Chronische Toxizität

Systemische Toxizität

Akute systemische Toxizität: Dies ist der vorläufige In-vivo-Test, der für jedes implantierbare Gerät empfohlen wird. Im Allgemeinen werden Mäuse in diesem Test eingesetzt, aber auch Ratten können verwendet werden. Pro Gruppe werden mindestens fünf Tiere beiderlei Geschlechts verwendet (es sei denn, die klinische Anwendung des Produkts ist spezifisch für ein bestimmtes Geschlecht). Den Tieren wird ein polar (IV-Weg) und unpolarer Extrakt (IP-Weg) des Geräts injiziert. Die Kontrollgruppe erhält polare/unpolare Lösungsmittel allein. Die Tiere werden auf Körpergewicht, Haut- oder Fellveränderungen, Augen, Schleimhäute, abnormale Atmung und unerwünschte Symptome wie Niederwerfung, Krämpfe oder Tod untersucht. Die Tiere werden sofort, 24, 48 und 72 h nach der Injektion beobachtet. Ein Test gilt als fehlgeschlagen und das Gerät wird als toxisch eingestuft, wenn zwei oder mehr Tiere sterben oder unerwünschte klinische Symptome oder einen Gewichtsverlust von 10% oder mehr aufweisen. Wenn ein Tier abnormale klinische Symptome zeigt und ein Testtier grobe Anzeichen von Toxizität zeigt oder stirbt, kann der Test mit 10 Test- und 10 Kontrolltieren wiederholt werden. Je nach Ausmaß der testartikelinduzierten Toxizität können zusätzliche hämatologische und histopathologische Parameter zum Studiendesign hinzugefügt werden.

Beispiele für akute systemische Toxizität: Einer der Inhaltsstoffe von Kontaktlinsen ist das Methacrylatmonomer. Die Menge an Methacrylsäure in Kontaktlinsen wird auf etwa 6 ppm geschätzt. Zur Beurteilung der akuten systemischen Toxizität wurde Methacrylsäure in Sesamöl gelöst und Mäusen IP in Dosen von 0,6, 6,0, 60 oder 600 ppm injiziert. Die Ergebnisse zeigten keine abnormalen klinischen Symptome nach 2, 8, 24, 48 oder 72 Stunden in einer der behandelten Gruppen .

Subakute Toxizität: Die Dauer dieses Tests kann 14 tägliche aufeinanderfolgende Injektionen von Testartikelextrakten auf IP- oder IV-Weg bei Nagetieren betragen. Alternativ kann der Testgegenstand den Tieren bis zu 28 Tage lang implantiert und das tierische Gewebe auf etwaige systemische Toxizitätsparameter analysiert werden.

Beispiele für subakute Toxizität: Bioabsorbierbare Polymere werden zunehmend für die nachhaltige Wirkstoffabgabe verwendet, so dass das Medikament seine Wirkung auf die lokalisierten Gewebe ausübt und so die systemische Toxizität schont. In einer subakuten Toxizitätsstudie wurde Ratten bioabsorbierbare Polyesteranhydrid-Ricinolsäure (RA) subkutan (SC), intramuskulär (IM) und intrakraniell (IC) implantiert. Bei keinem der behandelten Tiere gab es Hinweise auf systemische Toxizität oder polymerinduzierte Läsionen. An einigen der Implantationsstellen in der SC- oder IM-Gruppe gab es Hinweise auf eine typische Fremdkörperreaktion auf Biomaterial, gefolgt von einer Gewebereparatur. Bei einigen IC-behandelten Tieren kam es an den Tagen 14 und 21 zu einer leichten, aber vorübergehenden Entzündung der Gliazellen. Insgesamt zeigte die Studie, dass das bioabsorbierbare Polymer biokompatibel und ungiftig ist .

Zu den auszuwertenden Testparametern gehören tägliches / wöchentliches Körpergewicht, klinische Symptome, Hämatologie, Serumchemie, Organhistologie usw. Im Falle eines implantierten Testartikels Proben während der Nekropsie zur histopathologischen Beurteilung lokaler Gewebeeffekte an den Implantationsstellen entnehmen. Dies wird dazu beitragen, die Zeit und die Kosten für die Durchführung eines separaten Implantationstests zu reduzieren.

Beispiele für chronische systemische Toxizität: Knochenschwund tritt aufgrund von Knochenbrüchen, Entwicklung von Knochentumoren oder Osteoporose auf. Eine der Behandlungsmöglichkeiten besteht darin, das bioaktive knocheninduzierende Material (BBIM) wie Kollagengerüste zu injizieren. Um die potenzielle Toxizität zu bewerten, wurden in einer 6-monatigen Studie zur chronischen systemischen Toxizität Gruppen von Ratten subkutan auf beiden Seiten der Wirbelsäule mit BBIM-Blöcken (jeweils 0,5 × 0,5 × 0,5 cm) implantiert. Die Kontrollgruppe wurde scheinoperiert. Bei Beendigung wurden verschiedene Organe wie Leber, Milz, Niere, Nebenniere, Herz, Thymus, Hoden und Gehirn explantiert. Die Feuchtorgangewichte und Histopathologiedaten zeigten keine signifikanten Unterschiede zur Kontrollgruppe. Das von diesen Tieren gesammelte Blut wurde auf routinemäßige hämatologische Parameter wie weiße, rote Blutkörperchen und Thrombozytenzahl, mittleres Korpuskularvolumen, Hämatokrit und Prothrombinzeit analysiert. In ähnlicher Weise umfassen die klinisch-chemischen Parameter Alaninaminotransferase, Glucose, Harnstoff, Bilirubin, Triglyceride usw. Die Ergebnisse zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen der behandelten und der Kontrollgruppe, was darauf hindeutet, dass das knochenbioaktive Material ungiftig, biokompatibel und für den menschlichen Gebrauch sicher ist .

Materialvermittelter Kaninchen-Pyrogen-Assay: Ein Pyrogen ist eine Substanz, die, wenn sie in den Blutkreislauf eines Patienten eingeführt wird, Fieber erzeugt. Pyrogene, die aus den Zellwänden gramnegativer Bakterien stammen, werden als Endotoxine bezeichnet, die normalerweise bei routinemäßigen mikrobiologischen Tests von Medizinprodukten mit dem LAL-Test (Limulus Amoebocyte lysat) nachgewiesen werden. Der Kaninchen-Pyrogen-Assay kann sowohl Endotoxin- als auch Nichtendotoxin-verwandte Pyrogene nachweisen, während der LAL-Test nur für Endotoxine spezifisch ist. Einige Substanzen, die von grampositiven Bakterien produziert werden, sind im LAL-Test schwer nachzuweisen und im Kaninchen-Pyrogentest nicht reaktiv, verursachen jedoch Fieber, Entzündungen und aseptische Peritonitis bei Patienten. Diese Nichtendotoxinpyrogene sind als Peptidoglykane bekannt und können durch den Seidenraupenlarven-Plasmatest nachgewiesen werden; Es ist bekannt, dass ihre Nebenwirkungen bei Patienten durch IL-6 und TNF-α vermittelt werden .

Beispiele für materialvermittelte Pyrogene: Fieber ist eine normale adaptive physiologische Reaktion des Gehirns auf pyrogene Reize. Eine gemeinsame materialvermittelte Nonendotoxin Pyrogen umfassen 2-, 4-Dinitrophenol injiziert in einer Dosis von 20 mg / kg induzierte pyrogene Reaktion bei männlichen Kaninchen . In ähnlicher Weise erzeugte Interferon (10-2 bis 10-6 µg) oder sein Induktor Polyriboinosinsäure–Polyribocytidylsäure (Poly I: C) bei 0,012–12 µg eine dosisabhängige pyrogene Reaktion bei Kaninchen .