffes endovasculaires;
 défibrillateurs et défibrillateurs cardioverteurs implantables;
 stents;
 shunts artérioveineux;
 moniteurs sanguins;
 cathéters internes d'administration d'agents médicamenteux;
 électrodes pacemakers;
 oxygénateurs intravasculaires à membrane (poumons artificiels);
 filtres leucocytaires.
6 Caractérisation des interactions avec le sang
6.1 Recommandations générales
6.1.1 La Figure 1 représente un arbre de décision qui fournit les lignes directrices pour déterminer si les
essais concernant l’interaction avec le sang sont nécessaires.
La caractérisation des interactions avec le sang peut être classée en cinq catégories, en se fondant sur le
processus primaire ou sur le système mesuré.
Les Tableaux 1 et 2 donnent des exemples de dispositifs en contact avec le sang circulant et les catégories
d’essais appropriées.
NOTE Étant donné qu’il s’agit d’une Norme internationale horizontale, une approche rationnelle peut justifier le choix
d’une catégorie selon le dispositif à caractériser. La méthode préférée pour cette caractérisation est l’essai relatif à la
thrombose. Dans de nombreux cas, il peut y avoir des raisons de remplacer l’essai relatif à la thrombose par une
combinaison d’essais portant sur la coagulation, les plaquettes, l’hématologie et le système du complément.
Pour les dispositifs médicaux faisant l’objet d’une Norme internationale particulière (norme verticale), les
exigences en matière d’évaluation biologique et les méthodes d’essai spécifiées dans la norme en question
doivent prévaloir sur les exigences générales indiquées dans la présente partie de l’ISO 10993.
6.1.2 Dans la mesure du possible, les essais doivent utiliser un modèle ou un système approprié qui simule
la géométrie et les conditions d'utilisation cliniques du dispositif au contact du sang, telles que la durée du
contact, la température, les conditions stériles et les conditions de débit. Pour les dispositifs ayant une
géométrie définie, le rapport du paramètre d’essai (concentration par unité de volume) à la superficie exposée
(cm ) doit être évalué.
Il convient de ne soumettre à essai que les parties en contact avec le sang. Il convient que les méthodes et
paramètres sélectionnés soient conformes à l’état de l’art.
6.1.3 Des contrôles doivent être utilisés, hormis les cas où leur non mise en œuvre peut être justifiée. Dans
la mesure du possible, il convient que les essais incluent un dispositif approprié déjà utilisé en clinique ou des
[7]
matériaux de référence bien caractérisés .
Il convient que les matériaux de référence utilisés incluent des contrôles négatifs et positifs. Tous les
matériaux et dispositifs soumis aux essais doivent être conformes aux spécifications de contrôle et
d'assurance qualité du fabricant et du laboratoire d'essai. Leur origine, le fabricant, leur classe et type doivent
être identifiés.
6.1.4 Des essais sur des matériaux susceptibles d’être utilisés comme composants d’un dispositif peuvent
être effectués à des fins de sélection. De tels essais préliminaires ne dispensent pas de l’exigence de
soumettre à essai le dispositif dans son ensemble ou le composant du dispositif, dans des conditions simulant
ou amplifiant son application clinique.
6.1.5 Il se peut que les essais qui ne simulent pas les conditions d'utilisation d’un dispositif ne prédisent pas
avec précision la nature des interactions entre le sang et le dispositif qui peuvent se produire lors des
applications cliniques. Par exemple, certains essais à court terme in vitro ou ex vivo sont peu représentatifs
[25] [26]
des interactions à long terme in vivo entre le dispositif et le sang , .
6.1.6 Compte tenu de ces considérations, il convient que les dispositifs dont l'utilisation se fera ex vivo (en
communication externe) soient soumis à des essais ex vivo et ceux destinés à une utilisation in vivo
(implants) soient soumis à des essais in vivo chez un modèle animal simulant les conditions de l'utilisation
clinique autant que possible.
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Figure 1 — Organigramme visant à déterminer si des essais relatifs
à l'interaction avec le sang sont nécessaires
Tableau 1 — Dispositifs ou composants de dispositifs en contact avec le sang et les catégories
d'essais appropriées — Dispositifs communiquant avec l’extérieur
Exemples de dispositifs Catégorie d’essai
Thrombose Coagulation Plaquettes Hématologie Système du
complément
a
Dispositifs d’athérectomie
x
a
Moniteurs sanguins x
x
Équipement de stockage et d’administration du
a
sang, dispositifs de recueil du sang, ensembles x x x
d’extension
Système d’oxygénateurs extracorporels à
membrane, équipement
x x x x x
d’hémodialyse/hémofiltration, dispositifs
percutanés d’assistance circulatoire
Cathéters, sondes, endoscopes intravasculaires,
a
x x
ultrason intravasculaire, systèmes laser, x
cathéters de perfusion coronariens rétrogrades
a
Économiseurs cellulaires x x
x
Dispositifs d’adsorption de substances x x x x
sanguines spécifiques
Équipement d’aphérèse donneur et x x x x
thérapeutique
a
Essais d’hémolyse uniquement.
Tableau 2 — Dispositifs ou composants de dispositifs en contact avec le sang et les catégories
d'essais appropriées — Dispositifs implantés
Exemples de dispositifs Catégorie d’essai
Thrombose Coagulation Plaquettes Hématologie Système du
complément
a
Anneaux d’annuloplastie, valves cardiaques x
x
mécaniques
Pompes intra-aortiques à ballonnet x x x x x
Cœurs totalement artificiels, dispositifs x  x
d’assistance ventriculaire
a
Dispositifs d’embolisation
x
a
Greffes endovasculaires x
x
a
Défibrillateurs implantables et défibrillateurs x
x
cardioverteurs
a
Dérivations de pacemakers x
x
a
Filtre leucocytaire x x
x
a
Greffes et plaques vasculaires prothétiques x
x
(synthétiques), y compris les shunts
artérioveineux
a
Stents x
x
a
Valves cardiaques tissulaires x
x
a
Greffes et plaques vasculaires tissulaires, x
x
y compris les shunts artérioveineux
a
Filtres pour la veine cave x
x
a
Essais d’hémolyse uniquement.
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6.1.7 Les essais in vitro sont considérés comme utiles dans la sélection des dispositifs en communication
avec l'extérieur ou les implants; il se peut toutefois qu’ils ne prédisent pas avec précision les interactions entre
le dispositif et le sang se produisant lors d'une exposition prolongée ou répétée, ou d'un contact permanent
(voir en 6.3.1). Les dispositifs non destinés à être en contact ne nécessitent pas l'évaluation de leurs
interactions avec le sang. Les dispositifs qui ne sont en contact avec le sang circulant que durant une très
brève période (par exemple lancettes, aiguilles hypodermiques, tubes capillaires) ne nécessitent
généralement pas les essais concernant leurs interactions avec le sang.
6.1.8 Les deux recommandations de 6.1.6 et 6.1.7 ainsi que l’article 5, Figure 1 et Tableau 2, servent de
guide pour la sélection des essais listés en 6.2.1.
6.1.9 Le matériel à usage unique de laboratoire, nécessaire au recueil du sang et à la réalisation des essais
in vitro sur le sang, doit être validé afin de s’assurer qu’il n’y a pas d’interférence significative avec l’essai
devant être effectué.
6.1.10 Si les essais sont sélectionnés tel que précédemment décrit et réalisés dans des conditions simulant
des applications cliniques, il est fort probable que les résultats de ces essais prédisent les performances
cliniques des dispositifs. Cependant, les différences liées aux espèces et d'autres facteurs peuvent limiter le
pouvoir prédictif de n'importe quel essai.
6.1.11 En raison des différences entre espèces, en ce qui concerne la réactivité du sang, il convient d’utiliser
du sang humain dans la mesure du possible. Lorsque des modèles animaux sont nécessaires, par exemple
pour l'évaluation de dispositifs utilisés lors d’une exposition prolongée ou répétée ou lors d’un contact
permanent, ces différences entre espèces doivent être prises en considération en ce qui concerne la réactivité
du sang.
[26]
Les valeurs sanguines et la réactivité entre les humains et les primates non humains sont très similaires .
L’utilisation d’animaux tels que le lapin, le porc, le veau, le mouton ou le chien peut également donner des
résultats satisfaisants. Puisque les différences entre espèces peuvent être importantes (par exemple,
[20]
l’adhésion plaquettaire, la thrombose et l’hémolyse tendent à apparaître plus rapidement chez l’espèce
canine que chez l’homme), tous les résultats obtenus lors d’études sur les animaux doivent être interprétés
avec précaution. L’espèce utilisée et le nombre d’espèces utilisées doivent être justifiés (voir ISO 10993-2).
NOTE L'utilisation de primates non humains pour les essais in vivo sur la compatibilité du sang avec les dispositifs
médicaux est interdite par la loi (86/609/CEE) de la Communauté Européenne ainsi que certaines lois nationales.
6.1.12 Il convient d’éviter l’utilisation d'anticoagulants lors des essais in vivo et ex vivo, sauf si le dispositif a
été conçu pour être utilisé en leur présence. Le choix et la concentration de l'anticoagulant utilisé ont une
influence sur les interactions sang/dispositif et leur choix doit être justifié. Il convient d’évaluer les dispositifs
utilisés en présence d'anticoagulants, à l’aide d’anticoagulants dans la plage de concentration utilisée en
clinique.
6.1.13 Les modifications d'un dispositif utilisé en clinique doivent être prises en considération pour leurs
effets sur les interactions sang/dispositif et sur leurs fonctions en clinique. Les exemples de ces modifications
incluent des changements de conception, de géométrie, des changements de composition chimique en
surface ou dans la masse des matériaux, et des modifications de texture, porosité ou autres propriétés.
6.1.14 Un nombre suffisant de répétitions d’un essai incluant les contrôles appropriés doit être réalisé afin de
permettre une évaluation statistique des données. La variabilité de certaines méthodes d'essai exige la
répétition de ces essais en nombre suffisant, pour déterminer la signification. De plus, des études répétées
sur une période de contact sang/dispositif prolongée fournissent des informations sur l'importance du facteur
temps dans ces interactions.
6.2 Catégories de tests et d’interactions avec le sang
6.2.1 Essais recommandés pour les interactions entre les dispositifs et le sang
Les essais recommandés sont organisés sur la base du type de dispositif conformément aux Tableaux 3 et 4.
Les essais sont classifiés en cinq catégories selon le processus primaire ou système mesuré:
a) thrombose (voir 3.3);
b) coagulation (voir 3.4);
c) plaquettes (voir 3.5);
d) hématologie (voir 3.6);
e) système du complément (voir 3.7).
Les principes et bases scientifiques de ces essais sont présentés en annexe B.
Tableau 3 — Dispositifs communiquant avec l'extérieur
Catégorie
Méthode d’évaluation Commentaires
d’essai
Thrombose Pourcentage d’occlusion
Diminution du débit
Analyse gravimétrique (poids du thrombus)
Microscopie optique (plaquettes adhérentes, leucocytes,
agrégats, érythrocytes, fibrine, etc.)
Chute de pression à travers le dispositif
Anticorps marqués
Microscope électronique à balayage (adhésion plaquettaire
et agrégation; morphologie des plaquettes et leucocytes,
fibrine)
Coagulation PTT (non activé)
Génération de thrombine: dosage des facteurs spécifiques

de coagulation FPA, Dimère-D, F , TAT
1+2
Plaquettes Numération / adhésion plaquettaire
Agrégation plaquettaire
Temps de saignement standard
Analyse de la fonction plaquettaire
PF-4, β-TG; thromboxane B2
Marqueurs de l’activation plaquettaire
Microparticules plaquettaires
Le marquage à l'In est recommandé pour
Imagerie gamma de plaquettes radiomarquées à l' In
les dispositifs à usage prolongé ou
répété (> 24 h à 30 jours) et contact
permanent (> 30 jours)
Hématologie Numération leucocytaire absolue ou non
Activation leucocytaire
Hémolyse
Numération des réticulocytes; produits de relarguage

spécifiques de l'activation des cellules sanguines
périphériques (c.-à-d. granulocytes)
Système du C3a, C5a, TCC, Bb, iC3b, C4d, SC5b-9, CH 50,
complément C3 convertase, C5 convertase
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Tableau 4 — Dispositifs implantés
Catégorie
Méthode Commentaires
d’essai
Thrombose Microscopie électronique à balayage (adhésion et agrégation
plaquettaire); morphologie des plaquettes et leucocytes, fibrine
Pourcentage d’occlusion
Diminution du débit
Anticorps marqués
Autopsie des dispositifs (macroscopique et microscopique);
histopathologie
Autopsie des organes distaux (macroscopique et microscopique);
histopathologie
Coagulation Dosage de facteurs spécifiques de coagulation FPA, Dimère-D,
F , PAC-1, S-12, TAT
1+2
PTT (non activé), PT, TT; fibrinogène plasmatique; FDP
Plaquettes PF-4, b-TG; thromboxane B2
Marqueurs de l’activation plaquettaire
Microparticules plaquettaires
Imagerie par gamma de plaquettes radiomarquées. Marquage à
l' In de survie plaquettaire
Analyse de la fonction plaquettaire
Numération / adhésion plaquettaire
Agrégation plaquettaire
Hématologie Numération leucocytaire absolue ou non
Activation leucocytaire
Hémolyse
Numération des réticulocytes; produits de relarguage spécifiques
de l'activation des cellules sanguines périphériques (c.-à-d.
granulocytes)
Système du C3a, C5a, TCC, Bb, iC3b, C4d, SC5b-9, CH 50, C3 convertase,
complément C5 convertase
6.2.2 Dispositifs sans contact
Ces dispositifs ne nécessitent pas d’essais relatifs à leur interaction avec le sang. Il convient de valider les
coffrets d’analyse à usage unique, afin d'éliminer une interférence des matériaux avec l’exactitude de l'essai.
6.2.3 Dispositifs communiquant avec l’extérieur
Après avoir utilisé les Tableaux 1 et 2 afin de déterminer les catégories d’interaction avec le sang pertinentes
pour un type de dispositif spécifique, le Tableau 3 peut être utilisé comme guide afin de choisir les essais
appropriés pour les dispositifs communiquant avec l’extérieur selon les interactions avec le sang à évaluer
(voir aussi 6.1.6). Les critères de sélection de l’essai dépendent du dispositif spécifique évalué.
6.2.4 Dispositifs implantés
Après avoir utilisé les Tableaux 1 et 2 afin de déterminer les catégories d’interaction avec le sang pertinentes
pour un type de dispositif spécifique, le Tableau 4 peut être utilisé comme guide afin de choisir les essais
appropriés pour les dispositifs implantés selon les interactions avec le sang à évaluer (voir aussi 6.1.6). Les
critères de sélection de l’essai dépendent du dispositif spécifique évalué.
6.2.5 Indications et limites
Les essais immunologiques sont disponibles pour des essais sur le sang humain, mais ne sont généralement
pas disponibles pour d’autres espèces. Les coffrets d’analyse sur l’être humain ne présentent habituellement
pas de réaction croisée avec les autres espèces, à l’exception de quelques primates non humains. Il convient
de prendre des précautions lors de la conception des systèmes d’essai, afin de s’assurer que l’on mesure
effectivement l’activation due au matériau soumis à essai et non un artefact du système. Les simulations in
vitro et ex vivo avec le sang humain présentent souvent des taux plasmatiques d’analytes qui nécessitent un
taux de dilution bas, moyen ou élevé, en fonction des conditions expérimentales, pour la mesure se trouvant
dans la plage valable de l’essai immunologique. Il convient de prendre des précautions pour rapporter
uniquement les résultats mesurés au sein des plages valables des essais. Il convient également de prendre
des précautions pour s’assurer que l’on mesure une gamme de dilutions de l’échantillon soumis à l’essai.
Des divergences dans l'évaluation des interactions sang/dispositif peuvent se produire en raison d’une
mauvaise caractérisation des matériaux ou d’une manipulation inappropriée avant la réalisation des essais
sanguins. Par exemple, les études ont pu ne s’appuyer que sur un type d’essai ou ont pu permettre
l’introduction d’un matériau étranger non lié au matériau ou au dispositif soumis à essai. Les matériaux devant
être utilisés dans un environnement de bas débit (veineux) peuvent agir avec le sang d’une façon différente
de celle observée lorsqu’ils sont utilisés dans des situations à haut débit (artériel). Les modifications de
conception et/ou conditions de débit peuvent altérer une apparente hémocompatibilité in vivo d’un matériau.
6.3 Types d’essais
6.3.1 Essais in vitro
Les paramètres qu'il faut prendre en compte lors de l'utilisation des méthodes d’essai in vitro incluent
l’hématocrite, les anticoagulants, la collecte des échantillons, leur âge, leur stockage, l’aération et le pH, la
température, la séquence de l’essai par rapport aux études de contrôle, le rapport volume/surface et les
conditions dynamiques du fluide (en particulier le taux de cisaillement à la paroi). On doit effectuer les essais
dans un temps limité, en général 4 h, car certaines propriétés du sang changent rapidement à la suite de la
collecte.
6.3.2 Essais ex vivo
Il faut réaliser les essais ex vivo lorsque l'utilisation présumée du dispositif est un système ex vivo, par
exemple un dispositif communiquant avec l’extérieur. Les essais ex vivo peuvent être également utiles
lorsque l’utilisation présumée est un système in vivo, par exemple un implant tel qu'une greffe vasculaire. Il
convient qu’une telle utilisation ne soit cependant pas substituée à un essai d'implantation.
Des systèmes d’essai ex vivo sont disponibles pour contrôler l'adhésion plaquettaire, la génération d'emboles,
le dépôt de fibrinogène, le poids d'un thrombus, l'adhésion leucocytaire, la consommation de plaquettes et
[20], [30], [48]
l'activation plaquettaire . Les débits sanguins peuvent être mesurés par sonde Doppler ou par
débitmétrie électromagnétique. Les modifications de débit peuvent indiquer l'importance et l'évolution du
dépôt thrombotique et l'embolisation.
De nombreux systèmes d’essai ex vivo utilisent des composants sanguins radiomarqués pour contrôler les
interactions sang/dispositif. Les plaquettes et le fibrinogène sont les composants sanguins les plus
fréquemment radiomarqués. L'altération de la réactivité plaquettaire au cours du mode opératoire de
[23], [24], [25]
marquage peut être réduite par la prise en compte rigoureuse des données techniques .
Les avantages des essais ex vivo par rapport aux essais in vitro sont liés à l'utilisation d'un sang natif,
circulant (réalisant des conditions physiologiques de débit), plusieurs matériaux peuvent être évalués car les
chambres peuvent être modifiées, et il est possible de contrôler certains événements en temps réel. Certains
désavantages comprennent la variabilité du flux sanguin d'une expérience à l'autre, la variation de réactivité
du sang d'un animal à l'autre, et les intervalles de temps relativement courts pouvant être évalués. Des
contrôles positifs et négatifs, utilisant le même animal, sont recommandés à cet égard.
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6.3.3 Essais in vivo
Les essais in vivo impliquent l'implantation du matériau ou du dispositif chez l'animal. Les patchs vasculaires,
les greffes vasculaires, les anneaux prosthétiques, les valves cardiaques et les dispositifs d'assistance
circulatoire sont des exemples de configurations utilisées dans les essais in vivo.
L’obstruction (d'un tube) est la mesure la plus communément utilisée pour évaluer le succès ou l'échec dans
la majorité des expériences in vivo. Le pourcentage d'occlusion et le poids du thrombus sont déterminés
après le retrait du dispositif. Il convient de déterminer la tendance à l'embolisation d'un thrombus développé
sur un dispositif en aval des organes par un examen attentif macroscopique et microscopique de ces organes
en aval du dispositif. En outre, une évaluation histopathologique des tissus et des organes proches est utile.
Les reins sont particulièrement propices à capter les thrombus provoquant une embolisation à partir de
dispositifs implantés en amont des artères rénales (par exemple les dispositifs d'assistance ventriculaire, les
[19]
cœurs artificiels, les prothèses aortiques) . Des méthodes permettant d'évaluer les interactions in vivo sans
arrêter l'expérience sont disponibles. Les artériogrammes sont utilisés pour déterminer la perméabilité d'une
greffe ou le dépôt d'un thrombus sur les dispositifs. L'imagerie isotopique peut être utilisée pour contrôler les
dépôts plaquettaires à différentes périodes in vivo; la survie et la consommation plaquettaires peuvent être
utilisées comme indicateurs des interactions sang/dispositif et la passivation due à la formation de la
néointima ou de l’adsorption protéique.
Dans certains systèmes d’essai in vivo, les propriétés du matériau peuvent ne pas être les déterminants
majeurs des interactions sang/dispositif. Les paramètres de débit, la conformité, la porosité et la conception
de l'implant peuvent être plus importants que la compatibilité du matériau lui-même avec le sang. Par
exemple, l’évaluation d’un matériau identique en présence de systèmes à faibles débits peut procurer des
résultats sensiblement différents de celle réalisée en présence d’un système à débits élevés. Dans de tels cas,
il convient que les performances du système d’essai in vivo soient valorisées par rapport aux résultats de
l’essai in vitro.
Annexe A
(informative)
Évaluation préclinique des dispositifs et prothèses cardio-vasculaires
A.1 Considérations générales
A.1.1 Contexte
La présente annexe fournit les éléments nécessaires à la sélection des essais d'évaluation des interactions
des dispositifs cardio-vasculaires avec le sang. L’article 6 de la présente partie de l’ISO 10993 contient des
lignes directrices indiquant si les essais sont nécessaires, les catégories d’interaction avec le sang qui
peuvent être appropriées aux dispositifs spécifiques et une liste des essais permettant d’évaluer des
interactions sang/dispositif des dispositifs sans contact, communiquant avec l’extérieur et implantés.
A.1.2 Classification
La classification suivante des interactions sang/dispositif est donnée comme base.
a) Les interactions affectant principalement le dispositif et qui peuvent ou non avoir des effets indésirables
sur le sujet sont les suivantes:
1) adsorption des protéines plasmatiques, des lipides, du calcium ou autre substance allant du sang à
la surface du dispositif; ou absorption de ces substances par le dispositif;
2) adhésion plaquettaire, leucocytaire ou érythrocytaire à la surface du dispositif ou absorption de leurs
composants par le dispositif;
3) formation d’une pseudointima ou d’une capsule tissulaire à la surface du dispositif;
4) altérations des propriétés mécaniques ou autres du dispositif.
b) Les interactions ayant un effet indésirable potentiel sur l’animal ou l’être humain sont les suivantes:
1) activation plaquettaire, leucocytaire ou d'autres cellules, ou activation de la coagulation, fibrinolyse
ou des voies du complément;
2) formation de thrombus à la surface du dispositif;
3) embolisation de matériau thrombotique ou autre, de la surface luminale du dispositif vers un autre
emplacement dans la circulation;
4) atteinte des cellules sanguines circulantes, résultant en une anémie, une hémolyse, une leucopénie,
une thrombocytopénie ou une fonction altérée des cellules sanguines;
5) atteinte des cellules et tissus proches du dispositif;
6) hyperplasie intimale ou accumulation d’autres tissus sur le dispositif ou à proximité, entraînant une
réduction du débit ou une altération d'autres fonctions du dispositif;
7) adhésion et croissance des bactéries ou d'autres agents infectieux sur le dispositif ou à proximité.
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A.1.3 Avantages et limites des essais sur les animaux et des essais in vitro
Les modèles animaux permettent le contrôle continu du dispositif et l’étude contrôlée de façon systématique
des variables importantes. Toutefois, le choix du modèle animal peut être réduit à des exigences de taille, de
disponibilité de certaines espèces et de leur coût. Les chercheurs doivent être parfaitement informés des
différences physiologiques et des analogies qui existent entre l'homme et les espèces choisies, en ce qui
concerne notamment la coagulation, les fonctions plaquettaires et la fibrinolyse, de même que la réponse à
des agents pharmacologiques comme les anesthésiques, les anticoagulants, les agents thrombolytiques, les
antiagrégants plaquettaires et les antibiotiques. En raison des différences de réactivité entre les espèces, les
sujets et de leur réponse variable aux différents dispositifs, il convient d’interpréter les données obtenues avec
une seule espèce avec prudence. Des primates non humains comme les babouins présentent des analogies
étroites avec les humains si l'on considère leurs valeurs hématologiques, le mécanisme de la coagulation
[30]
sanguine et le système cardio-vasculaire . L'utilisation d'un primate non humain présente un avantage
supplémentaire, à savoir que la plupart des sondes immunologiques développées chez l'homme pour mettre
en évidence une thrombose sont utilisables chez les autres primates. Ces sondes comprennent les dosages
de PF-4, β-TG, FPA, TAT et F . Le chien est une espèce souvent utilisée et qui a fourni des informations
1+2
utiles; cepend
...