Für nahezu alle medizinischen Geräte bilden drei biologische Endpunkte die Grundlage einer biologischen Sicherheitsbewertung gemäß ISO 10993-1: Zytotoxizität, Reizung und Sensibilisierung. Diese Endpunkte, die allgemein als die „Großen Drei“ bezeichnet werden, sind auf praktisch alle Gerätekategorien anwendbar, unabhängig von der Art oder Dauer des Patienten-Kontakts.
Bei Medistri werden Hersteller in diesen drei Endpunkten durch eine Kombination aus internen In-vitro-Tests und koordinierten In-vivo-Studien unterstützt, um sicherzustellen, dass die biologische Sicherheit mit wissenschaftlicher Strenge und in Übereinstimmung mit den regulatorischen Erwartungen nachgewiesen wird.
Eine grundlegende Rolle in der biologischen Bewertung
ISO 10993-1 strukturiert die biologische Bewertung nach Kontaktart und Expositionsdauer und weist jedem Bereich relevante Endpunkte zu. Zytotoxizität, Reizung und Sensibilisierung bleiben insofern eindeutig, als sie auf nahezu alle Gerätetypen anwendbar sind – von kurzfristigem Kontakt mit intakter Haut bis hin zu langfristigen implantierbaren Geräten.
Diese Endpunkte adressieren grundlegende biologische Risiken: direkte zelluläre Toxizität, lokale Gewebereaktion und das Potenzial für allergische Reaktionen. Daher bilden sie systematisch den Ausgangspunkt eines biologischen Bewertungsprogramms und gehören zu den am häufigsten geforderten Bewertungen für Extrakte medizinischer Geräte.
Zytotoxizität – ISO 10993-5
Zytotoxizitätstests bewerten das Potenzial eines Materials, toxische Wirkungen auf Zellstrukturen zu induzieren, indem sie zelluläre Schäden oder den Tod identifizieren, die sich in nachteiligen klinischen Ergebnissen niederschlagen können. Bei Medistri wird der Zytotoxizitätstest intern unter Verwendung sowohl qualitativer Methoden (Agar-Diffusionstest, Direkter Kontakt-Test) als auch des quantitativen XTT-Assays durchgeführt. Diese Methoden werden gemäß ISO 10993-5 für die biologische Bewertung und ISO 10993-12 für die Extraktionsbedingungen durchgeführt. Die Ausrichtung an den Biokompatibilitätsrichtlinien der FDA zur Anwendung von ISO 10993-1 stellt sicher, dass die generierten Daten den Erwartungen in den wichtigsten regulatorischen Rahmenbedingungen entsprechen.
Für einen detaillierten Überblick über diesen Endpunkt verweisen Sie auf den Blogartikel "Ein Überblick über die Zytotoxitätsanalyse" (Februar 2025).
Reizung – ISO 10993-23
Reizungstests bewerten das Potenzial eines Geräts oder seiner Extrakte, eine lokale Entzündungsreaktion in Geweben hervorzurufen, die mit dem Gerät in Kontakt kommen, einschließlich Haut, Schleimhäuten und inneren Geweben. ISO 10993-23 empfiehlt die Verwendung von In-vitro-Methoden als erste Vorgehensweise, wo wissenschaftlich gerechtfertigt, im Einklang mit dem 3R-Prinzip (Ersetzen, Reduzieren, Verfeinern).
In-vitro-Hautreizungstests
Medistri hat das EpiDerm™ (MatTek) Reconstructed Human Epidermis (RHE)-Modell als validierte Alternative zu traditionellen In-vivo-Methoden zur Bewertung der Hautreizung implementiert. Dieses Modell besteht aus normalen menschlichen Keratinozyten, die an der Luft-Flüssigkeits-Grenze kultiviert werden und eine geschichtete Epidermis mit einer funktionalen Hornschicht bilden, die der natürlichen menschlichen Haut entspricht. Nach der Reifung werden die Gewebe entweder chemischen Substanzen (Hautreizungstest – 24-Stunden-Exposition) oder Extrakten medizinischer Geräte (18-Stunden-Exposition) ausgesetzt. Die Zellviabilität wird anschließend mit dem MTT-Assay gemessen, bei dem metabolisch aktive Zellen das MTT-Reagenz in ein messbares Formazanprodukt umwandeln. Eine Viabilität von ≤ 50 % klassifiziert die Testsubstanz als Reizstoff (Kategorie 1 oder 2). Diese Methode ist mit der OECD-Testleitlinie 439 und ISO 10993-23 abgestimmt und liefert in der Regel innerhalb von etwa einer Woche Ergebnisse. Im Vergleich zu In-vivo-Ansätzen bietet sie reduzierte Zeitrahmen, Skalierbarkeit und vollständige Übereinstimmung mit dem 3R-Prinzip.
Weitere wissenschaftliche Details sind im Whitepaper "In Vitro Skin Irritation Assay: A Powerful Tool for Skin Irritation of Chemical Compounds and Medical Device Extract" (Q1 2025) verfügbar.
In-vivo-Reizungstests
Wo dies durch die Geräteeigenschaften, die klinische Anwendung oder regulatorische Wege erforderlich ist, werden In-vivo-Reizstudien (intrakutane oder Hautreizungen) über qualifizierte Partnerlabore koordiniert. Studiendesign, Extraktionsparameter und Berichterstattung sind mit der gesamten biologischen Bewertungsstrategie abgestimmt.
Sensibilisierung – ISO 10993-10
Sensibilisierungstests bestimmen, ob ein Gerät oder seine Extrakte eine verzögerte Typ-Hypersensitivitätsreaktion nach wiederholter Exposition hervorrufen können. Im Gegensatz zur Reizung beinhaltet die Sensibilisierung eine Immunreaktion, die sich im Laufe der Zeit entwickeln kann. Klinisch wird diese Reaktion mit Kontaktdermatitis in Verbindung gebracht, wobei bis heute mehr als 4.000 Kontaktallergene identifiziert wurden. Gemäß ISO 10993-10 wird die Sensibilisierung typischerweise durch In-vivo-Methoden bewertet, am häufigsten durch den Local Lymph Node Assay (LLNA) oder den Guinea Pig Maximization Test (GPMT). Der ausgewählte Ansatz hängt von den Geräteeigenschaften, dem Extraktionsmittel und dem klinischen Expositionsweg ab.
Medistri koordiniert diese Studien über qualifizierte Partnerlabore und stellt sicher, dass das Studiendesign und die Berichterstattung vollständig in den gesamten biologischen Bewertungsrahmen integriert sind.
Eine integrierte biologische Bewertungsstrategie
Der Wert dieser drei Endpunkte geht über einzelne Testergebnisse hinaus. Zytotoxizität, Reizung und Sensibilisierung bilden integrale Komponenten einer umfassenderen biologischen Bewertung, die direkt zum Biological Evaluation Report (BER) beiträgt. Ihre Interpretation erfordert eine Abstimmung mit chemischen Charakterisierungsdaten, klinischer Nutzung und dem gesamten Risikoprofil des Geräts. Medistri unterstützt Hersteller während dieses Prozesses, von der Entwicklung des Biological Evaluation Plan (BEP) und der Extraktionsstrategie gemäß ISO 10993-12 bis hin zu internen In-vitro-Tests und koordinierten In-vivo-Studien. Die endgültige Berichterstattung erfolgt gemäß den Anforderungen von ISO 10993-1:2025.
Für weitere Einblicke in die Revision 2025 und deren Auswirkungen auf chemische Charakterisierung sowie Extrakte und Auslaugungen (E&L)-Programme verweisen Sie auf den Artikel "ISO 10993-1:2025: Änderungen für Ihr chemisches Charakterisierungs- und E&L-Programm" (März 2026).
Durch die Kombination interner Fachkenntnisse in Zytotoxizität und In-vitro-Hautreizung mit einem Netzwerk qualifizierter Partner für In-vivo-Studien bietet Medistri einen strukturierten und integrierten Weg über die primären biologischen Sicherheitsendpunkte. Dieser Ansatz unterstützt eine effiziente Studienausführung, reduziert die Komplexität und gewährleistet die Übereinstimmung mit den regulatorischen Erwartungen.
Erfahren Sie mehr über unsere Laborservices auf unserer Website hier oder kontaktieren Sie unser Team unter contact@medistri.com.
— Das Medistri-Team
#Medistri
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Medistris Lösungen für Produkte in der präklinischen Phase
Während der präklinischen Phase ist die Ausführung entscheidend, um Konzepte zu validieren, zuverlässige Daten zu generieren und eine solide Grundlage für die behördliche Genehmigung zu schaffen.
Medistri fungiert als Ihr integrierter Infrastrukturpartner und bietet ein umfassendes Portfolio an internen Lösungen, die für F&E und die Entwicklung von Machbarkeitsnachweisen optimiert sind.
Unsere Lösungen umfassen F&E-Behandlungszyklen (maßgeschneiderte Sterilisationsprotokolle), Reinigung & Wiederaufbereitung, Produktmontage und Verpackung sowie spezialisierte Tests, einschließlich Biokompatibilität, Extrakte & Auslaugungen, Integrität der sterilen Barriere, Umweltbedingungen, Entwicklung von Laboranalysen, Chargenfreigabe und regulatorische Beratung.
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Häufig gestellte Fragen
1. Was sind die „Big Three“-Endpunkte bei der biologischen Bewertung von Medizinprodukten?
Die „Big Three“ beziehen sich auf Zytotoxizität, Reizung und Sensibilisierung. Diese Endpunkte bilden die Grundlage der biologischen Sicherheitsbewertung gemäß ISO 10993-1 und gelten für nahezu alle Medizinprodukte, unabhängig von ihrem Typ oder der Dauer des Kontakts.
2. Warum sind Tests auf Zytotoxizität, Reizung und Sensibilisierung für Medizinprodukte erforderlich?
Diese Tests bewerten grundlegende biologische Risiken wie Zelltoxizität, lokale Gewebereaktionen und allergische Reaktionen. Regulierungsbehörden verlangen diese Daten, um sicherzustellen, dass Produkte bei Kontakt mit dem menschlichen Körper keine schädlichen Wirkungen verursachen.
3. Wie wird Zytotoxizität gemäß ISO 10993-5 bewertet?
Die Zytotoxizität wird bewertet, indem Zellen einem Material oder dessen Extrakten ausgesetzt und ihre Lebensfähigkeit gemessen wird. Sowohl qualitative als auch quantitative Methoden werden eingesetzt, um festzustellen, ob das Material unter kontrollierten Laborbedingungen Zellschäden oder Zelltod verursacht, gemäß ISO 10993-5.
4. Worin unterscheiden sich Reizung und Sensibilisierung in der biologischen Prüfung?
Die Reizung misst eine direkte, lokal begrenzte Entzündungsreaktion nach Exposition, während die Sensibilisierung das Potenzial für eine immunvermittelte allergische Reaktion über einen längeren Zeitraum bewertet. Diese Endpunkte betreffen unterschiedliche biologische Mechanismen und erfordern daher verschiedene Prüfmethoden.
5. Wie unterstützt Medistri Hersteller bei der Bewertung der „Big Three“-Endpunkte?
Medistri bietet einen integrierten Ansatz, der interne In-vitro-Tests mit koordinierten In-vivo-Studien kombiniert, sofern erforderlich. Dadurch wird sichergestellt, dass biologische Bewertungsprogramme wissenschaftlich fundiert sind, den Normen der ISO-10993-Reihe entsprechen und durch eine umfassende regulatorische Dokumentation unterstützt werden.