ISO 10993-12:2002
(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 10993-12:2002 specifies requirements and gives guidance on the procedures to be followed in the preparation of samples and the selection of reference materials for medical devices testing in biological systems in accordance with one or more parts of the ISO 10993 series. Specifically, ISO 10993-12:2002 addresses: test material selection; selection of representative portions from a device; test sample preparation; experimental controls; selection of and requirements for reference materials; and, preparation of extracts. The applicability of ISO 10993-12:2002 to absorbable materials, materials that polymerize in situ, tissue-engineered medical products and materials of biological origin should be carefully evaluated.
Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 12: Préparation des échantillons et matériaux de référence
L'ISO 10993-12:2002 spécifie les exigences et fournit les lignes directrices sur les modes opératoires à suivre pour la préparation des échantillons et le choix des matériaux de référence destinés à être utilisés dans le cadre des essais relatifs aux dispositifs médicaux dans des systèmes biologiques, conformément à une ou plusieurs parties de l'ISO 10993. L'ISO 10993-12:2002 traite plus particulièrement les points suivants: le choix des matériaux d'essai; 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. Il convient d'évaluer avec soin l'applicabilité de l'ISO 10993-12:2002 aux matériaux résorbables, aux matériaux qui polymérisent in situ, aux dispositifs médicaux d'origine tissulaires et aux matériaux d'origine biologique.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10993-12
Second edition
2002-12-15
Corrected version
2003-06-01
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 10993-12:2002(E)
©
ISO 2002
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ISO 10993-12:2002(E)
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Published in Switzerland
ii © ISO 2002 — All rights reserved
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ISO 10993-12:2002(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . vi
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Experimental controls . 3
5 Reference materials . 3
5.1 General. 3
5.2 Certification of RMs for biological safety testing .4
6 Use of RMs as experimental controls . 4
7 Test material selection . 4
8 Test sample and RM preparation . 4
9 Selection of representative portions from a device . 5
10 Preparation of extracts of samples . 5
10.1 General. 5
10.2 Containers for extraction . 5
10.3 Extraction conditions and methods. 6
10.4 Extraction conditions for hazard identification and risk estimation in exaggerated-use
condition . 8
11 Records. 8
Annex A (informative) Experimental controls. 9
Annex B (informative) General principles and practices of test material preparation and sample
selection. 11
Annex C (informative) Principles of test material extraction . 13
Bibliography . 15
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ISO 10993-12:2002(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 second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10993-12:1996), 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 8: Selection and qualification of reference materials for biological tests
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
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ISO 10993-12:2002(E)
Part 15: Identification and quantification of degradation products from metals and alloys
Part 16: Toxicokinetic study design for degradation products and leachables
Part 17: Establishment of allowable limits for leachable substances
Future parts will deal with other relevant aspects of biological testing.
This corrected version of ISO 10993-12:2002 incorporates a correction in 10.3.4, in which a note clarifies use
of other media in some countries.
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ISO 10993-12:2002(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. Because ISO 10993 describes many different biological assay systems,
the individual parts should be consulted to ascertain if these recommendations are appropriate for specific test
systems.
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 10993-12:2002(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 devices testing in biological
systems in accordance with one or more parts of the ISO 10993 series.
Specifically, this part of ISO 10993 addresses:
test material selection;
selection of representative portions from a device;
test sample preparation;
experimental controls;
selection of and requirements for reference materials; and
preparation of extracts.
The applicability of this part of ISO 10993 to absorbable materials, materials that polymerize in situ,
tissue-engineered medical products and materials of biological origin should be carefully evaluated.
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 10993-1:1997, 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
accelerated extraction
extraction that provides a measure of the hazard potential of the device or material using conditions that
shorten the time for leaching of the substances into the medium
NOTE 1 Examples of accelerated extraction conditions are elevated temperature, agitation, changing medium, etc.
NOTE 2 Accelerated extraction will not result in a chemical change in the substances being extracted.
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ISO 10993-12:2002(E)
3.2
blank
extraction medium not containing the test material, retained in a vessel identical to that which holds the test
material and subjected to identical conditions to which the test material is subjected during its extraction
NOTE The purpose of the blank is to evaluate possible confounding effects due to the extraction vessel, vehicle and
extraction process.
3.3
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]
NOTE Standard Reference Material (SRM) is a trademark of the National Institute of Standards and Technology,
Gaithersburg, MD, USA.
3.4
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 simulated-use conditions
NOTE Exaggerated extraction is not intended to result in a chemical change of the material or the substances being
extracted (see 10.3).
3.5
experimental control
substance with well characterized responses, which is used in a specific test system to assist in evaluating
whether the test system has responded in a reproducible and appropriate manner
3.6
extract
liquid that results from extraction of test material or control
3.7
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 The 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.
3.8
negative control
any well characterized material, 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 include blanks, vehicles/solvents and reference materials.
3.9
positive control
any well characterized material, 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
2 © ISO 2002 — All rights reserved
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ISO 10993-12:2002(E)
3.10
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]
NOTE For the purposes 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.
3.11
simulated-use extraction
extraction of a test material or sample with an appropriate medium and under conditions that simulate product
use, for the purpose of evaluating its potential hazard to the patient or user during its routine clinical use
3.12
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
[ISO Guide 30]
3.13
test material
material, device, device portion, or component thereof subject to biological testing
3.14
test sample
test material or extract subject to biological testing
4 Experimental controls
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 may 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.
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 RMs.
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.
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ISO 10993-12:2002(E)
NOTE 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 5 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
insure 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 test conditions specified, 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.
5.2.2 Suppliers of RMs certify the materials. The supplier determines the extent of chemical and physical
characterization that is performed. The individual laboratories that use the RMs identify the biological
characterization necessary to qualify an RM for a specific test or procedure. Commercially available materials
may be used as RMs providing 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.
Use of an RM facilitates the comparability of the response between laboratories and assists 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, grad, and type. RMs are
processed in accordance with Clause 8.
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 material 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).
7.2 The same test material 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.
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ISO 10993-12:2002(E)
8.1.1 Test samples from sterilized devices and RMs shall be handled aseptically if appropriate to the test
procedure.
8.1.2 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.
8.1.3 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 10.3.2.2, 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 clean 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.
9.1.1 The test sample of devices with surface coatings shall include both coating material and the substrate.
9.1.2 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.
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 a 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 media 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 physicochemical 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
headspace.
10.2.2 To ensure that the extraction vessels do not adulterate the extract of the test materials, 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.
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ISO 10993-12:2002(E)
10.3 Extraction conditions and methods
10.3.1 Extraction conditions based on common practices are as follows (see also C.5):
a) (37 ± 1) °C for (24 ± 2) h;
b) (37 ± 1) °C for (72 ± 2) h;
c) (50 ± 2) °C for (72 ± 2) h;
d) (70 ± 2) °C for (24 ± 2) h;
e) (121 ± 2) °C for (1 ± 0,1) h.
Extraction conditions described above that 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 that provide an adequate measure of the hazard potential may be
used, but shall be described and justified.
Extraction is a complex process influenced by time, temperature, surface-area-to-volume ratio, extraction
1)
medium and the phase equilibrium of the material. The effects of higher temperatures or other conditions on
extraction kinetics and the identity of the extractant(s) shall be considered carefully if accelerated or
exaggerated extraction is used.
For example, two possibilities exist when elevated temperatures are used:
the energy of the increased temperature can cause increased crosslinking and/or polymerization of the
polymer, and therefore decrease the amount of free monomer that is available to migrate from the
polymer;
the increased temperature can produce degradant materials that are not typically found in the finished
device under use conditions.
10.3.2 The standard surface area can be used to determine the volume of extract 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 the configuration of the sample, a mass/volume of extracting fluid
shall be used. See Table 1.
1) The phase equilibrium of a material during the extraction controls the relative amounts of amorphous and crystalline
phases present. For the amorphous phase, the glass transition temperature, T , dictates the polymer chain mobility and
g
the diffusion rate in the phase. Usually, the diffusion rate is considerably higher above the T compared with that below.
g
The diffusion rate is lowest in the crystalline phase. The extraction conditions should not alter the phase equilibrium of the
material. Phase alteration can affect the amount and type of extractables.
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ISO 10993-12:2002(E)
Table 1 — Standard surface areas and extract liquid volumes
Thickness Extraction ratio Forms of material
mm (surface area or mass/volume)
± 10 %
2
< 0,5 6 cm /ml film, sheet, tubing wall
2
0,5 to 1,0 3 cm /ml tubing wall, slab, small molded items
2
> 1,0 1,25 cm/ml larger molded item(s)
powder, pellets, foam, non-absorbent,
Irregularly shaped solid devices 0,2 g/ml
moulded items
Irregularly shaped porous
0,1 g/ml membranes
devices (low-density materials)
NOTE While there are no standardized methods available at present for testing absorbents and hydrocolloids, the following is a
suggested protocol:
Determine the “absorption capacity” of the material, i.e. the amount of extract liquid absorbed per gram of the material. The test sample
shall be 0,1 g/ml beyond the absorptive capacity of the material.
10.3.2.1 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.
10.3.2.2 Materials shall be cut into small pieces before extraction to enhance submersion in the extract
media, except when otherwise inappropriate (see, for example, 10.3.3). For polymers, pieces approximately
10 mm × 50 mm or 5 mm × 25 mm are appropriate.
10.3.3 Elastomers, coated materials, composites, laminates, etc., shall be tested intact, whenever possible,
because of potential differences in extraction characteristics between the intact and cut surfaces.
NOTE As a result of manufacturing processes, many elastomers can have surface properties that differ from those of
the bulk material.
10.3.4 Extraction using both polar and non-polar solvents shall be performed. Examples of extraction
media are:
a) polar medium: water, physiological saline; culture media without serum;
b) non-polar medium: freshly refined vegetable oil (e.g. cottonseed or sesame oil) of quality defined in
various pharmacopoeia;
c) additional media: ethanol/water, ethanol/saline, polyethylene glycol 400 (diluted to a physiological osmotic
pressure), dimethyl sulfoxide and culture media with serum.
NOTE In some countries other media, having known effects on the material and the biological system, and
appropriate to the nature and use of the device or the methods for hazard identification, may be considered as acceptable
alternatives.
10.3.5 Extractions shall be performed with agitation. When extraction under static conditions is considered to
be appropriate, the method shall be justified, specified and reported.
10.3.6 Liquid extracts shall, if possible, be used immediately after preparation to prevent sorption onto the
extraction container or other changes in composition. If an extract is stored longer than 24 h, then the stability
and homogeneity of the extract under the conditions of storage shall be verified.
10.3.7 Extract pH shall not be adjusted unless a rationale is provided.
© ISO 2002 — All rights reserved 7
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ISO 10993-12:2002(E)
10.3.8 The extract shall not routinely be processed by filtration, centrifugation or other methods to remove
suspended particulates. However, if such processing is necessary, the rationale shall be documented.
10.3.9 For hazard identification exagge
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10993-12
Deuxième édition
2002-12-15
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 10993-12:2002(F)
©
ISO 2002
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ISO 10993-12:2002(F)
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Version française parue en 2003
Publié en Suisse
ii © ISO 2002 — Tous droits réservés
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ISO 10993-12:2002(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Contrôles expérimentaux. 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 . 4
7 Choix du matériau d'essai. 5
8 Préparation des échantillons et des matériaux de référence. 5
9 Choix des parties représentatives d'un dispositif.5
10 Préparation d'extraits de matériaux d'essai. 6
10.1 Généralités. 6
10.2 Récipients utilisés pour l'extraction . 6
10.3 Conditions et méthodes d'extraction. 6
10.4 Conditions d'extraction pour l'identification et l'estimation des risques dans des
conditions d'utilisation exagérées . 8
11 Rapport d'essai. 9
Annexe A (informative) Contrôles expérimentaux . 10
Annexe B (informative) Principes généraux et informations pratiques sur la préparation des
matériaux d'essai et sur le choix des échantillons . 12
Annexe C (informative) Principes d'extraction de l'échantillon. 14
Bibliographie . 16
© ISO 2002 — Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 10993-12:2002(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 deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10993-12:1996), 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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ISO 10993-12:2002(F)
— 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
Des parties ultérieures concerneront d'autres aspects relatifs aux essais biologiques.
La présente version française de l'ISO 10993-12:2002 correspond à la version anglaise publiée le 2002-12-15
et corrigée le 2003-06-01.
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ISO 10993-12:2002(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 10993 spécifie des méthodes de préparation des échantillons et de sélection des
matériaux de références destinés à être utilisés dans le cadre d'une évaluation biologique des dispositifs
médicaux. En raison du nombre de dispositifs biologiques expérimentaux différents décrits dans l'ISO 10993,
il convient de consulter les normes individuelles s'y rapportant pour s'assurer de la pertinence des présentes
recommandations pour un dispositif expérimental donné.
Il convient 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
révisions.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10993-12:2002(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 les lignes directrices sur les modes
opératoires à suivre pour la préparation des échantillons et le choix des matériaux de référence destinés à
être utilisés dans le cadre des essais relatifs aux dispositifs médicaux dans des systèmes biologiques,
conformément à une ou plusieurs parties de l'ISO 10993.
La présente partie de l'ISO 10993 traite plus particulièrement les points suivants:
le choix des matériaux d'essai;
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.
Il convient d'évaluer avec soin l'applicabilité de la présente partie de l'ISO 10993 aux matériaux résorbables,
aux matériaux qui polymérisent in situ, aux dispositifs médicaux d'origine tissulaires et aux matériaux d'origine
biologique.
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 10993-1:1997, 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.
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3.1
extraction dans des conditions accélérées
extraction destinée à permettre de mesurer le danger potentiel du dispositif ou du matériau, réalisée dans des
conditions destinées à raccourcir le temps de relargage des substances vers le milieu
NOTE 1 Des exemples de conditions d'extraction accélérée sont une température élevée, une agitation, un milieu
différent, etc.
NOTE 2 L'extraction accélérée ne provoquera pas de modification chimique des substances extraites.
3.2
blanc
milieu d'extraction ne contenant pas le matériau d'essai, retenu dans un récipient identique à celui dans lequel
le matériau d'essai est maintenu, et soumis à des conditions identiques à celles auxquelles le matériau
d'essai est soumis pendant l'extraction
NOTE Le but du blanc est d'évaluer les interférences possibles liées au récipient d'extraction, au véhicule et au
processus d'extraction.
3.3
matériau de référence certifié
MRC
matériau de référence, accompagné d'un certificat, dont une ou plusieurs valeurs de la ou des propriétés sont
certifiées par une procédure qui établit sa traçabilité à l'établissement précis de l'unité dans laquelle les
valeurs liées à ses caractéristiques sont exprimées, et pour laquelle chaque valeur certifiée est accompagnée
d'une incertitude à un niveau de confiance indiqué
[Guide ISO 30]
NOTE «Matériau de référence standard (SRM)» est une marque déposée par le National Institute for Standards and
Technology, Gaithersburg MD, États-Unis.
3.4
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 ne doit pas provoquer de modification chimique du matériau ou des substances
extraites (voir 10.3).
3.5
contrôle expérimental
substance ou matériau, possédant des réponses bien caractérisées, utilisé(e) au cours d'un essai spécifique
afin d'évaluer si le dispositif d'essai a répondu de manière reproductible et adéquate
3.6
extrait
liquide résultant de l'extraction du matériau ou du témoin soumis à essai
3.7
homogène
propriété d'un matériau ayant une activité biologique spécifique ou non de donner de façon consistante une
réponse biologique ou non, en tout point de sa structure ou de sa composition
NOTE Le 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, indépendamment du lot de matériau dont l'échantillon est extrait.
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ISO 10993-12:2002(F)
3.8
témoin négatif
matériau ou substance qui, lors d'essais réalisés selon le mode opératoire décrit, démontre l'aptitude du mode
opératoire à fournir une réponse négative reproductible, une absence de réactivité ou un bruit de fond
NOTE En pratique, les témoins négatifs incluent les blancs, les véhicules/solvants et matériaux de référence.
3.9
témoin positif
matériau 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
3.10
matériau de référence
MR
matériau ou substance dont une ou plusieurs valeurs propres sont suffisamment reproductibles et bien
établies pour être utilisées pour l'étalonnage d'un appareil, pour l'évaluation d'une méthode de mesure ou
pour l'attribution de valeurs aux matériaux
[Guide ISO 30]
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.
3.11
extraction dans des conditions simulées
extraction d'un matériau d'essai ou d'un échantillon à l'aide d'un milieu approprié et dans des conditions qui
reproduisent l'utilisation du produit, et dont le but est d'évaluer le risque potentiel pour le patient ou l'utilisateur
pendant son utilisation clinique normale
3.12
stabilité des valeurs intrinsèques du matériau
capacité d'un matériau, lorsqu'il est stocké dans des conditions particulières, à conserver une réponse
biologique donnée spécifique, dans des limites spécifiées, pendant une période de temps spécifique
[Guide ISO 30]
3.13
matériau d'essai
matériau, dispositif, partie ou composant de dispositif échantillonné à des fins d'essais biologiques
3.14
échantillon pour essai
extrait ou matériau d'essai soumis à des essais biologiques
4 Contrôles expérimentaux
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 lignes directrices complémentaires 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.
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ISO 10993-12:2002(F)
5 Matériaux de référence
5.1 Généralités
Les matériaux de référence sont établis par des laboratoires individuels. Le laboratoire individuel détermine
l'étendue de la caractérisation chimique, physique et biologique. Des articles disponibles dans le commerce
peuvent être utilisés comme matériaux de référence.
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 Il est souhaitable que les fournisseurs s'engagent à mettre à la disposition des utilisateurs les matériaux de
référence et matériaux de référence certifiés pendant au moins 5 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 une procédure 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 intra et/ou interlaboratoires. La gamme de réponses biologiques
associées au matériau doit être établie à l'aide d'essais interlaboratoires.
5.2.2 La certification des matériaux de référence incombe aux fournisseurs. Le fournisseur détermine
l'étendue de la caractérisation physique et chimique effectuée. Les laboratoires individuels qui utilisent les
matériaux de référence identifient 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.
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, comme 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, comme 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.
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.
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6.3 Les matériaux de référence utilisés pour des contrôles expérimentaux 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 par exemple la génotoxicité et les tests de réaction d'hypersensibilité à
immunité retardée.
7 Choix du matériau d'essai
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).
7.2 La même procédure de choix de matériaux 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 lignes directrices complémentaires concernant la préparation sont données à l'Annexe B.
8.1.1 Les échantillons prélevés sur des dispositifs stérilisés et des matériaux de référence doivent être
manipulés de manière aseptique lorsque le protocole d'essai le permet.
8.1.2 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 protocole d'essai le permet.
8.1.3 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.
8.2 Lorsque des échantillons stérilisés sont exigés pour l'essai, l'influence de la stérilisation ou du procédé
de re-stérilisation sur l'échantillon et les matériaux de référence doit être pris en compte.
8.3 Lorsque les échantillons et matériaux de référence doivent être coupés en plusieurs morceaux comme
il est décrit en 10.3.2.2, 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 aussi propres que possible 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 soumis
à essai.
9.1.1 Les échantillons de dispositifs ayant des revêtements de surface doivent comprendre à la fois le
matériau de revêtement et le substrat.
9.1.2 L'échantillon 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.
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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 de matériaux d'essai
10.1 Généralités
Lorsque des extraits de dispositif sont requis pour un protocole d'essai, les milieux 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 des risques. 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 lignes directrices complémentaires 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
minimum d'espace de tête libre.
10.2.2 Pour s'assurer que les récipients d'extraction ne dénaturent pas les extraits de matériaux d'essai, il
faut utiliser
a) des tubes de 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.
10.3 Conditions et méthodes d'extraction
10.3.1 Fondées sur des pratiques courantes, les conditions d'extraction sont les suivantes (voir aussi C.5):
a) (37 ± 1) °C pendant (24 ± 2) h;
b) (37 ± 1) °C pendant (72 ± 2) h;
c) (50 ± 2) °C pendant (72 ± 2) h;
d) (70 ± 2) °C pendant (24 ± 2) h;
e) (121 ± 2) °C pendant (1 ± 0,1) h.
Les conditions d'extraction décrites ci-dessus, qui ont été utilisées pour permettre de mesurer le danger
potentiel à des fins d'estimation du risque que représente le dispositif ou le matériau, se fondent sur des
antécédents historiques. D'autres conditions, qui simulent l'extraction telle qu'elle se produit pendant
l'utilisation clinique, ou qui permettent une mesure adéquate du potentiel de risque, peuvent être utilisées;
elles doivent alors être décrites, justification à l'appui.
6 © ISO 2002 — Tous droits réservés
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ISO 10993-12:2002(F)
L'extraction est un processus complexe influencé par la durée, la température, le rapport aire/volume, le milieu
1)
d'extraction et la phase d'équilibre du matériau. Lors de l'utilisation d'extraction accélérée ou exagérée, il faut
scrupuleusement tenir compte de l'effet de températures plus élevées ou d'autres conditions sur la cinétique de
l'extraction, ainsi que de la nature du solvant d'extraction.
Lorsque des températures élevées sont utilisées, il existe, par exemple, deux possibilités:
l'énergie apportée par l'augmentation de la température peut provoquer une réticulation accrue et/ou une
polymérisation du polymère et, par conséquent, une baisse de la quantité de monomères libres pouvant
migrer du polymère;
la hausse de température peut provoquer la formation de matériaux de dégradation que l'on ne trouve
pas normalement dans les dispositifs finis dans les conditions d'utilisation.
10.3.2 Les aires de surface normales comprennent la combinaison des surfaces des deux côtés de
l'échantillon, et excluent les irrégularités de surface non déterminées. Lorsqu'en raison de la configuration de
l'échantillon, l'aire de surface ne peut pas être déterminée, utiliser un rapport poids/volume du liquide
d'extraction. Voir Tableau 1.
Tableau 1 — Aires de surfaces normales et volumes de liquide d'extraction
Rapport d'extraction
Épaisseur
(aire de surface/volume)
Formes des matériaux
mm
± 10 %
2
< 0,5 6 cm /ml Fi
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.