EN ISO 10993-5

EN ISO 10993-5

EN ISO 10993-5 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 5: Prüfungen auf In-vitro-Zytotoxizität“, d. h. „Biologische Bewertung von Medizinprodukten – Teil 5: In-vitro-Zytotoxizitätsprüfungen“.

Regulatorischer Status und Versionshinweis: Der Grundtext der Norm lautet ISO 10993-5:2009 (dritte Ausgabe) und wurde auf europäischer Ebene als EN ISO 10993-5:2009 angenommen. Der Norm wurde die Änderung A11:2025 hinzugefügt, und die aktuelle konsolidierte Fassung EN ISO 10993-5:2009+A11:2025 ist in Kraft (am 29. Januar 2025 vom CEN genehmigt, im Frühjahr 2025 veröffentlicht)[reference:0] [reference:1]. Die Änderung A11 aktualisiert den Status der Norm als harmonisierte Norm, indem sie im Rahmen der MDR (2017/745) den Anhang ZA hinzufügt. Der Umfang der Anerkennung durch die FDA muss vor der Antragstellung überprüft werden.

Das Grundprinzip der Norm ist die Bewertung des zytotoxischen Potenzials von Medizinprodukten oder Komponentenmaterialien in Zellkultursystemen. Dies gilt als erster und obligatorischer Schritt der Biokompatibilitätsprüfreihe; er ermöglicht die Bestimmung der toxischen Wirkung auf Zellebene, bevor mit In-vivo-Tests fortgefahren wird[reference:3].

Der Geltungsbereich der Norm umfasst drei grundlegende Kontaktmodelle:

1. Extraktionsverfahren (Extract-Methode)

Das Prüfmaterial wird unter bestimmten Bedingungen (Temperatur, Dauer, Oberfläche-Volumen-Verhältnis) in einem geeigneten Extraktionsmedium (vorzugsweise serumhaltiges Zellkulturmedium; alternativ physiologische Kochsalzlösung, DMSO usw.) extrahiert. Der gewonnene Extrakt wird auf die Zellkultur aufgebracht. Die Bedingungen für die Extraktvorbereitung erfolgen gemäß ISO 10993-12[reference:4][reference:5]. Diese Methode ist der am häufigsten verwendete Ansatz zur Bewertung des toxischen Potenzials von Stoffen, die aus dem Produkt freigesetzt werden können.

2. Indirekter Kontakt (Indirect Contact)-Verfahren

Das Prüfmaterial wird der Zellkultur so ausgesetzt, dass es nicht in direkten Kontakt mit den Zellen kommt (z. B. durch Diffusion über eine Agar- oder Kollagenschicht). Diese Methode wird insbesondere zur Bewertung des Potenzials von Komponenten mit niedrigem Molekulargewicht verwendet, durch Diffusion in die Zellen zu gelangen.

3. Direktkontakt-Methode (Direct Contact)

Das Testmaterial wird direkt auf die Zellschicht aufgebracht. Diese Methode eignet sich für feste Materialien und Geräte mit ausgeprägten Oberflächeneigenschaften. Sie ermöglicht die Bewertung der direkten Wechselwirkung zwischen der Materialoberfläche und den Zellen.

Verwendete Zelllinien

Der Standard erlaubt die Verwendung verschiedener Zelllinien. Zu den häufig verwendeten Zelllinien gehören[reference:6]:

• L929 (Fibroblasten aus dem Bindegewebe der Maus) – die am häufigsten verwendete Zelllinie[reference:7]
• Balb/3T3-Klon A31 (Fibroblasten aus dem Embryo der Maus)
• V79 (Lungenfibroblasten des chinesischen Hamsters)
• Gegebenenfalls primäre Zellen menschlichen Ursprungs (z. B. humane dermale Fibroblasten) oder andere geeignete Zelllinien

Methoden zur Messung der Zellviabilität / Zytotoxizität

Der Standard bietet verschiedene quantitative Methoden zur Bewertung der Zellviabilität:

• MTT-Test: Kolorimetrisches Verfahren, das auf der Aktivität der mitochondrialen Dehydrogenase basiert; dabei wird die Bildung von Formazan-Kristallen in lebenden Zellen gemessen[reference:8]
• NRU-Test (Neutral-Rot-Aufnahme): Ein Verfahren, das auf der Aufnahme des Farbstoffs Neutralrot in den Lysosomen lebender Zellen basiert
• CFU-Test (Koloniebildende Einheiten): Bewertung der Fähigkeit der Zellen, Kolonien zu bilden
• XTT, WST-1, LDH und andere validierte quantitative Methoden

Die Ergebnisse werden in der Regel als prozentuale Zellviabilität angegeben und mit der Kontrollgruppe verglichen. Die Norm legt Akzeptanzkriterien und ein Klassifizierungssystem für die Einstufung der Zytotoxizität fest (z. B. wird eine Lebensfähigkeit unter 70 % als zytotoxisch bewertet).

Die in der Studie berichteten Schlüsselparameter sind:

• Verwendetes Kontaktmodell (Extrakt, indirekt, direkt) und Begründung
• Bedingungen der Extraktvorbereitung (gemäß ISO 10993-12: Medium, Temperatur, Dauer, Oberfläche-Volumen-Verhältnis)[reference:9]
• Verwendete Zelllinie und Passagenzahl
• Zellaussaatdichte und Kulturbedingungen
• Angewandte Extraktkonzentrationen (in der Regel Verdünnungen von 100 %, 50 %, 25 % usw.)
• Expositionsdauer (in der Regel 24 Stunden)[reference:10]
• Verwendete Methode zur Lebensfähigkeitsmessung (MTT, NRU, CFU usw.)
• Prozentuale Zelllebensfähigkeit (für jede Konzentration) und IC50-Wert
• Validität der positiven und negativen Kontrollen
• Zytotoxizitätsklassifizierung (nach einer Skala von 0–4 oder ähnlichem)
• Daten zur Messunsicherheit und Wiederholbarkeit

Warum wird sie durchgeführt?

EN ISO 10993-5 wird für die folgenden wissenschaftlichen und regulatorischen Zwecke durchgeführt:

• Erste Biokompatibilitätsuntersuchung: Schnelle und zuverlässige Bestimmung des Potenzials von Materialkomponenten oder Extrakten eines Medizinprodukts, auf Zellebene toxische Wirkungen hervorzurufen[reference:11]
• MDR-Konformität: Bereitstellung von Basisdaten für die biologische Sicherheitsbewertung im Rahmen der EU-Medizinprodukteverordnung (2017/745)
• Entscheidung über den Übergang zu In-vivo-Tests: Nutzung des Zytotoxizitätsergebnisses zur Beurteilung, ob weitere Biokompatibilitätstests (Sensibilisierung, Reizung, Implantation, systemische Toxizität usw.) erforderlich sind
• Materialauswahl und -entwicklung: Früherkennung potenziell zytotoxischer Materialien und Bewertung von Alternativen im Rahmen des Produktentwicklungsprozesses
• Kontrolle des Produktionsprozesses: Bewertung der Auswirkungen von Produktionsschritten wie Sterilisation, Beschichtung und Reinigung auf das Zytotoxizitätsprofil
• Tierschutz (3R): Vermeidung unnötiger Tierversuche durch In-vitro-Screening; Reduzierung des Tierversuchsbedarfs
• Unterstützung bei Zulassungsunterlagen: Verwendung als obligatorischer Bestandteil des Biokompatibilitätsdossiers bei Anträgen bei der FDA, gemäß der EU-MDR und anderen Zulassungsbehörden
• Ansatz der Beweiskraft: Chemische Charakterisierung (ISO 10993-18), Genotoxizität (ISO 10993-3), Sensibilisierung (ISO 10993-10), Reizung (ISO 10993-23) sowie weitere Biokompatibilitätsdaten, die zur ganzheitlichen Bewertung des Medizinprodukts beitragen

EN ISO 10993-5 deckt für sich allein nicht das gesamte Biokompatibilitätsprofil des Produkts ab; lokale Gewebewirkungen, systemische Toxizität, Genotoxizität und Hämokompatibilität werden anhand separater Normen bewertet. In-vitro-Zytotoxizitätsergebnisse spiegeln die In-vivo-Bedingungen möglicherweise nicht vollständig wider; die Ergebnisse sollten im Zusammenhang mit der chemischen Charakterisierung, anderen biologischen Tests und klinischen Daten interpretiert werden.

Als NanoTest führen wir In-vitro-Zytotoxizitätsbewertungen gemäß EN ISO 10993-5 im Rahmen unserer akkreditierten Laborinfrastruktur und unseres Qualitätsmanagementsystems mit wissenschaftlicher Sorgfalt durch.

Für Ihre In-vitro-Zytotoxizitätsbewertungen gemäß EN ISO 10993-5 können Sie sich an NanoTest wenden, um Informationen zur Teststrategie, zum Kontaktmodell und zur Auswahl der Zelllinie, zur Extraktvorbereitung, zur Methode zur Messung der Zellviabilität, zu den Bedingungen für die Probenannahme, zum Testzeitplan und zu den Berichtsprozessen zu erhalten.