Toxicitate sistemică
există trei tipuri de teste de toxicitate sistemică efectuate în mod obișnuit în industria dispozitivelor medicale (tabelul 31.6). Tipul testului care trebuie efectuat depinde de utilizarea clinică, de durata contactului dispozitivului și de potențialul de toxicitate al materialelor dispozitivului.
tabelul 31.6. Toxicitate sistemică
durata tratamentului | acută | subacută/subcronică | cronică |
---|---|---|---|
1-5 | 14-28 | 6, 8, sau 12 luni | |
observație / parametri | |||
greutate corporală | + | + | + |
observații clinice | + | + | + |
patologie brută | + | + | |
Histopatologie | + | + | |
Hematologie | + | + | |
ser / chimie clinică | + | + |
Toxicitate sistemică acută: Acesta este testul preliminar in vivo recomandat pentru orice dispozitiv implantabil. În general, șoarecii sunt angajați în acest test, dar pot fi folosiți și șobolani. Se utilizează minimum cinci animale de ambele sexe (cu excepția cazului în care utilizarea clinică a dispozitivului este specifică pentru un anumit sex) pentru fiecare grup. Animalele sunt injectate cu un extract polar (pe cale IV) și nepolar (pe cale IP) al dispozitivului. Grupului martor i se administrează numai solvenți polari/nepolari. Animalele sunt examinate pentru greutatea corporală, modificări ale pielii sau blănii, ochilor, membranelor mucoase, respirație anormală și simptome adverse, cum ar fi prostație, convulsii sau deces. Animalele sunt observate imediat, la 24, 48 și 72 de ore după injectare. Un test este considerat un eșec și dispozitivul este clasificat ca toxic dacă două sau mai multe animale mor sau prezintă simptome clinice adverse sau prezintă o pierdere a greutății corporale de 10% sau mai mult. Dacă un animal prezintă simptome clinice anormale și un animal testat prezintă semne brute de toxicitate sau moare, atunci testul poate fi repetat cu 10 animale testate și 10 animale martor. În funcție de gradul de toxicitate indusă de articolul testat, parametrii suplimentari de Hematologie și histopatologie pot fi adăugați la proiectarea studiului.
Exemple de toxicitate sistemică acută: unul dintre ingredientele lentilelor de contact este monomerul metacrilat. Cantitatea de acid metacrilic din lentilele de contact este estimată la aproximativ 6 ppm. Pentru a evalua toxicitatea sistemică acută, acidul metacrilic a fost dizolvat în ulei de susan și șoarecii au fost injectați IP la doze de 0,6, 6,0, 60 sau 600 ppm. Rezultatele nu au arătat simptome clinice anormale la 2, 8, 24, 48 sau 72 de ore în oricare dintre grupurile tratate .
toxicitate subacută: durata acestui test poate fi de 14 injecții consecutive zilnice de extracte de articole de testare pe cale IP sau IV la rozătoare. Alternativ, articolul de testare poate fi implantat la animale Timp de până la 28 de zile, iar țesuturile animale analizate pentru orice parametri de toxicitate sistemică.
Exemple de toxicitate subacută: Polimerii bioabsorbabili sunt folosiți din ce în ce mai mult pentru administrarea susținută a medicamentului, astfel încât medicamentul își exercită efectele asupra țesuturilor localizate, economisind astfel toxicitatea sistemică. Într-un studiu de toxicitate subacută, șobolanilor li s-a implantat acid ricinoleic anhidridă poliesterică bioabsorbabilă (RA) prin metode subcutanate (SC), intramusculare (IM) și intracraniene (IC). Nu au existat dovezi de toxicitate sistemică sau leziuni induse de polimeri la niciunul dintre animalele tratate. La unele dintre locurile de implantare din grupurile SC sau IM, au existat dovezi ale reacției tipice a corpului străin la biomaterial, care a fost urmată de repararea țesuturilor. La unele animale tratate cu IC, a existat o inflamație ușoară, dar tranzitorie a celulelor gliale în zilele 14 și 21. În general, studiul a arătat că polimerul bioabsorbabil este biocompatibil și netoxic .
Toxicitate cronică: acest test este necesar pentru toate implanturile pe termen lung (dispozitive de contact cu țesuturi, oase sau sânge) cunoscute ca conținând substanțe chimice potențial toxice. Proiectul studiului privind toxicitatea cronică la rozătoare trebuie să conțină următoarele caracteristici:
•
durata studiului poate varia între 6 și 12 luni
•
numărul de animale din fiecare grup: 10-15 per sex/grup
•
un grup de control negativ/de referință adecvat
•
calea de administrare a articolului de testare care corespunde utilizării clinice a dispozitivului
•
se poate injecta extract de articol de testare sau se poate implanta o porțiune reprezentativă a dispozitivului în animal, respectând atât toxicitatea sistemică (ISO 10993-11), cât și implantarea (ISO 10993-6).
•
dacă dispozitivul este acoperit cu un medicament/medicament sau conține orice substanță chimică toxică, doza selectată trebuie să ofere o marjă suficientă de siguranță umană.
parametrii testului care trebuie evaluați includ greutăți corporale zilnice/săptămânale, semne clinice, hematologie, chimie serică, histologie de organe etc. În cazul articolului de testare implantat, se colectează probe în timpul necropsiei pentru evaluarea efectelor tisulare locale la locurile de implantare prin histopatologie. Acest lucru va ajuta la reducerea timpului și a costurilor pentru efectuarea unui test de implantare separat.
Exemple de toxicitate sistemică cronică: pierderea osoasă apare din cauza fracturilor osoase, a dezvoltării tumorilor osoase sau a osteoporozei. Una dintre opțiunile de tratament este injectarea materialului bioactiv care induce oasele (BBIM), cum ar fi schelele de colagen. Pentru a evalua toxicitatea potențială, într-un studiu de toxicitate sistemică cronică cu durata de 6 luni, grupuri de șobolani au fost implantate subcutanat pe ambele părți ale coloanei vertebrale cu blocuri BBIM (fiecare 0,5 0,5 0,5 0,5 cm). Grupul de control a fost operat fals. La terminare, au fost explantate diferite organe, cum ar fi ficatul, splina, rinichii, glanda suprarenală, inima, timusul, testiculul și creierul. Greutatea organului umed și datele histopatologice nu au evidențiat diferențe semnificative în comparație cu grupul de control. Sângele colectat de la aceste animale a fost analizat pentru parametrii hematologici de rutină, cum ar fi numărul de globule albe, roșii și trombocite, volumul corpuscular mediu, hematocritul și timpul de protrombină. În mod similar, parametrii chimici clinici includ alanin aminotransferaza, glucoza, ureea, bilirubina, trigliceridele etc. Rezultatele nu au arătat diferențe semnificative între grupurile tratate și cele de control, indicând faptul că materialul bioactiv osos este netoxic, biocompatibil și sigur pentru uz uman .
testul pirogenului de iepure mediat de material: un pirogen este o substanță care, atunci când este introdusă în fluxul sanguin al unui pacient, produce febră. Pirogenii derivați din pereții celulari ai bacteriilor gram-negative se numesc endotoxine, care sunt de obicei detectate în timpul testelor microbiologice de rutină ale dispozitivelor medicale folosind testul Lal (limulus amoebocyte lysate). Testul pirogenului de iepure poate detecta atât pirogenii legați de endotoxină, cât și de nonendotoxină, în timp ce testul LAL este specific numai endotoxinelor. Unele substanțe produse de bacterii gram-pozitive sunt dificil de detectat în testul LAL și nu sunt reactive în testul pirogenului de iepure, dar provoacă febră, inflamație și peritonită aseptică la pacienți. Acești pirogeni nonendotoxinici sunt cunoscuți sub numele de peptidoglicani și pot fi detectați prin testul plasmatic al larvelor de viermi de mătase; se știe că răspunsurile lor adverse la pacienți sunt mediate de IL-6 și TNF-XV .
Exemple de pirogeni mediați de materiale: Febra este un răspuns fiziologic adaptativ normal al creierului la stimulii pirogenici. Un pirogen nonendotoxin mediat de material comun include 2 -, 4-dinitrofenol injectat la o doză de 20 mg/kg răspuns pirogen indus la iepurii masculi . În mod similar, interferonul (10-2 până la 10-6 hectogg) sau inductorul său acid poliriboinozinic–acid poliribocitidilic (poli I: C) la 0,012–12 octogg a produs un răspuns pirogen dependent de doză la iepuri .