EN ISO 10993-4

EN ISO 10993-4 ist eine von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte und vom Europäischen Komitee für Normung (CEN) übernommene Norm mit dem Titel „Biologische Bewertung von Medizinprodukten – Teil 4: Auswahl von Prüfungen für Wechselwirkungen mit Blut“, d. h. „Biologische Bewertung von Medizinprodukten – Teil 4: Auswahl von Prüfungen auf Wechselwirkungen mit Blut“. Er wird allgemein als Hämokompatibilitätsstandard bezeichnet.

Regulatorischer Status und Versionshinweis: Der aktuelle Grundtext der Norm ist ISO 10993-4:2017 (vierte Ausgabe) und wurde auf europäischer Ebene als EN ISO 10993-4:2017 angenommen. Da derzeit an einer Änderung (Amendment) der Norm gearbeitet wird, muss vor Beginn der Arbeiten die gültige konsolidierte Fassung sowie der Stand der nationalen Übernahme überprüft werden. Die Norm wurde im Rahmen der EU-Medizinprodukteverordnung (MDR 2017/745) als harmonisierte Norm anerkannt; der Anerkennungsstatus und der Geltungsbereich durch die FDA (insbesondere hinsichtlich bestimmter Abschnitte) sollten vor der Antragstellung überprüft werden.

Das wesentliche Merkmal der Norm besteht darin, dass sie keine bestimmten Prüfverfahren vorschreibt, sondern stattdessen einen Rahmen und eine Auswahlmatrix dafür bereitstellt, welche Prüfkategorien je nach Art und Dauer des Kontakts des Produkts mit Blut ausgewählt werden müssen. Daher ist ISO 10993-4 kein „Verfahrensstandard“, sondern ein Standard zur Testauswahl; die anzuwendenden spezifischen Verfahren (z. B. ELISA, Durchflusszytometrie, REM, Flow-Loop) werden auf der Grundlage der einschlägigen Literatur und Validierungsstudien festgelegt.

Gerätekategorien

Die Norm klassifiziert Geräte, die mit Blut in Kontakt kommen, nach ihren Kontaktmerkmalen:

Indirekter Blutweg (indirect blood path): Geräte, die nicht direkt mit Blut in Kontakt kommen, durch die jedoch Blut oder Blutprodukte fließen (z. B. Lösungs-Verabreichungssets, Transfersets)
Direkter Blutweg – indirekter Kontakt: Geräte, die mit Blut in Kontakt kommen, in denen das Blut jedoch nicht zirkuliert (z. B. Kanülen, Katheter, Blutentnahmeröhrchen)
Direkter Blutweg – Kontakt mit zirkulierendem Blut: Geräte, in denen das Blut kontinuierlich zirkuliert (z. B. extrakorporale Kreisläufe, Hämodialysegeräte, Blutpumpen)
Implantierte Geräte: Implantierte Geräte, die mit Blut in Kontakt kommen (z. B. Gefäßtransplantate, Herzklappen, Stents, ventrikuläre Unterstützungssysteme)

Kontaktdauer

Begrenzt (limited): Kontaktdauer von weniger als 24 Stunden
Langfristig (prolonged): Kontaktdauer zwischen 24 Stunden und 30 Tagen
Dauerhaft (permanent): Kontaktdauer von mehr als 30 Tagen

Kategorien der Hämokompatibilitätstests

Der Standard definiert fünf Haupttestkategorien und listet für jede Kategorie typische Endpunkte auf:

1. Thrombose

Thrombusbildung und -ansammlung (Beurteilung makroskopisch und mittels REM)
Fibrin(ogen)-Ansammlung und Fibrinopeptid-A-Spiegel
Thrombozytenadhäsion und Aggregatbildung
Thrombusbeurteilung in Flow-Loop- oder Tiermodellen

2. Gerinnung (Coagulation)

Prothrombinzeit (PT), aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT)
Fibrinogenspiegel, Thrombinzeit
Thrombin-Antithrombin-Komplex (TAT), Prothrombinfragment F1+2
Weitere Marker der Gerinnungsaktivierung

3. Thrombozyten (Platelets)

Thrombozytenzahl und Thrombozytenaggregation
Marker der Thrombozytenaktivierung (P-Selektin/CD62P, β-Thromboglobulin, PF4)
Phänotypisierung der Thrombozytenaktivierung mittels Durchflusszytometrie
Thrombozytenadhäsion und -ausbreitung (mikroskopische Beurteilung)

4. Hämatologie (Hematology)

Vollblutbild (Erythrozyten-, Leukozyten- und Thrombozytenzahl, Hämatokrit, Hämoglobin)
Leukozytendifferenzierung
Hämolyse-Indikatoren (freies Hämoglobin im Plasma, Haptoglobin; kann zusätzlich anhand des ASTM F756-Hämolyse-Standards ausgewertet werden)

5. Komplementsystem (Complement system)

C3a-, C5a-Spiegel
SC5b-9 (terminaler Komplementkomplex, TCC)
Weitere Marker der Komplementaktivierung wie CH50, Bb, iC3b

Testumgebungen

In-vitro-Tests: Direkter Kontakt des Geräts oder Materials mit Blut; dies ist der bevorzugte Ansatz. Die Testbedingungen (Blutquelle, Antikoagulans, Temperatur, Kontaktzeit, Oberfläche-Volumen-Verhältnis) sollten so gewählt werden, dass sie den klinischen Einsatz widerspiegeln.
Ex-vivo-Modelle: Kontrollierter Blutfluss durch das Gerät mittels Flow-Loop-Systemen; ermöglicht die Bewertung insbesondere von Geräten, die mit zirkulierendem Blut in Kontakt kommen.
In-vivo-Modelle: Bewertung der Wechselwirkung des Geräts mit Blut in Tiermodellen (z. B. Schwein, Hund, Schaf); kann für Implantate und extrakorporale Geräte erforderlich sein.

Wichtiger methodischer Hinweis: Bei Hämokompatibilitätstests ist – anders als bei anderen biologischen Tests – der direkte Kontakt mit Blut anstelle eines Extrakts in der Regel besser geeignet, da das Ziel die Bewertung der Wechselwirkung zwischen Oberfläche und Blut ist. Bei einigen Tests kann jedoch die Herstellung eines Extrakts (ISO 10993-12) zum Einsatz kommen. Die Blutquelle (vorzugsweise menschliches Blut; bei Verwendung von Tierblut sind die Artenunterschiede anzugeben), die Art des Antikoagulans (Heparin, Citrat) und der Zeitpunkt der Prüfung wirken sich direkt auf die Ergebnisse aus.

Die in der Studie berichteten grundlegenden Parameter sind folgende:

Die Kategorie des Geräts und die Kontaktzeit; Begründung der Testauswahlmatrix
Die ausgewählten Testkategorien und spezifischen Endpunkte
Blutquelle (Mensch/Tier), Antikoagulans und Bedingungen der Blutvorbereitung
Testbedingungen: Flächen-/Volumenverhältnis, Kontaktzeit, Temperatur, Durchflussgeschwindigkeit (bei Durchflussmodellen)
Verwendete analytische Methoden und Referenzbereiche
Für jeden Endpunkt quantitative Ergebnisse und Vergleich mit der Kontrollgruppe
Positive und negative Kontrollen sowie Validitätskriterien
Ergebnis: hämokompatibel / nicht hämokompatibel Bewertung und Begründung
Daten zur Messunsicherheit und Wiederholbarkeit

Wozu wird die Prüfung durchgeführt?

EN ISO 10993-4 wird für die folgenden wissenschaftlichen und regulatorischen Zwecke durchgeführt:

Bewertung der Patientensicherheit: Ermittlung des Potenzials von Produkten, die mit Blut in Kontakt kommen, unerwünschte Wirkungen wie Thrombose, Hämolyse, Thrombozytenaktivierung, Gerinnung und Komplementaktivierung hervorzurufen
MDR-Konformität: Bereitstellung der erforderlichen Daten für die biologische Sicherheitsbewertung im Rahmen der EU-Medizinprodukteverordnung (2017/745)
Risikomanagement: Bewertung und Reduzierung thromboembolischer und hämolytischer Risiken bei blutberührenden Produkten
Material- und Designentwicklung: Bewertung des Einflusses von Oberflächeneigenschaften (Rauheit, Hydrophilie, Beschichtungen) und der Materialauswahl auf die Hämokompatibilität
Standardisierung der Testauswahl: Wissenschaftliche Begründung der geeigneten Testreihe entsprechend der Produktkategorie und der Kontaktdauer
Unterstützung bei Zulassungsunterlagen: Verwendung als Teil des Biokompatibilitätsdossiers bei Anträgen bei der FDA, gemäß der EU-MDR und anderen Zulassungsbehörden
Tierschutz (3R): Vorrangige Verwendung von In-vitro- und Ex-vivo-Modellen, sofern angemessen
Ansatz der Beweiskraft: Chemische Charakterisierung (ISO 10993-18), Zytotoxizität (ISO 10993-5), Reizwirkung (ISO 10993-23), Sensibilisierung (ISO 10993-10) sowie weitere Biokompatibilitätsdaten zur ganzheitlichen Bewertung des Produkts beitragen

EN ISO 10993-4 allein deckt nicht das gesamte Biokompatibilitätsprofil des Produkts ab; zudem spiegeln Hämokompatibilitätstests möglicherweise nicht vollständig die klinischen Anwendungsbedingungen des Produkts wider. Die Ergebnisse sollten im Zusammenhang mit der chemischen Charakterisierung, anderen biologischen Tests, dem Produktdesign und klinischen Daten interpretiert werden.

Als Nano-Test führen wir Hämokompatibilitätsbewertungen gemäß EN ISO 10993-4 im Rahmen unserer akkreditierten Laborinfrastruktur und unseres Qualitätsmanagementsystems mit wissenschaftlicher Sorgfalt durch. Unser Leistungsumfang umfasst Folgendes:

Erstellung einer Teststrategie und eines Protokolls

Bestimmung der Kategorie des Medizinprodukts (indirekter Blutkontakt, direkter Blutkontakt, implantierbar) sowie der Kontaktdauer (begrenzt, langfristig, dauerhaft)
Erstellung und Begründung des geeigneten Test-Sets gemäß der ISO 10993-4-Testauswahlmatrix
Auswertung der vorliegenden chemischen Charakterisierung (ISO 10993-18) und der Literaturdaten
Festlegung der Blutquelle (vorzugsweise menschliches Blut), des Antikoagulans und der Blutvorbereitungsstrategie
Auslegung der Testbedingungen (Oberflächen-Volumen-Verhältnis, Kontaktzeit, Temperatur, Strömungsbedingungen) in einer Weise, die den klinischen Einsatz widerspiegelt
Planung von Positiv- und Negativkontrollen; Einhaltung ethischer und regulatorischer Anforderungen

Für Informationen zu Teststrategien, der Auswahl von Testkits, der Planung der Blutquelle und des Antikoagulans, den Bedingungen für die Probenannahme, dem Testzeitplan und den Berichtsprozessen im Rahmen Ihrer Hämokompatibilitätsbewertungen gemäß EN ISO 10993-4 können Sie sich gerne an Nano-Test wenden.

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