allgosts.ru11. ЗДРАВООХРАНЕНИЕ11.020. Медицинские науки и условия по обеспечению охраны здоровья в целом

ГОСТ Р ИСО 10993-15-2001 Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 15. Идентификация и количественное определение продуктов деструкции металлов и сплавов

Обозначение:
ГОСТ Р ИСО 10993-15-2001
Наименование:
Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 15. Идентификация и количественное определение продуктов деструкции металлов и сплавов
Статус:
Заменен
Дата введения:
01.01.2003
Дата отмены:
Заменен на:
ГОСТ Р ИСО 10993-15-2009
Код ОКС:
11.020

Текст ГОСТ Р ИСО 10993-15-2001 Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 15. Идентификация и количественное определение продуктов деструкции металлов и сплавов

>

ГОСТ Р ИСО 10993-15-2001

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Изделия медицинские

ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Часть 15

Идентификация и количественное определение продуктов деструкции металлов и сплавов

Издание официальное

БЗ 2-2001/491


ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва

Предисловие

  • 1 РАЗРАБОТАН Государственным учреждением науки «Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники» (ГУН «ВНИИИМТ»)

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 422 «Опенка биологического действия медицинских ихтслий»

  • 2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 21 ноября 2001 г. № 475-ет

  • 3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст международного стандарта ИСО 10993-15—99 «Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 15. Идентификация и количественное определение продуктов деструкции металлов и сплавов»

  • 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© ИНК Издательство стандартов. 2002

Настоящий стандарт нс может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России

Содержание

  • 1 Область применения

  • 2 Нормативные ссылки

  • 3 Определения

  • 4 Выбор методов исследования процесса разложения

  • 5 Методы исследований

Приложение А Функциональная схема измерительной пени

Приложение Б Схематический рисунок электролитической ячейки

Приложение В Состав искусственной слюны и искусственной плазмы

Приложение Г Справочная литература

Введение

Соблюдение положений стандартов серии ГОСТ Р ИСО 10993 «Опенка биологического действия медицинских изделий» позволит обеспечить системный подход к исследованию биологического действия медицинских изделий.

Целью этих стандартов нс является безусловное закрепление конкретных методов исследований и испытаний за группами однородных медицинских изделий в соответствии с принятой классификацией по виду и длительности контакта с организмом человека. Поэтому планирование и проведение исследований и испытаний должны осуществлять специалисты, имеющие специальную подготовку и опыт в области санитарно-химической, токсиколого-гигиенической и биологической оценки медицинских изделий.

Стандарты этой серии являются руководящими документами язя прогнозирования биологического действия медицинских изделий на стадии выбора материалов, предназначенных язя их изготовления, а также для исследований готовых образцов.

В серию ГОСТ Р ИСО 10993, имеющую групповой заголовок «Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий», входят следующие части:

  • - часть 1 — Опенка и исследования:

  • - часть 3 — Исследование генотоксичности, канцерогенности и токсического действия на репродуктивную функцию;

  • - часть 4 — Исследование изделий, взаимодействующих с кровью;

  • - часть 5 — Исследование на цитотоксичность: методы in vitro;

  • - часть 6 — Исследование местного действия после имплантации:

  • - часть 7 — Остаточное содержание этилена оксида после стерилизации:

  • - часть 9 — Основные принципы идентификации и количественного определения потенциальных продуктов деструкции;

  • - часть 10 — Исследование раздражающего и сенсибилизирующего действия;

  • - часть 11 — Исследование обшстоксичсского действия:

  • - часть 12 — Приготовление проб и стандартные образны;

  • - часть 13 — Идентификация и количественное определение продуктов деструкции полимерных медицинских изделий;

  • - часть 16 — Моделирование и исследование токсикокинетики продуктов деструкции и вымывания.

Объектом стандартизации настоящего стандарта являются методы идентификации и количественного определения продуктов деструкции металлов и сплавов, которая возникает в результате электрохимического разложения при взаимодействии медицинского изделия при контакте с биологическими средами организма.

В таких биологических средах разные продукты разложения могут взаимодействовать с биологической системой различными путями. Поэтому идентификация и количественная опенка этих продуктов разложения являются важным шагом для оценки биологического действия медицинских изделий.

Данные, получаемые в результате идентификации и количественного определения химического состава продуктов деструкции, служат основой для опенки риска и. при необходимости, биологической безопасности медицинских ихчелий из металлов и сплавов в соответствии с ГОСТ Р ИСО 10993.1-99.

Допускается применение других методов, обеспечивающих идентификацию и количественное определение продуктов деструкции металлов и сплавов в соответствии с требованиями международных стандартов.

ГОСТ Р ИСО 10993-15-2001

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Изделия медицинские

ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ Часть 15

Идентификация и количественное определение продуктов деструкции металлов и сплавов

Medical devices. Biological evaluation of medical devices.

Pan 15. Identification and quantification of degradation products from metals and alloys

Дата введения 2003—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на исследование деструкции металлов и сплавов, которая возникает в результате электрохимического рапожения при взаимодействии медицинского изделия с биологической средой организма, и устанавливает моголы идентификации и количественного определения продуктов деструкции.

Стандарт нс распространяется на методы исследования деструкции металлов и сплавов, которая вызвана механическим напряжением, на методы идентификации следовых элементов (<10 ррт). содержащихся в специфических металлах или сплавах, а также на оценку биологического действия продуктов деструкции, которую проводят в соответствии с ГОСГ Р ИСО 10993.1.

Требования настоящего стандарта являются рекомендуемыми.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки па следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 10993.1—99 Изделия медицинские. Опенка биологического действия медицинских изделий. Часть I. Оценка и исследования

ГОСТ Р ИСО 10993.9—99 Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 9. Основные принципы идентификации и количественного определения потенциальных продуктов деструкции

ГОСТ Р ИСО 10993.12—99 Изделия медицинские. Опенка биологического действия медицинских изделий. Часть 12. Приготовление проб и стандартные образны

ИСО 3585—95* Стекло боросиликатное. 3.3. Свойства

ИСО 3696—87* Вода для проведения анализа в лабораториях. Технические условия и методы испытаний

ИСО 8044—99* Коррозия металлов и сплавов, Термины и определения

3 Определения

В настоящем стандарте применяют термины по ГОС Г Р ИСО 10993.1. ГОС Т Р ИСО 10993.9. ГОСТ Р ИСО 10993.12. ИСО 8044. а также следующие термины с соответствующими определениями:

  • 3.1 сплав: Материал, состоящий из металлического элемента с одной или более добавками других металлических и (или) неметаллических элементов.

  • 3.2 продукты деструкции: Продукты, которые получаются при электрохимическом распаде или разложении материала.

  • 3.3 пограничный потенциал пассивной области Еа (рисунок 1): Потенциал начала тока коррозии.

  • 3.4 электролит: Раствор, содержащий ионы, способные проводить электрический ток.

* Международные стандарты — во ВНИИКИ Госстандарта России.

Издание официальное

  • 3.5 потенциал пробоя Ер: Критический потенциал. выше которого происходит транспассивная коррозия.

  • 3.6 равновесный потенциал: Электродный потенциал, при котором соответствующие электродные реакции термодинамически равновесны.

  • 3.7 потенциал разомкнутой цепи: Потенциал электрода, измеренный по отношению к электроду сравнения или другому электроду, когда отсутствует ток.

4 Выбор методов исследования процесса рахюжения

4.1 Общие положения

Для идентификации и количественной опенки продуктов деструкции металлов и сплавов в медицинских изделиях применяют три электрохимических метода: метод потенциала разомкнутой цепи, потснциодинамичсский и потенпиостатичсский методы.

Метод потенциала разомкнутой цепи используют для разложения материала в условиях нулевого наклона кривой потснциал/плотность тока. Потенциодинамический метол — для изучения общего электрохимического поведения исследуемого материала и для нахождения определенных специфических точек (Ер и Еа) на кривой потснциал/плотность тока. Потенциостатичсский метод применяют для активного разложения исследуемого материала при определенном потенциале для получения продуктов разложения для дальнейшего анализа.

4.2 Необходимые условия

Скорости реакций электрохимического разложения зависят от колебаний климатических условий во время проведения исследований, от аппаратуры, состояния образцов и методов их подготовки. Поэтому исследования следует проводить в специально оборудованных лабораториях квалифицированным персоналом. Техническое обслуживание и калибровку аппаратуры необходимо проводить в соответствии с эксплуатационной документацией, утвержденной в установленном порядке.

5 Методы исследований

5.1 Исследуемые материалы

Состав материала(ов) должен быть внесен в протокол.

5.2 Оборудование для реализации метода электрохимического разложения

Ячейки из боросиликатного стекла по ИСО 3585. оснащенные водяным термостатом, способным поддерживать температуру от плюс I до минус 1 ‘С.

Записывающий потенциостат диапазоном измерения потенциала в пределах ±2 В и током диапазоном от 10 у до 10 1 А.

Прибор для измерения потенциала с высоким входным сопротивлением (>10и£2). способный с допустимых! отклонением регистрировать изменение потенциала в 1 мВ в диапазоне ±2 В.

Амперметр диапазоном измерения тока от 10-9 до 10’’ А и относительной погрешностью в пределах ±1 %.

Рабочий электрод (исследуемый образен).

Измерительный электрод, такой как платина (сетка, пластинка или проволока), или графитовый электрод площадью, нс менее чем в 10 раз превышающей площадь рабочего электрода.

Электрод сравнения.

pH-метр чувствительностью ±0.1.

Функциональная схема измерительной цепи представлена в приложении А.

Схематический рисунок электролитической ячейки представлен в приложении Б.

5.3 Электролиты

Используют следующие электролиты:

  • - 0.9 %-ный раствор хлорида натрия;

  • - искусственная слюна;

  • - искусственная плазма.

11 р и м с ч а н и е — Состав искусственной слюны и плазмы приведен в приложении В.

При необходимости можно использовать другие электролиты, если они соответствуют предполагаемому использованию медицинского изделия.

Если используют солевой раствор не 0,9 %-ный. то в отчете указывают pH применяемого раствора.

В отчете об исследованиях выбор электролита должен быть обоснован.

5.4 Отбор и подготовка исследуемых образцов

  • 5.4.1 Общие положения

Чувствительность метода электрохимического разложения зависит от состава матсриата, обработки магериата и окончательной обработки поверхности. Отбор образна, его форма и подготовка поверхности имеют существенное значение. Образны прсдстаатяют в том виде, в котором они используются в медицинском изделии.

  • 5.4.1.1 Отбор образцов

В соответствии с ИСО 10993-12 для проведения исследований метолом электрохимического разложения готовят нс менее двух образцов. Если обнаружены значительные отклонения в результатах исследований, выясняют причины отклонений и исследованию подвергают увеличенное количество образцов.

Если металлический образец облазает анизотропными свойствами, обусловленными условиями производства, в исследования, связанные с изучением только свойств поверхности, должны быть включены образны, разрезанные в продольном и поперечном направлениях.

  • 5.4.1.2 Форма образцов

Применяемые в исслслованиях методом электрохимического разложения образцы (прямоугольные или круглые стержни, пластины или одна свободная поверхность) изготовляют способом, апазогичиым изготовлению медицинского изделия. Образны, представляющие собой часть реального медицинского устройства, могут быть любой формы и любого состояния, однако исследования должны проводиться в тщательно контролируемых условиях, которые фиксируют в протоколе.

Площадь поверхности образна, подвергающегося воздействию электролита, должна быть определена с точностью до 1 % обшей геометрической плошали для того, чтобы обеспечить достоверное и воспроизводимое определение скорости разложения.

  • 5.4.1.3 Состояние поверхности

Так как состояние поверхности материала может влиять на его электрохимическое разложение, состояние поверхности исследуемых образцов должно быть идентично состоянию поверхности в медицинских изделиях и должно быть описано в отчете об исследованиях. Для сравнения результатов исследований различных материалов состояние поверхности проб должно быть одинаковым.

  • 5.4.1.4 Подготовка образцов

Образец устанавливают в водонепроницаемом держателе электрода таким образом, чтобы только исследуемая поверхность контактировала с электролитом (получают рабочий электрод). Принимают меры предосторожности для того, чтобы между держателем электрода и образцом не было щели, так как в этом случае возможна щелевая коррозия. Перед исследованием рабочий электрод очищают в этиловом спирте с помощью ультразвука в течение 10—15 мин. тщательно промывают водой класса 2 по ИСО 3696 и немедленно помешают в ячейку для исследований.

5.4.2 Проведение измерений

Ячейку заполняют исследуемым раствором и. если электрохимическое разложение зависит от температуры в диапазоне 10—50 °C, ячейку с раствором выдерживают при постоянной температуре (37±1)°С.

Уровень кислорода в электролите снижают путем барботирования азотом или аргоном, очищенным от кислорода, со скоростью »100 см5-мин-1 в течение не менее 30 мин до начата процесса. Раствор перемешивают путем барботирования газом или механически, чтобы избежать локального изменения концентраций. При перемешивании путем пропускания газа принимают меры предосторожности, для того чтобы пузырьки газа нс адгезировались на исследуемой поверхности.

5.4.2.1 Метод потенциала разомкнутой цепи

Каждый образец помешают в отдельный стеклянный контейнер. Размер стеклянного контейнера выбирают таким образом, чтобы электролит полностью покрывал образец. Объем электролита выбирают из расчета не менее 1 мл на 1 см2 поверхности образна. Обращают особое внимание па то. чтобы образец нигде нс соприкасался со стеклянной поверхностью, за исключением минимальной линии или точки, необходимой для поддержки. При небольшом образце требуемое соотношение площадь поверхности/объсм может нс достигаться. Поэтому, если исследуемый образен должен быть составлен из двух или более частей, эти части не должны касаться друг друга. pH раствора измеряют в начато исследования.

Ячейкадля исследований должна быть плотно закрыта. чтобы предотвратить испарение. Ячейку с исследуемым образцом выдерживают при температуре (37±|) °C в течение (7.0±0.1) суг. Затем образцы вынимают и измеряют pH оставшегося раствора.

5.4.2.2 Потсппиодинамичсский метол

Потенциал разомкнутой цепи измеряют в течение не менее 2 ч после погружения рабочего электрода. Данный потенциал будет являться начальным потенциалом при потснпиодинамичсских измерениях. Скорость записи потенциала должна составлять 1,0 мВ/с. В тех исследованиях, где скорость записи оказывает незначительное атияние. время измерения можно сократить, увеличивая скорость записи до 10 мВ/с. Кривую потснииал/плотность тока 'записывают до максимального потенциала 2000 мВ или максимальной плотности тока, равной 1,0 мА-см-2, для того, чтобы убедиться, что достигнута область транспассивирования (рисунок I). Чтобы убедиться в стабильности начального потенциала. проводят запись в обратном направлении, по крайней мере, до потенциала разомкнутой цепи. Измерения следует повторить вновь до 2000 мВ или 1.0 мА см-2. Если кривая нс воспроизводится, повторяют никл от 5 до 10 раз. После 5—10 циклов кривая потснии-ал/плотность тока должна воспроизводиться. Также ведут запись логарифмической кривой плотность тока/потенпиаз (рисунок 2). Фиксируют потенпиаз разложения, определенный на основе результатов последнего цикла (рисунок 1).

Примечание-^ определяют на продолжении линейной части кривой окисления при значении плотности тока, равном нулю.

Рисунок I — Кривая зависимости плотности тока от потенциала, показывающая начато тока коррозии при Еа и потеппиат пробоя Е

  • 5.4.2.3 Потснпиостатичсский метод

Этот метод позволяет провести качественное и количественное определение продуктов разложения. находящихся в растворе. При этом методе новый исследуемый образец выдерживают при постоянном потенциале все время измерений и регистрируют потерю массы и кривую плотность тока/врсмя.

Потенциал, который используют для определения продуктов разложения, является потенциалом пробоя (£р = +50 мВ). В зависимости от изучаемого материала продолжительность поляризации составляет I или 5 ч.

Продолжительность поляризации вносят в отчет.

Рисунок 2 — Кривая зависимости логарифма плотности тока от потенциала, иллюстрирующая потенциал пробоя в точке перегиба криной

  • 5.4.2.4 Апатит растворов, полученных при исследованиях

После каждого эксперимента осуществляют качественный и количественный анализы растворов. используя подходящие по чувствительности .методы (например нс менее 1 ррт при агомно-аб-сорбиионном методе или масс-спектроскопии). Регистрируют только тс составляющие исследуемого раствора, содержание которых выше уровня определения. Регистрируют все вещества, осажденные на измерительном электроде. Кроме того, составляющие, опасные для здоровья человека, регистрируют в отчете в установленном порядке.

  • 5.4.3 Отчет об исследованиях

Отчет об исследованиях должен содержать:

  • - полную идентификацию исследуемого образца, включая химический состав:

  • - отношение плошали поверхности рабочего электрода к объему электролита:

  • - состав, объем и pH ±0.1 электролита:

  • - температуру электролита:

  • - кривую (ые) плотность тока/потенпиал. желательно кривую логарифм плотности тока/потен-ниал для сравнения:

  • - потенциал разомкнутой цепи:

  • - потенциал пробоя и плотность тока при потенциале пробоя:

  • - потенцию разложения и плотность тока при потенциале разложения:

  • - скорость развертки потенциала;

  • - кривую (ыс) плотность тока/время и общее время измерений:

  • - краткий анализ кривой (гистерезис, пики и г. я.):

• описание каких-либо значительных изменений поверхности образца и (или) электролита:

  • - результаты анализа элементов разложения в растворе, включающие скорость разложения. мкг/с.М'/ч:

  • - метод химического анализа исследуемого раствора:

  • - тип и описание природы электрода сравнения.

Все потенциалы должны быть отнесены к нормальному водородному потен пиалу (Н ВП).

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)

Функциональная схема измерительной цени

/ — потенциостат; 2 — амперметр; 5 — противоэлектрод; 4 — пектрод сравнения; 5 — рабочий электрод; 6— прибор для и змерения потенциала

Рисунок А.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

/ — ячейка с постоянной температурой: 2 — электролит: 3 — выпускное отверстие для воды: 4 — впускное отверстие пя газа (входное): 5— термометр: 6— противоэлектрод: 7— рабочий электрод: 8— выпускное отверстие для га за; 9 — электролитический мостик; /0— электрод сравнения (насыщенный каломельный электрод): //—насыщенный раствор; /2—капилляр: 13— впускное отверстие для волы с постоянной температурой: 14 — стержень магнитной мешалки: /5 — магнитная мешалка

ПРИЛОЖЕНИЕ В (справочное)

Состав искусственной слюны и искусственной плазмы

Состав электролита

Концентрация реагс1гта. г/л

Искусственная слюна:

Na2HPO4

0.260

NaCI

0.700

KSCN

0,330

КН2РО4

0.200

NaHCOx

1.500

KCI

1.200

Искусственная плазма:

NaCI

6.800

СаС12

0.200

KCI

0.400

MgSO4

0.100

NaHCO5

2,200

Na2HPO4

0,126

NaH2PO4

0,026

П p и м e ч а н и e — Все химические реагенты должны быть аналитической степени чистоты.

растворение должно проводиться в воде класса 2 по ИСО 3696.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное)

Справочная литература

  • 1 ГОСТ Р ИСО 10993.13—99 Ихдслия медицинские. Оценка биологического действия медицинских ихделий. Часть 13. Иленгификання и количественное определение продуктов деструкции полимерных медицинских изделий

  • 2 ГОСТ Р ИСО 10993.14—2000 Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 14. Идентификация и количественное определение продуктов деструкции керамики

  • 3 ГОСТ Р ИСО 10993.16—99 Изделия медицинские. Опенка биологического действия медицинских изделий. Часть 16. Моделирование и исследование токсикокинетикн продуктов деструкции и вымывания

УДК 615.46:002:006.354 ОКС 11.020 Р20 ОКСТУ 9403

Ключевые слова: металлы и сплавы, деструкция, продукты деструкции, электрохимическое разложение. электролит. потенциал пробоя, коррозия

Редактор//.//. Нахимова

Технический редактор О.Н. Rtacoea

Корректор ЕЛ. Лу.1ьнева Компьютерная верстка С.В. Рябовой

Ии. лии. № 02354 от 14.07.2000. Сдано в набор 13.12.2001. Подписано в печать 04.01.2002. Усл.псч.л. 1.40. Уч.-идд.л. 0.95. Тираж JKJ. С 3351. Зак. 12.

ИНК Издательство стандартов. 107076, Москва. Колодезный пер.. 14.

Imp://\vww.standards.ru e-mail: info@standards.ni

Набрано в Ииагсльсгвс на ПЭВМ

Филиал ИНК Издательство стандартов — тип. "Московский печатник". 103062. Москва. Лялин пер.. 6.

Hip № 080102