ГОСТ ISO/TR 10993-22-2020 Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 22. Руководство по наноматериалам

     6.3 Требования к подготовке образцов нанообъектов

Для нанообъектов некоторые из требований к пробоподготовке, установленные в ISO 10993-12, могут быть не применимы, т.к. необходимо учитывать дополнительные процессы (например, агрегацию/агломерацию частиц). С использованием экстрактов оценивают только влияние примесей/контаминаций. Следует учитывать, что наноматериалы диспергируются в жидкости при проведении большинства исследований, необходимых для биологической оценки и оценки риска наноматериалов. Нанообъекты могут быть легко диспергированы в жидкостях, позволяя проведение большинства биологических анализов, таким образом, обеспечивая прямую оценку риска нанообъекта. Как правило, для экстракции используют полярные и неполярные среды согласно ISO 10993-12. Дисперсия нанообъектов должна быть выбрана с использованием среды, соответствующей условиям его клинического применения и диспергируемости. Дисперсия должна быть оптимизирована для доставки нанообъектов в конкретную тест-систему, и для большинства нанодисперсий используют полярный растворитель.

Следует учитывать, что небольшой размер и возможно измененные физико-химические характеристики нанообъектов представляют значительные трудности при подготовке образцов по сравнению с подготовкой образцов макроматериалов или химических веществ. При подготовке образцов следует учитывать дополнительные факторы, включая поверхностные свойства нанообъектов, повышающие их реактивность; возможность формирования агрегатов и агломератов; трансформацию нанообъектов в дисперсии путем гидратации, частичное растворение, потенциально сильное воздействие низкоуровневых загрязнений на физико-химические и токсикологические свойства нанообъектов. Следует учитывать возможность адсорбции нанообъектов к поверхностям емкостей. На скорость доставки клеток в культуру может влиять диффузия и гравитационное осаждение нанообъектов (см. 9.2). Следует контролировать численные концентрации нанообъектов в испытуемых образцах.

Протоколы пробоподготовки должны быть разработаны в сочетании с методами измерений (см. таблицу 2). Агрегация и агломерация ограничивают способность определения небольших изменений в распределении по размерам частиц с помощью высокопроизводительной автоматизированной системы измерения. Измерение больших популяций частиц или волокон позволяет определить степень агломерации и агрегации. Осознание этих факторов необходимо для разработки надежных протоколов пробоподготовки нанообъектов, изделий, которые содержат нанообъекты или изделий, генерирующих или высвобождающих нанообъекты. Решение этих вопросов может потребовать значительных усилий, направленных на развитие стратегий приготовления и обработки образцов по сравнению с изделиями, использующие традиционные материалы.

При подготовке образцов наноматериалов следует учитывать отличие растворимости от диспергируемости его исследуемых нанообъектов или компонентов. Некоторые наночастицы могут быть растворяемы частично или медленно. Различие между растворимостью и диспергируемостью важно, так как дисперсия материала может вызвать ответ, отличающийся от молекулярной или элементарной токсичности, предсказанной на основе химического состава [67].

Нанообъект, являющийся растворимым или частично/медленно растворимым в биологической среде, как правило, следует вводить в тест-систему в молекулярной форме. Слаборастворимые или нерастворимые наноматериалы, как правило, следует вводить в тест-систему в виде дисперсии нанообъектов. На практике может потребоваться тщательный анализ для определения, был ли конкретный нанообъект полностью диспергирован, частично растворен (например, в случае некоторых металлов) или полностью растворен в конкретных лабораторных условиях. Растворенные нанообъекты могут вызвать ответ, сходный с ответом растворенных макро- и микроматериалов. Если возможно, то скорость растворения также должна быть рассмотрена в дополнение к самой растворимости.

Нанообъекты чувствительны к методам, применяемым при пробоподготовке, из-за своих уникальных свойств поверхности. Дисперсность нанообъектов зависит от их взаимодействия между собой и взаимодействия нанообъектов с окружающей их средой. Следует учитывать, что диспергированные нанообъекты необязательно существуют только в виде первичных частиц. Формирование вторичных частиц в виде агрегатов (объектов, включающих сильносвязанные или спеченные объекты) и агломератов (скоплений слабосвязанных частиц или агрегатов или смесей обоих) может происходить в растворах, порошках и аэрозолях, при условии, что они не стабилизированы поверхностным зарядом или стерическим взаимодействием. В результате, состояние дисперсии и распределение нанообъектов по размерам в образце могут измениться со временем. Данное свойство следует учитывать при приготовлении экстрактов и/или исходных (стоковых) и разбавленных (дозовых) дисперсий, в которых незначительные изменения pH, ионной силы или наличие молекулярных взаимодействий может значительно изменить дисперсию нанообъектов. По этой причине определение стабильности исследуемого объекта является критическим фактором для получения репрезентативных и воспроизводимых результатов при проведении биологической оценки.

Подготовка образцов нанообъектов может включать в себя описание свойств готового МИ или комплектующих материалов, приготовление основных и дозовых растворов для испытаний на животных и in vitro. Требования к пробоподготовке могут варьироваться в зависимости от способов дозирования и метода доставки нанообъекта. Общепринятые этапы пробоподготовки и способов введения исследуемого образца включают в себя следующее:

- идентификацию, хранение и стабильность исследуемых материалов, включая вариативность между партиями;

- химический состав тестовой среды;

- выбор подходящей единицы (размерности) дозы;

- описание свойств образцов, приготовленных из основных дисперсий до введения дозы.

Дополнительная информация приведена в других подразделах настоящего стандарта. Процедура подготовки образца должна быть подробно описана в протоколе с обоснованием выбора соответствующего метода.