新研究的醫(yī)療器械在上市前應(yīng)確保在儲存期( 通常1到5年)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量不應(yīng)發(fā)生任何影響安全性和有效性的變化，新產(chǎn)品一般沒有實時和儲存周圍環(huán)境條件下確定有效期的技術(shù)資料。如果按實際儲存時間和實際環(huán)境儲存條件進(jìn)行檢測需要很長的時間才能獲得結(jié)果，為了在實時有效期結(jié)果獲得以前，有必要進(jìn)行加速老化實驗提供確定有效期的實驗數(shù)據(jù)。
引言：新研究的醫(yī)療器械在上市前應(yīng)確保在儲存期( 通常1到5年)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量不應(yīng)發(fā)生任何影響安全性和有效性的變化，新產(chǎn)品一般沒有實時和儲存周圍環(huán)境條件下確定有效期的技術(shù)資料。如果按實際儲存時間和實際環(huán)境儲存條件進(jìn)行檢測需要很長的時間才能獲得結(jié)果，為了在實時有效期結(jié)果獲得以前，有必要進(jìn)行加速老化實驗提供確定有效期的實驗數(shù)據(jù)。
醫(yī)療器械設(shè)計人員能夠準(zhǔn)確地預(yù)計聚合物性能的變化對于醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)化是非常重要的。建立聚合物材料退行性變的動態(tài)模型是非常困難和復(fù)雜的，事實上材料短期產(chǎn)生的變化或變性的單速率表達(dá)形式可能不能充分反映研究的產(chǎn)品或材料在較長有效期的真實情況。為了設(shè)計試驗方案能準(zhǔn)確模擬醫(yī)療器械時間相關(guān)的退行性變，有必要對材料的組成、結(jié)構(gòu)、成品的用途、組裝和滅菌過程的影響、失效模型機制和儲存條件有深入的了解。
一個給定的聚合物具有以各種方式 ( 晶體、玻璃、不定形等 ) 組成的許多化學(xué)功能基團(tuán)，并含有添加劑如抗氧化劑、無機充填劑、色素和加工助劑。所有這些變量的總和結(jié)合產(chǎn)品使用和儲存條件變量決定了材料的化學(xué)性能的退行性變。值得慶幸的是，生產(chǎn)醫(yī)療器械的大部分都是采用常用的幾種高分子材料，這些材料已經(jīng)廣泛使用并且都進(jìn)行了良好的表征。根據(jù)以碰撞理論為基礎(chǔ)的阿列紐斯(Arrhenius) 模型建立的加速老化簡化實驗方案 (Simplified Protocol for AcceleratedAging)，也稱“10 度原則”(10-degree rule)，可在中度溫度范圍內(nèi)適用于良好表征的聚合物，試驗結(jié)果可以在要求的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)。
醫(yī)療器械或材料的老化是指隨著時間的延長它們性能的變化，特別是與安全性和有效性有關(guān)的性能。加速老化是指將產(chǎn)品放置在比正常儲存或使用環(huán)境更嚴(yán)格或惡劣的條件下，在較短的時間內(nèi)測定器械或材料在正常使用條件下的發(fā)生變化的方法。
采用加速老化實驗合格測試的主要原因是可以將醫(yī)療器械產(chǎn)品盡早上市。主要目標(biāo)是可以給病人和企業(yè)帶來利益，病人可以盡早使用這些最新的醫(yī)療器械，挽救病人的生命 ;企業(yè)可以增加銷售獲得效益，而又不會帶來任何風(fēng)險。盡管加速老化試驗技術(shù)在學(xué)術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)比較成熟，但是這些技術(shù)在醫(yī)療器械產(chǎn)品的應(yīng)用還是有限的。美國 FDA 發(fā)布了一些關(guān)于接觸眼鏡、藥物和生物制品等關(guān)于加速老化實驗的指導(dǎo)性文件，還沒有加速老化試驗的標(biāo)準(zhǔn)。在我國尚無關(guān)于醫(yī)療器械有效期確定的加速老化的實驗指導(dǎo)原則。國外許多醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)這些指導(dǎo)原則和文獻(xiàn)建立自己的加速老化實驗方法。
許多用于高分子材料醫(yī)療器械的加速老化實驗技術(shù)是根據(jù)阿列紐斯反應(yīng)速率函數(shù)的零級、一級和假一級化學(xué)反應(yīng)估算的。這一函數(shù)是依據(jù)大量化學(xué)反應(yīng)的研究結(jié)果，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生變化的反應(yīng)速率的增加或降低按照以下公式 ：
r = dq/dt = Ae-Φ/kt
式中 ：r 反應(yīng)進(jìn)行的速率 ;A 材料的常數(shù) ( 頻率因子 ) ;Φ 表觀活化能 (eV) ;k 波次曼常數(shù) (0.8617X10-4eV/K);T 絕對溫度。公式經(jīng)簡化可以用 10 度原則表示如下：
r = dq/dt = C2[T2-T1]/10
應(yīng)該指出的是 10 度原則提供了室溫活化能小于0.7eV 時一個保守的加速因子，由于指數(shù)效應(yīng)，在量級上應(yīng)該有一定的保守性。在某些情況下，通過采用其他 5? 到 20? 溫度差改良的 10 度原則可以使老化模型和室溫試驗數(shù)據(jù)之間很好的吻合。
10度原則在醫(yī)療器械有效期的確定時雖然具有一定的保守性，然而，加速老化試驗確定的有效期必須通過產(chǎn)品正常儲存和使用條件下實時試驗結(jié)果進(jìn)一步驗證。產(chǎn)品上市前在進(jìn)行加速老化試驗的同時應(yīng)進(jìn)行連續(xù)“室溫”條件下的老化試驗，并且室溫老化試驗時間要比產(chǎn)品實際使用時間要長，這一點是非常重要的，特別是對于重要的醫(yī)療器械或器械部件的合格試驗。
醫(yī)療器械產(chǎn)品的功能特性依賴于原材料的特性，由于這些材料大部分是高分子材料，他們的性能和隨時間變化引起的固有結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的降解速率有關(guān)。這種降解主要是化學(xué)性的，有氧化鏈斷裂、氧化水解、結(jié)晶度變化和受環(huán)境影響的其他因子的綜合效應(yīng)。在加速老化時都應(yīng)該包括任何隨時間變化影響產(chǎn)品功能特性的因素。進(jìn)行實驗時的應(yīng)急水平比通常要高，無論是溫度、濕度、輻射、溫度周期變化、化學(xué)環(huán)境還是其他因素。應(yīng)用這種物理學(xué)上適度的統(tǒng)計模型如 10度原則加速老化條件下的結(jié)果和正常工作或儲存條件的結(jié)果有很好的相關(guān)性。
標(biāo)簽：醫(yī)療器械注冊、醫(yī)療器械研發(fā)、醫(yī)療器械老化試驗