의료기기의 생물학적 안전에 관한 공통기준규격

제정 2006. 8.  2 식품의약품안전청 고시 제2006-32호

개정 2009. 7. 10 식품의약품안전청 고시 제2009-55호

의료기기의 생물학적 안전에 관한 공통기준규격(별표1)

부칙(2006. 8. 2)

제1조(시행일) 이 고시는 고시한 날부터 시행한다.

제2조(경과조치) 이 고시 시행당시 종전의 규정에 따라 제조(수입)품목 허가된 의료기기 기준규격은 동 규정에 의거 제조(수입)품목 허가된 공통기준규격으로 본다.

부칙(2009. 7. 10.)

제1조(시행일) 이 규정은 고시한 날부터 시행한다.

제2조(재검토기한) 「훈령․예규 등의 발령 및 관리에 관한 규정」(대통령훈령 제248호)에 따라 이 고시 발령후의 법령이나 현실여건의 변화 등을 검토하여 이 고시의 폐지, 개정 등의 조치를 하여야 하는 기한은 2012년 7월 10일까지로 한다.

별표 1

의료기기의 생물학적

안전에 관한 공통기준규격

식품의약품안전청

< 제 목 차 례 >

제 1장 평가와 시험	1

1. 적용범위	1

2. 목적	1

3. 정의	1

4. 의료기기의 생물학적 평가에 적용되는 일반원리	1

5. 의료기기의 분류	3

6. 시험	4

7. 생물학적 평가시험항목 선정 지침	7

8. 시험방법의 보증	7

제2장 : 세포독성시험	11

1. 적용범위	11

2. 정의	11

3. 검체(검액)준비	11

4. 세포주(Cell lines)	13

5. 배양액	14

6. 저장 세포주(Cell Stock)의 배양준비	14

7. 시험방법	14

8. 시험보고서	19

9. 결과의 평가	19

제3장 : 자극성과 과민반응시험	20

1. 적용범위	20

2. 정의	20

3. 일반원리	21

4. 예비시험 시의 고려사항	22

5. 자극성시험	24

6. 지연성 과민반응	34

7. 시험결과의 해석에 있어 핵심적인 요소들	41

부록 A 자극성/감작 시험을 위한 원자재의 준비	42

부록 B 추가 자극성 시험방법	44

부록 C 배경 정보	63

제4장 : 전신독성시험	67

1. 적용범위	67

2. 정의	67

3. 시험검체의 요건 및 권고사항	67

4. 의료기기의 용출방법	68

5. 전신독성 시험방법의 설정	71

6. 발열성 시험방법의 설정	74

7. 결과의 분석	75

8. 시험보고서	75

제5장 : 이식시험	76

1. 적용범위	76

2. 이식시험에 대한 공통사항	76

3. 피하조직내 이식시험방법	81

4. 근육내 이식시험방법	82

5. 골조직내 이식시험방법	84

부록 A 대조물질	86

부록 B 원통형 시료	87

부록 C 참고문헌	88

제6장 : 혈액적합성시험	90

1. 적용범위	90

2. 정의	90

3. 약어	91

4. 혈액과 접촉하는 의료기기	92

5. 시험방법	93

부록 A 심장 혈관계 의료기기와 보형물에 대한 전임상 평가 방법	102

부록 B 시험실 시험 - 원리, 과학적 근거 및 해석	106

부록 C 의료기기와 의료기기 부분품의 용혈성에 대한 평가	113

제7장 : 유전·발암·생식독성시험	121

1. 적용범위	121

2. 정의	121

3. 유전독성시험	122

4. 발암성시험	124

5. 생식독성시험/발생독성시험	125

6. 시험보고서	127

부록 A 세포 형질변환 시험시스템	128

부록 B 시험시스템에 관한 이론적 근거	129

부록 C 이식 발암성시험의 역할	131

제8장 : 에틸렌 옥사이드 잔류량 시험	137

1. 적용범위	137

2. 정의	137

3. 필요조건	137

4. 제품출고	145

부록 A 가스 크로마토그램의 평가	148

부록 B EO와 ECH에 대한 가스 크로마토그래피 측정	151

부록 C 제품 잔류량에 영향을 미치는 요인들	164

부록 D EO 잔류량을 측정하기 위한 용출 조건	166

제9장 : 검체 준비와 표준물질	167

1. 적용범위	167

2. 정의	167

3. 시험대조군	169

4. 표준물질	169

5. 표준물질의 시험대조군으로의 사용	170

6. 시험검체 선정	170

7. 시험검체 및 표준물질 준비	171

8. 의료기기의 대표 부분 선정	171

9. 검체의 용출물 준비	172

10. 기록	175

부록 A 시험 대조군	176

부록 B 검체 선정과 준비에 관한 일반원리 및 실제	177

부록 C 시험원자재의 용출원리	179

제10장 : 잠재적 분해산물의 확인과 정량을 위한 체제	181

1. 적용범위	181

2. 정의	181

3. 분해 시험의 설계에 관한 원리	182

4. 시험보고서	183

부록 A 분해 시험의 필요성에 관련한 고려 사항	184

부록 B 생분해 시험에 관한 고려 사항	185

제11장 : 고분자 소재 의료기기에서 얻어진 분해산물의 확인과 정량	187

1. 적용범위	187

2. 정의	187

3. 분해 시험방법	188

4. 시험과정	192

5. 시험보고서	196

부록 A 분석방법	197

제12장 : 세라믹 소재 의료기기에서 얻어진 분해산물의 확인과 정량	198

1. 적용범위	198

2. 정의	198

3. 시험과정	198

4. 여과액의 분석	207

5. 시험보고서	207

제13장 : 금속과 합금 소재 의료기기에서 얻어진 분해산물의 확인과 정량	209

1. 적용범위	209

2. 정의	209

3. 분해 시험방법	210

4. 시료 및 검체 준비	210

5. 전기화학적 시험	211

6. 침지 시험	213

7. 분석	215

8. 시험보고서	215

부록 A 전기화학적 측정 회로의 골격도	216

부록 B 전해 전지 모형도	217

부록 C 전기화학 시험에 대신 사용하는 전해질의 사례	218

제14장 : 분해산물과 용해물에 관한 독성동태시험	219

1. 적용범위	219

2. 정의	219

3. 독성동태 시험의 설계 원리	220

4. 시험방법에 관한 지침	221

부록 A 독성동태 시험 시 고려하여야 하는 환경	226

제15장 : 용해물에 관한 허용한도 기준	227

1. 적용범위	227

2. 정의	227

3. 허용 한도의 확립에 관한 일반 원리	230

4. 특정한 용해물의 허용 흡입량 확립	231

5. 허용 노출량의 계산	240

6. 실행 가능성 평가	244

7. 유익성 평가	244

8. 허용 한도	245

9. 보고서 요건	245

부록 A 생물학적 매개변수에 관한 일부 전형적인 가설	246

부록 B 용해물의 혼합물에 대한 위해 평가	248

부록 C 의료기기로부터 환자에게 투여되는 최대 투여량의 허용한도 변환	249

부록 D 위해 분석 보고서	251

제16장 : 원자재의 화학적 특성	252

1. 적용범위	252

2. 정의	252

3. 약어	253

4. 일반원리	254

5. 원자재의 특성규명 절차	255

6. 화학적 특성규명 파라미터 및 방법	257

7. 자료의 보고	261

부록 A	262

부록 B	264

부록 C	268

부록 D 참고문헌	269

제17장 : 시험동물관리	270

1. 적용범위	270

2. 정의	270

3. 요건	271

4. 권고안	273

부록 A 참고문헌	275

< 표 차 례 >

표 1. 초기 생물학적 평가시험	9

표 2. 추가적 생물학적 평가시험	10

표 3. 피부반응 점수체계	28

표 4. 토끼의 자극반응 범주	29

표 5. 사람의 피부 자극성 시험, 등급표	32

표 6. 매그누슨과 클리그만 등급표	36

표 B.1 피내 (피하) 반응에 관한 등급 체계 (제3장 부록 B)	46

표 B.2 눈 손상 등급 체계 (제3장 부록 B)	50

표 B.3 구강 및 음경 반응에 대한 등급 체계 (제3장 부록 B)	52

표 B.4 구강, 음경, 직장, 질의 조직 반응에 대한 현미경 검사 등급 체계 (제3장 부록 B)	53

표 B.5 자극 지수 (제3장 부록 B)	54

표 C.1 지연성 접촉 감작 시험의 대안적 방법들 (제3장 부록 C)	65

표 7. 검체 표면적에 대한 적절한 용출용매의 부피	70

표 8. 피하조직 및 근육에 대한 단기이식시험의 시험기간	78

표 9. 피하조직, 근육 및 골조직에 대한 장기이식시험의 시험기간	78

표 10. 약어 목록	91

표 11. 순환 혈액과 접촉을 하는 의료기기 및 의료기기 부분품과 적합한 시험의 범주	98

(체내·외 연결형 의료기기)

표 12. 순환 혈액과 접촉을 하는 의료기기 및 의료기기 부분품과 적합한 시험의 범주	99

(이식형 의료기기)

표 13. 체내·외 연결형 의료기기의 시험방법	99

표 14. 이식형 의료기기의 시험방법	100

표 B.1 실험실 간 변동과 실험실 내 변동의 비교 (제8장 부록 B)	154

표 B.2 가스 크로마토그래피 조건 권고안 (제8장 부록 B)	163

표 D.1 제안 용출 조건 (제8장 부록 D)	166

표 15. 표준 표면적과 용출액 부피	173

표 A.1 시험 대조군 (제9장 부록 A)	176

표 16. 시험과정 흐름도	193

표 17. 시험방법 약어	253

표 18. 고분자의 분석 파라미터 및 분석방법	258

표 19. 금속과 합금의 분석 파라미터 및 분석방법	259

표 20. 세라믹의 분석 파라미터 및 분석방법	260

표 21. 천연 고분자의 분석 파라미터 및 분석방법	261

< 그 림 차 례 >

그림 1. 피부적용부위의 위치	26

그림 2. 피내 주사 부위의 위치	37

그림 B.1 주사위치의 배치 (제3장 부록 B)	45

그림 B.2 원통형 시료 (제5장 부록 B)	87

그림 3. 혈액과 상호작용 시험이 필요한지 여부를 결정하는 의사결정 순서도	96

그림 A.1. 두 가지 물질의 크로마토그래피 분리 (제8장 부록 A)	149

그림 A.2. 비대칭 크로마토그래피 피크 (제8장 부록 A)	149

그림 B.1 헤드스페이스 방법과 관련한 EO 표준 희석물 (제8장 부록 B)	152

그림 B.2 특수 헤드스페이스 병 (제8장 부록 B)	159

그림 4. 선택 과정에 대한 흐름도	199

그림 5 Ea에서의 부식 전류 시작과 파괴 전위 Ep를 나타내는 전류 밀도 대 전위의 도면	214

그림 A.1. 전기화학적 측정 회로의 골격도 (제13장 부록 A)	216

그림 B.1 전해 전지 모형도 (제13장 부록 B)	217

그림 A.1. 순서도 (제17장 부록 A)	263

제1장 평가와 시험

1. 적용범위

의료기기의 생물학적 안전에 관한 공통기준규격(이하 기준규격이라 한다)은 인체에 접촉하는 의료기기에 적용하며, 본 장은 다음의 내용을 기술하고 있다.

1) 의료기기의 생물학적 안전성 평가의 일반 원리

2) 인체와의 접촉 특성과 접촉기간에 의한 의료기기의 분류

3) 적절한 시험방법의 선정

2. 목적

본 기준규격은 의료기기의 기술문서 작성 및 심사 시 활용되는 규격으로, 의료기기 및 원자재의 안전성과 관련된 생물학적 평가시험의 선정에 관한 총체적인 지침을 제시하고 있으며, 기술문서 작성자에게 편의를 제공하고, 기술문서 심사의 공정성 및 투명성을 제공함으로써 의료기기의 품질관리에 적정을 기하는데 그 목적을 두고 있다. 본 기준규격은 권장 기준규격으로서 강제요건이 아니며 제품의 특성에 따라 개별 기준규격을 적용할 수 있다.

3. 정의

3.1 의료기기

의료기기라 함은 의료기기법 제2조에 의한 것을 말한다.

3.2 원자재

의료기기 혹은 의료기기의 부분품으로 사용되는 합성 또는 천연 중합체, 금속, 합금, 세라믹, 자생력이 없어진 생물체에서 유래한 조직 등을 포함한다.

3.3 완제품

그 자체가 의료기기로 사용되는 것을 말한다.

4. 의료기기의 생물학적 평가에 적용되는 일반원리

4.1 사람에게 사용하고자 하는 의료기기나 원자재를 선정하고 평가하기 위해서는 체계적인 평가 프로그램이 필요하다.

평가의 설계 시 관련 정보에 입각한 결정을 해야 하며, 원자재와 시험과정에 대한 다양한 선택들의 장/단점을 고려하고 그 사항을 기록하여야 한다. 완제품 사용이 적합하고 안전하다는 것을 보증하기 위해 평가 프로그램은 생물학적 평가를 포함하도록 해야 한다.

생물학적 안전성 평가는, 다양한 물질 및 이용 가능한 시험방법의 장/단점을 고려하여 전문적인 결정을 내릴 수 있고 관련지식과 경험이 풍부한 평가자가 계획하고, 수행하며, 문서화해야 한다.

4.2 의료기기의 제조에 사용되는 원자재의 선택에 있어서 원자재의 성질(화학적, 독성학적, 물리적, 전기적, 형태적, 기계적 성질 등)과 특성이 사용목적에 적합한가를 우선적으로 고려하여야 한다.

4.3 다음은 의료기기의 생물학적 평가와 관련하여 고려해야 할 사항이다.

1) 제조에 사용되는 원자재

2) 공정과정에서의 첨가물, 혼합물, 잔류물

3) 용해물(leachable substances)

4) 분해산물(degradation products)

5) 완제품에서의 기타 구성성분 및 구성성분의 상호작용

6) 완제품의 성질과 특성

주) 생물학적 평가 이전에 완제품에서 용출될 수 있는 화학물질(extractable chemical)에 대한 정성 및 정량 평가가 이루어져야 한다.

4.4 생물학적 평가에 사용되는 시험방법과 시험결과의 분석에는 의료기기 또는 부분품이 인체와 접촉하는 빈도, 시간, 접촉상태, 원자재의 화학적 성분 등이 고려되어야 한다. 이 원리에 따라 의료기기를 분류하여 적절한 시험을 선정한다(“5. 의료기기의 분류” 참조). 본 시험규격은 재료 또는 완제품에 대하여 행하는 시험에 적용된다.

광범위한 생물학적 위해에는 다음이 포함될 수 있다.

1) 단기적 영향 (급성독성시험, 피부, 안구 및 점막에 대한 자극성시험, 감작성시험, 용혈성 및 혈전형성[thrombogenicity]시험 등이 포함된다.)

2) 장기적 혹은 특정한 독성영향 (아만성[24시간 이상 시험동물 수명의 10% 이내로 1회 노출 또는 반복 노출 시켰을 때 나타나는 독성] 및 만성독성시험, 감작성시험, 유전독성시험, 발암성시험, 최기형성[배 발생 시 기형형성]을 포함한 생식독성시험 등이 포함된다.)

4.5 모든 잠재적인 생물학적 위해는 각각의 원자재 및 완제품에 대하여 고려되어야 하지만, 모든 잠재적 위해에 대해서 시험이 필요하거나 시행되어야 함을 의미하는 것은 아니다. (“7. 생물학적평가시험항목 선정 지침” 참조)

4.6 체외 혹은 체내시험은 최종 사용용도를 근거하여 설정되어야 하며, 충분한 지식을 갖춘 자가 우수시험실관리기준(good laboratory practice)에 적합하게 시행하여야 한다. 체내시험을 시행하기 이전에 체외시험이 선행되어야 한다. 시험결과는 독립적으로 분석할 수 있는 범위까지 분석하고, 분석한 자료는 보관하여야 한다.

4.7 다음 사항 중 한 가지 이상에 해당된다면 생물학적 재평가가 고려되어야 한다 :

1) 제품 원자재의 출처나 사양의 변화

2) 조성, 공정, 1차 포장 또는 멸균방법에 대한 변화

3) 저장중인 완제품의 변화

4) 제품의 사용목적의 변화

5) 사람에게 사용되었을 때 부작용이 발생할 수 있다는 증거가 있는 경우

4.8 본 기준규격에 의한 생물학적 평가는 의료기기의 제조에 사용되는 원자재 성분의 특성과 유동성, 비임상시험, 임상시험, 시판 후 발생되는 부작용 등이 고려되어야 한다.

4.9 인체에 접촉 또는 삽입되는 의료기기의 제조에 탤크를 사용하는 경우에는 대한약전의 규격에 적합하여야 한다

5. 의료기기의 분류

5.1 일반사항

의료기기는 4항의 일반원리에 따라 분류하여 적절한 시험을 선정한다.

다음의 분류에 적용되지 않는 의료기기의 시험은 본 장의 일반사항에 따라야 한다. 두 가지 이상으로 분류될 수 있는 의료기기는 각각의 분류에 적합한 시험을 선정하여야 한다.

의료기기는 5.2항 및 5.3항에 기술된 바와 같이 인체접촉의 특성 및 기간에 따라 분류된다.

5.2 접촉의 특성에 따른 분류

5.2.1 비접촉형 의료기기

환자의 인체에 직접 혹은 간접적으로 접촉하지 않는 의료기기와 본 기준규격에 포함되지 않는 의료기기를 말한다.

5.2.2 표면접촉형 의료기기

다음과 같이 인체에 접촉하는 의료기기를 말한다.

1) 피부 : 피부(손상되지 않은 피부)에만 접촉하는 의료기기(의료용 전극[electrodes], 외부 보철물[external prostheses] 등)

2) 점막 : 점막과 접촉하는 의료기기(콘텍트렌즈, 요도카테터, 질 내벽 및 내부장기 관련 의료기기[위 튜브(stomach tubes), 에스(S)자 결장경(sigmoidoscopes), 결장경(colonoscopes), 위내시경(gastroscopes)], 기관용튜브(endotracheal tubes, Tracheal tube), 기관지경(bronchoscopes), 치과용충전재, 치과교정용장치 및 자궁내피임기구 등)

3) 파열된 혹은 외상 표면 : 파열되거나 손상된 표면과 접촉하는 의료기기(궤양, 화상, 육아조직의 드레싱 혹은 치료기구 및 폐쇄형 첩포 등)

5.2.3 체내․외 연결형 의료기기(External communicating devices)

다음과 같이 인체에 접촉하여 인체에 삽입된 상태에서 외부와 연결되는 의료기기를 말한다.

1) 혈액과 간접적으로 접촉 : 혈관의 한 지점에서 접촉하여 혈관계 입구의 도관역할을 하는 의료기기 (수액세트, 수혈세트 등)

2) 조직, 뼈 및 상아질계와 접촉 : 조직, 뼈 및 상아질계와 접촉하는 의료기기(복강경, 관절경, 치과용 시멘트, 치과용 충전재 및 피부 스테플 등)

3) 순환 혈액과 접촉 : 순환하는 혈액과 접촉하는 의료기기 (혈관내 카테터, 인공심장 박동기 전극, 산소공급기, 체외 산소공급 튜브 및 부속품, 투석기, 투석기 튜브 및 부속품 등)

5.2.4 체내 이식형 의료기기 (Implant devices)

다음과 같이 인체에 접촉하는 의료기기를 말한다.

1) 뼈 : 주로 뼈와 접촉하는 의료기기(정형외과용 핀, 플레이트, 인공관절, 인공뼈, 골시멘트 및 골내에 사용하는 의료기기 등)

2) 조직 : 주로 조직 또는 조직액(tissue fluide)과 접촉하는 의료기기(인공심장박동기, 주입-배액용 튜브·카테터, 근육신경 센서 및 자극기, 인공힘줄, 인공유방, 인공후두, 의료용클립 등)

3) 혈액 : 주로 혈액과 접촉하는 의료기기(인공심장박동기전극, 인공동정맥관, 인공심장판막, 인공혈관, 약물주입 카테터 및 심실 보조기구 등)

5.3 접촉기간에 따른 분류

인체에 접촉하는 기간에 따라 다음과 같이 분류된다.

1) 제한접촉 : 24시간 이내에 1회 혹은 반복 노출하는 의료기기

2) 지속접촉 : 24시간 이상 30일 이내에 1회 혹은 반복 노출하는 의료기기

3) 영구접촉 : 접촉기간이 30일을 초과하며 1회 노출 혹은 반복 노출되는 의료기기

의료기기 또는 원자재가 2개 이상의 접촉기간 분류에 해당되면 보다 엄격한 시험기준이 적용되어야 한다. 반복 노출이 발생되는 의료기기에 대한 분류를 할 때는 잠재적인 누적효과와 노출이 지속되는 시간을 고려하여야 한다.

6. 시험

6.1 일반사항

제4항에서 언급한 일반사항과 다음의 사항을 고려하여 의료기기의 생물학적시험이 시행되어야 한다.

1) 시험은 완제품 또는 완제품과 같은 방법으로 처리된 원자재에서 나온 대표적인 검체에 대해 시행되어야 한다.

2) 시험방법의 선정 시에 다음 사항을 고려한다.

① 일반적인 사용조건에서의 의료기기와 인체접촉의 특성(nature)과 접촉의 정도, 시간, 빈도와 상태

② 완제품의 물리․화학적 특성

③ 완제품을 형성하고 있는 화학성분 또는 화합물의 독성

④ 완제품에 용해물의 성분이 없는 경우와 용해물이 존재하더라도 잘 알려져 있는 물질이거나 독성에 문제가 없는 경우에는 특정한 시험(전신에 대한 영향을 평가하는 시험)이 적용되지 않을 수 있다.

⑤ 환자의 인체 크기에 대한 의료기기 접촉표면적과의 관계

⑥ 문헌, 경험 및 비임상시험에 근거한 정보

⑦ 의료기기의 사용 시 사용하는 사람의 생물학적 안전을 확보하는 것이 본 기준규격의 첫 번째 목적이고, 두 번째 목적은 시험동물보호를 위하여 시험 시 사용되는 시험동물의 수와 사용을 최소화 하고자 하는 것이다.

3) 의료기기 용출물을 제조할 때, 용출용매와 용출조건이 완제품의 특성 및 사용조건에 적합하여야 한다.

4) 시험 시 적절한 양성 및 음성 대조군이 사용되어야 한다.

5) 생물학적 시험의 결과가 생물학적 위해가 없음을 보증하지는 않는다. 따라서 생물학적 평가 후에 의료기기의 임상사용에서 예상하지 못한 부작용을 자세히 관찰하여야 한다.

6.2 초기 평가시험

6.2.1 세포독성시험

본 시험은 세포배양 기술을 이용하여 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물에 의한 세포의 용해(세포의 사멸), 세포성장의 저해, 기타 세포에 대한 영향을 측정하는 시험이다.

6.2.2 감작성시험

본 시험은 적절한 시험동물모델을 이용하여 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물에 대한 접촉감작성의 잠재성을 측정하기 위한 시험으로 미량의 용해물에 의해서도 알레르기나 감작반응이 유발될 수 있다.

6.2.3 자극성시험

본 시험은 시험동물의 피부, 눈, 점막 등과 같이 이식에 적합한 부위를 이용하여 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물의 잠재적 자극성을 측정하기 위한 시험이다. 이들의 자극성을 측정하기 위해서는 시행된 시험의 접촉 또는 노출 기간과 경로(피부, 눈, 점막)가 타당한 것이어야 한다.

6.2.4 피내반응시험

본 시험은 의료기기 용출물에 대한 조직의 국부반응을 평가하는 시험으로서 피부 또는 점막에 대한 자극성의 측정이 부적절할 경우에 적용된다(혈관과 접속하는 의료기기). 본 시험은 용출물이 소수성일 경우에도 적용될 수 있다.

6.2.5 전신독성(급성독성) ; systemic toxicity(acute toxicity)

본 시험은 시험동물에 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물을 24시간 이내에 1회 노출 또는 반복 노출 시켰을 때 시험동물에 나타나는 잠재적 위해를 측정하기 위한 것이다. 본 시험은 의료기기가 접촉될 때 독성 용해물 및 분해산물이 흡수될 가능성이 있을 때 적절하다.

발열성시험은 의료기기 또는 원자재의 용출물 내에서 발열반응을 일으키는 매개물질을 감지하는 시험이다. 한 종류의 시험으로는 엔도톡신 감염에 의한 발열반응인지, 매개물질에 의한 발열반응인지 구별할 수 없다.

면역독성시험은 기타 출처로부터 얻어진 자료들이 면역독성학적 영향을 암시하는 경우에만 고려되어야 한다.

전신독성시험은 아급성독성 시험 방법과 아만성독성시험 방법 그리고 이식시험 방법에 포함될 수 있다.

6.2.7 아급성 및 아만성 독성시험

본 시험은 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물을 24시간 이상 시험동물 수명의 10%(쥐의 경우 최고 90일) 이내로 1회 노출 또는 반복노출 시켰을 때 나타나는 영향을 측정하기 위한 것이다. 이 시험은 만성독성 시험자료가 있는 원자재에 대해서는 시행하지 않을 수 있고, 이런 경우에는 시행하지 않는 이유를 최종보고서에 첨부시켜야 한다. 본 시험은 접촉경로(route)와 접촉시간이 적절하여야 한다.

6.2.8 유전독성시험

본 시험은 포유동물 혹은 비포유동물의 세포 배양 또는 다른 기법을 사용하여 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물에 의한 유전자변이, 염색체 구조 및 수의 변화, DNA 또는 유전자 독성을 평가하기 위한 시험이다.

6.2.9 이식시험

본 시험은 원자재 또는 완제품의 검체를 이식 부위 또는 적용하고자 하는 적절한 조직에 외과적으로 이식하여 육안 및 현미경 관찰로 살아있는 조직의 국부적인 병변의 정도를 평가하기 위한 것 이다. 이 시험은 접촉경로(route)와 접촉시간이 적절하여야 한다. 원자재를 이용하여 시험한 경우 시험동물 전신에 미치는 영향(systemic effects)을 관찰하였다면 아급성 독성시험과 동등하다.

이식시험 방법은 전신독성 시험, 아급성독성 시험과 아만성독성 시험, 만성독성 시험을 포함하도록 확장될 수 있다.

6.2.10 혈액적합성시험

본 시험은 적절한 시험동물모델 또는 시스템을 사용하여 혈액 또는 혈액 구성성분들에 대한 혈액 접촉 의료기기 및 원자재의 영향을 평가하기 위한 것 이다. 특정한 혈액적합성시험은 임상적 적용기간동안의 의료기기 또는 원자재의 기하학적 구조(geometry), 접촉조건, 유체역학을 고려하여 설계될 수 있다.

용혈성 시험은 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물에 의한 적혈구의 용해 및 헤모글로빈의 방출 정도를 측정하기 위한 시험이다.

6.3  추가적인 평가시험

6.3.1 만성독성시험

본 시험은 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물을 시험동물 수명의 10%이상의 기간 동안(쥐의 경우 90일 이상) 1회 노출 또는 반복 노출시켰을 때 나타나는 영향을 측정하기 위한 것 이다. 본 시험은 접촉경로(route)와 접촉시간이 적절하여야 한다.

만성독성시험은 아급성, 아만성 시험 방법 및 이식시험 방법에 포함될 수 있다.

6.3.2 발암성시험

본 시험은 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물을 시험동물 수명의 전기간 동안 1회 노출 또는 반복 노출 또는 접촉시켜 종양형성의 가능성을 평가한다. 본 시험은 단일 시험으로 만성독성 및 종양형성 여부를 동시에 관찰할 수 있도록 설계될 수 있다. 발암성시험은 다른 출처로부터 제안된 자료가 있는 경우에 한하여 시행되어야 한다. 본 시험은 접촉경로(route)와 접촉시간이 적절하여야 한다.

6.3.3 생식독성시험과 발생독성시험

본 시험은 생식기능, 배 발생 (최기형성), 태아기와 출생 후 초기 발달에 대한 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물의 잠재적 영향을 평가하기 위한 것이다. 생식/발생독성시험은 의료기기가 적용 개체의 생식능력에 영향을 줄 수 있는 잠재력이 있을 경우에 한하여 시행되어야 한다. 의료기기의 적용부위는 반드시 고려되어야 한다.

6.3.4 생분해성시험

본 시험은 흡수 및/또는 분해 가능성이 있을 경우, 의료기기, 원자재 또는 이들의 용출물의 용해물과 분해산물의 흡수, 분포, 생체 내 변화 및 배출 등을 측정한다.

7. 생물학적 평가시험항목 선정 지침

평가는 관련 경험에 대한 연구와 실제 시험으로 이루어진다. 만일 설계 중인 의료기기의 특정 역할에 대하여 동일한 역할로 사용된 이력이 있음을 증명할 수 있다면, 시험이 필요하지 않을 수도 있다.

표 1은 의료기기의 접촉기간을 고려한 초기 평가시험을 나타내고 표 2는 의료기기의 접촉 기간을 고려한 의료기기의 추가적인 평가시험을 나타낸다.

의료기기의 다양성 때문에 카테고리에 명시된 시험항목 전부가 필요하거나 적용가능한 것은 아니다. 시험항목 선정 시, 각 기기의 고유한 이점을 반드시 고려하여야 하며, 어떤 경우에는 카테고리에 명시되어 있지 않은 시험이 추가적으로 필요할 수도 있다. 시험을 선택하거나 면제한 근거를 기록하는 것이 필요하다.

8. 시험방법의 보증

8.1 시험방법의 보증

생물학적 시험에서 사용되는 시험방법은 민감, 정밀, 정확하여야 한다. 시험결과는 실험실 내(intralaboratory) 반복성과 실험실 간(interlaboratory) 재현성이 있어야 한다.

8.2. 지속적인 보증

의료기기의 사용목적에 적합한 원자재임을 보증하는 것과 이에 대한 장기간에 걸친 지속적인 검증은 품질관리를 통하여 이루어지게 된다.

표 1 초기 생물학적 평가시험

의료기기 분류			생물학적 시험
인체 접촉의 특성 (5.2항 참조)		접촉시간	세포독성시험	감작성시험	(피내반응시험) 자극성시험	급성전신독성시험	아급성독성시험	유전독성시험	이식시험	혈액적합성시험
		A(≤24시간)
		B( 24시간~30일)
분류	접촉부위	C( 〉30일 )
표면접촉 의료기기	피부	A	X	X	X
		B	X	X	X
		C	X	X	X
	점막	A	X	X	X
		B	X	X	X	◯	◯		◯
		C	X	X	X	◯	X	X	◯
	파열된 표면 또는 외상 표면	A	X	X	X	◯
		B	X	X	X	◯	◯		◯
		C	X	X	X	◯	X	X	◯
인체에 삽입되는 의료기기	간접적인 혈액경로	A	X	X	X	X				X
		B	X	X	X	X	◯			X
		C	X	X	◯	X	X	X	◯	X
	조직, 뼈 및 상아질+	A	X	X	X	◯
		B	X	X	X	X	X	X	X
		C	X	X	X	X	X	X	X
	순환혈액	A	X	X	X	X		◯＾		X
		B	X	X	X	X	X	X	X	X
		C	X	X	X	X	X	X	X	X
이식용 의료기기	조직/뼈	A	X	X	X	◯
		B	X	X	X	X	X	X	X
		C	X	X	X	X	X	X	X
	혈액	A	X	X	X	X	X			X
		B	X	X	X	X	X	X	X	X
		C	X	X	X	X	X	X	X	X
x = ISO규격에서 지정한 시험 o = 지정된 시험외에 추가로 적용될 수 있는 시험 Note + 조직액과 피하공간을 포함함 Note ^ 체외연결관에 사용되는 모든 의료기기를 뜻함

표 2 추가적 생물학적 평가시험

의료기기 분류			생물학적 시험
인체 접촉의 특성 (5.2항 참조)		접촉시간	만성독성시험	발암성시험	생식독성시험	생분해성시험
		A(≤24시간)
		B( 24시간~30일)
분류	접촉부위	C( 〉30일 )
표면접촉 의료기기	피부	A
		B
		C
	점막	A
		B
		C	◯
	파열된 표면 또는 외상 표면	A
		B
		C	◯
인체에 삽입되는 의료기기	간접적인 혈액경로	A
		B
		C	X	X
	조직, 뼈 및 상아질+	A
		B
		C	X	X
	순환혈액	A
		B
		C	X	X
이식용 의료기기	조직/뼈	A
		B
		C	X	X
	혈액	A
		B
		C	X	X
x = ISO규격에서 지정한 시험 o = 지정된 시험외에 추가로 적용될 수 있는 시험 Note + 조직액과 피하공간을 포함함 Note ^ 체외연결관에 사용되는 모든 의료기기를 뜻함

제2장 세포독성시험

1. 적용범위

본 장은 의료기기의 세포독성에 대한 체외시험방법을 기술한다.

세포독성 체외시험방법은 직접적 혹은 확산을 통한 세포의 배양을 명시한다.

1) 의료기기의 용출물 과/또는,

2) 의료기기와의 접촉을 통해서

2. 정의

본 장에서는 제1장에 설명된 정의 및 다음의 정의가 적용된다.

2.1 음성대조물질

본 장에 의거하여 시험할 때 세포독성반응을 일으키지 않는 물질

주) 음성대조의 목적은 세포의 기본반응의 정도를 나타내어 시험결과를 보정하고자 함이다. 합성 고분자에 대하여는 고밀도 폴리에틸렌, 치과재료에 대하여는 알루미늄 옥사이드 세라믹이 음성대조물질로 사용되고 있다.

2.2 양성대조물질

본 장에 의거하여 시험할 때 재현성 있는 세포독성반응을 일으키는 물질

주) 양성대조의 목적은 시험시스템이 제대로 작동하고 있다는 것을 입증하기 위함이다. 오르가노-틴 (organo-tin)으로 안정화된 PVC[poly(vinylchloride)]는 고형 검체 및 용출물에 대한 양성 대조물질로 사용되고 있으며 페놀 희석액 또한 용출물에 대한 양성대조물질로 사용되고 있다.

2.3 시약 대조군 (reagent control)

용출조건과 시험과정은 같고, 시험물질을 포함하지 않는 용매.

2.4 배양용기

유리 배양용기, 플라스틱 배양용기, 플라스틱 배양 플라스크 또는 플라스틱 다중 배양판, 미세 정량판 등 세포배양에 적합한 용기를 말함.

주) 포유류 세포에 이용하기에 적합하고, 조직 배양 등급(grade)의 요건을 충족시키고 있다면 이들 용기는 호환하여 사용할 수 있음.

2.5 약80% 증식정도(subconfluency)

약 80% 정도의 confluency, 즉, 대수 증식기의 마지막 단계.

3. 검체(검액)준비

3.1 일반사항

시험은 다음의 두가지중 한 가지로 한다.

1) 의료기기 및 원자재 및/또는

2) 의료기기 및 원자재의 용출물

검체(검액) 준비는 “제9장 검체준비와 표준물질“에 따른다.

3.2 검액(용출물)의 준비

3.2.1 용출의 원리

용출조건은 임상적 사용조건을 재현하거나 과장하도록 하되, 검체의 융해, 녹아내림, 화학적 구조의 변화 등 중요한 변화 없이 잠재적 독성을 결정할 수 있도록 한다.

주) 용출된 물질들이 시험 세포에 노출되는 양은 용출용매와 검체의 접촉면적률, 용출물의 부피, pH, 화학적 용해도, 확산율, 몰삼투압 농도(osmorality), 교반, 온도, 시간 및 기타 요소들에 좌우된다.

3.2.2 용출용매

포유동물세포를 이용한 시험은 다음의 용매 중 하나 또는 그 이상을 사용한다. 용출용매 선정의 근거를 제시하도록 한다.

1) 혈청(serum)을 첨가한 배양액

2) 혈청(serum)을 첨가하지 않은 배양액

3) 생리식염수

4) 기타 적절한 용매

주) 용출용매는 용출의 목적에 맞게 선정하여야 하며, 극성 용매와 비극성 용매 모두를 사용하는 것에 대하여 고려하여야 한다. 적합한 용매에는 정제수와 식물성 기름 그리고 DMSO(디메틸 설폭사이드; dimethyl sulfoxide)가 있다. DMSO는 0.5% (부피율;volume fraction) 농도 이상이 되면 선정된 평가 시스템에서 세포 독성이 있는 것으로 알려져 있다.

3.2.3 용출조건

3.2.3.1 용출은 화학적으로 불활성인 멸균된 밀폐 용기 내에서 무균기법으로 “제9장 검체준비와 표준물질”에 따라 시행한다.

추천하는 조건은 다음과 같다.

1) (37±2)℃에서 최소 24시간 이상

2) (50±2)℃에서 (72±2)시간

3) (70±2)℃에서 (24±2)시간

4) (121±2)℃에서 (1±0.2)시간

추천되는 조건은 의료기기의 특성 및 특정한 사용 환경에 따라 적용될 수 있다.

혈청이 포함된 배양액을 사용하는 용출법에서는 3.2.3.2 1)항의 조건만을 적용시킬 수 있다.

용출액을 세포에 적용하기 전에 여과시키거나 원심분리 또는 기타 방법으로 처리한다면 이러한 내용을 최종보고서에 포함시킨다. (“8. 시험보고서” 참조)

용출물의 pH조정에 대한 사항을 기록한다. pH조정과 같은 용출물의 조작은 시험결과에 영향을 미칠 수 있다.

3.3 직접접촉법을 위한 검체준비

3.3.1 다양한 형태, 크기, 또는 물리적 상태(액체 또는 고체)를 가지는 검체는 변형을 시키지 않고 시험할 수 있다.

고체상태의 검체는 적어도 한쪽 면이 편평해야 하며 다른 형태나 다른 물리적 상태를 가진 검체에 대해서는 보정을 한다.

3.3.2 검체의 멸균상태를 유지하기 위해서 “3.3.2.1항”에서 “3.3.2.3항”까지의 사항을 지킨다.

3.3.2.1 멸균된 의료기기로부터 검체를 준비하는 경우, 용출 및 시험을 하는 동안 무균적으로 조작한다.

3.3.2.2 일반적으로 비멸균상태로 제공되는 의료기기의 검체는 사용하기 전에 제조자가 추천하는 방법으로 멸균하고 용출 및 시험을 하는 동안 무균적으로 취급한다.

시험 전 검체 준비과정에서 멸균방법 또는 멸균시약이 의료기기에 미칠 수 있는 영향을 고려하여야 한다.

3.3.2.3 사용상 멸균이 요구되지 않는 의료기기의 시험검체는 제공된 대로 시험하고 용출 및 시험을 하는 동안 무균적으로 취급한다.

3.3.3 액체는 다음 중 하나의 방법으로 시험한다.

1) 직접 침착법 또는,

2) 생물학적으로 비활성이고 흡수성인 기질(matrix)에 의한 침착법

주) 필터 디스크(filter disc)가 적합한 것으로 알려져 있다.

3.3.4 흡수성이 강한 검체는 배양액을 흡수하는 것을 방지하기 위해 시험 전에 배양액으로 적신다.

4. 세포주(Cell lines)

4.1 인증된 곳에서 공급하는 세포주를 사용한다.

주) 추천할 만한 세포주로는 American Type Culture Collection CCL1(NCTC clone 929), CCL 163(Balb/3T3 clone A31), CCL 171(MRC-5), CCL 75(WI-38), CCL 81(Vero), CCL 10[BHK-21(C-13)], V-79 379A 등이 있다.

4.2 특정한 민감도가 필요한 경우, 반응의 재현성과 정확성을 입증할 수 있는 때에만 생체조직에서 직접 얻은 초대배양세포와 세포주를 사용하여야 한다.

4.3 세포주를 저장하는 경우에는 DMSO(디메틸 설폭사이드;dimethylsulfoxide)나 글리세롤 (glycerol)과 같은 동결 방지제가 들어있는 해당 배양액에 넣어 -80℃ 또는 그 이하의 온도에서 저장해야 한다. 장기간 저장 시(몇 달～수 년)에는 -130℃ 이하에서만 보관하도록 한다.

4.4 마이코플라스마(mycoplasma)가 없는 세포만을 시험에 사용한다. 사용 전에 보관된 세포주가 마이코플라스마에 오염되지 않았음을 적절한 방법으로 확인하여야 한다.

5. 배양액

5.1 배양액은 멸균된 상태이어야 한다.

5.2 혈청이 들어있거나 들어있지 않은 배양액은 선택된 세포주의 성장요건에 적합하여야 한다.

배양액에는 항생제가 첨가될 수 있으며, 이러한 경우 분석에 잘못된 영향을 미치지 않아야 한다.

배양액의 안정성은 조성과 저장상태에 따라 달라진다. 혈청과 글루타민이 첨가된 배양액은 2℃ ～ 8℃에서 1주일까지 보관이 가능하고 혈청 없이 글루타민만 첨가된 배양액은 2℃ ～ 8℃에서 2주까지 보관이 가능하다.

5.3 배양액의 pH는 7.2 ～ 7.4를 유지하여야 한다.

6. 저장 세포주(Cell Stock)의 배양준비

6.1 선택된 세포주와 배양액을 사용하여 시험을 마칠 수 있도록 충분한 세포를 준비한다. 저장된 세포를 저장고에서 꺼내어 배양하려는 경우, 동결보호제가 있다면 제거한다. 사용하기 전에 세포를 적어도 한번은 계대 배양한다.

6.2 세포주에 효소를 사용하여 세포를 분리하거나 기계적으로 세포를 분리하여 다시 현탁한다.

7. 시험방법

7.1 시험 세트 수

시험은 각각의 검체와 대조군당 적어도 한번에 세 개의 세트를 시험한다.

7.2 용출물시험

7.2.1 본 시험은 세포 독성에 대한 정량 분석 및 정성 분석이 가능하다.

7.2.2 용출물을 세포에 노출시키기 위하여 충분한 수의 용기 각각에 세포 현탁액을 피펫으로 분주한다. 각각의 용기를 천천히 회전시키면서 표면에 균등하게 세포를 분배한다.

7.2.3 배양액에 대하여 선택된 완충시스템에 적절하도록 5%(v/v)탄산가스 배양장치를 써서 (또는 쓰지 않고) (37±2)℃에서 배양한다.

시험은 80%정도 증식된 단층배양세포 또는 새로이 현탁된 세포에 대하여 행한다.

콜로니형성(colony-forming)시험에서는 저밀도 세포를 사용한다.

7.2.4 시험 전에 배양된 세포가 배양용기에 부착되어 자란 정도가 배양용기 면적의 80%이상인지와 세포의 형태를 현미경으로 관찰한다.

7.2.5 다음의 조건으로 시험한다.

1) 용출물 원액과

2) 배양액을 사용하여 연속적인 농도 배수로 희석한 용출물

단층배양세포를 사용하는 경우 배양용기로부터 배양액을 제거하고 용출물 또는 희석한 용출물을 각각의 용기에 분주한다.

현탁된 세포를 사용하는 경우 세포현탁액이 준비된 용기에 바로 용출물 또는 희석한 용출물을 첨가한다.

7.2.6 물과 같은 비생리적 용출용매를 사용할 경우, 그 용출물을 배양액으로 희석한 후, 생리적으로 가장 적합한 농도에서 시험하여야 한다.

주) 수용성 용출물을 희석하는 경우에는 농축배양액(예:2×, 5× 농축배양액)이 권장된다.

7.2.7 같은 종류의 용기에 별도로 공시험액, 음성 및 양성대조를 둔다.

주) 적절한 경우, 신선한 배양액을 대조군으로 시험할 수 있다.

7.2.8 선택된 특정한 분석법에 따라서 적절한 간격으로 각 용기를 “7.2.3항”의 조건으로 배양한다.

7.2.9 최소 24시간 이상 배양한 후 “7.5항”에 따라 세포독성을 판정한다.

7.3 직접접촉법에 의한 시험

7.3.1 본 시험으로 세포독성에 대한 정량분석 및 정성분석이 가능하다.

7.3.2 시험검체에 직접적으로 노출시키기 위해 연속적으로 교반시킨 세포 현탁액을 충분한 수의 용기에 피펫으로 분주한다. 각각의 용기를 수평방향으로 천천히 회전시키면서 용기의 표면에 균일하게 세포를 분배한다.

7.3.3 배양액에 맞게 선택한 완충시스템(보통, 온도를 37±2℃로 맞춘 5 %(v/v)탄산가스 배양장치)에서 세포가 배양용기에 부착되어 자란 정도가 배양용기 면적의 80%이상이 될 때까지 세포를 배양한다.

7.3.4 시험을 시작하기 전에 배양용기에 부착되어 자란 세포가 배양용기 면적의 80%이상인지와  세포의 형태를 현미경으로 확인한다.

7.3.5 배양액을 제거한 뒤 신선한 배양액을 각각의 용기에 분주한다.

7.3.6 각각의 용기 중앙의 세포층에 각 검체를 조심스럽게 올려놓는다. 검체가 세포층 표면의 약 10분의 1을 덮도록 한다. 검체를 올려놓을 때 세포에 물리적 충격을 줄 수 있는 불필요한 움직임이 일어나지 않도록 주의한다.

주) 적절한 경우, 세포를 넣기 전에 검체를 먼저 배양용기에 넣을 수도 있다.

7.3.7 음성 및 양성대조 물질을 위한 배양용기(replicate)를 준비한다.

7.3.8 선택된 특정한 분석법에 따라서 적절한 간격으로(최소 24시간) 각 세포가 담긴 용기를 “7.3.3항”의 조건으로 배양한다.

7.3.9 상층배양액을 제거하고 “7.5항”에 따라 세포독성을 결정한다.

7.4 간접접촉법에 의한 시험

7.4.1 한천확산시험(Agar diffusion test)

7.4.1.1 본 시험은 세포독성의 정성평가를 위한 것이다. 한천층을 통해 확산될 수 없거나, 한천과 반응할 수 있는 용해물에는 적절하지 않다.

7.4.1.2 시험을 위해 연속적으로 저어준 세포 현탁액을 충분한 수의 용기에 피펫으로 분주한다. 각각의 용기를 수평방향으로 천천히 회전시키면서 표면에 균등하게 세포를 분주한다.

7.4.1.3 배양액에 맞게 선택한 완충시스템(보통, 온도를 37±2℃로 맞춘 5 %(v/v)탄산가스 배양장치)에서 생장곡선의 대수적 증식기(logarithmic phase) 끝에서 세포가 배양용기에 부착되어 자란 정도가 배양용기 면적의 대부분을 차지할 때까지 세포를 배양한다.

7.4.1.4 시험을 시작하기 전에 배양된 배양용기에 부착되어 자란 세포가 배양용기 면적의 80%이상인지와 세포의 형태를 현미경으로 확인한다.

7.4.1.5 용기에서 배양액을 제거하여 버린다. 녹은 한천과 혈청이 포함된 신선한 배양액을 섞어 최종농도의 0.5%에서 2%로 만들어 각각의 용기에 적절한 부피만큼 피펫으로 분주한다. 포유동물의 세포성장에 적절한 한천만을 사용한다. 한천배양혼합액은 액체상태이어야 하며, 온도는 포유동물세포의 성장에 적합하여야 한다.

주) 다양한 분자량 및 순도의 한천 사용이 가능하다.

7.4.1.6 각각의 용기 내에 있는 고형화된 한천층 위에 검체를 조심스럽게 올려놓는다. 세포층 표면의 약 10분의 1을 검체가 덮고 있는지 확인한다. 한천의 탈수현상을 막기 위해 흡수성이 있는 원자재는 배양액에 적셔 한천 위에 올려 놓는다.

7.4.1.7 음성 및 양성대조군 시험을 위한 배양용기(replicate)를 준비한다.

7.4.1.8 “7.4.1.3항”의 조건으로 24～72시간동안 용기를 배양한다.

7.4.1.9 한천에서 검체를 조심스럽게 제거하기 전과 후에 세포독성을 측정하기 위해 세포를 검사한다.

생체염색제(vital stain), 예를 들어 뉴트럴레드를 사용하면 세포독성을 검출하는데 도움이 될 수 있다. 생체염색제는 검체의 배양 전 또는 후에 첨가할 수 있다. 만일 염색제를 배양 전에 첨가하면 배양세포를 빛으로부터 보호하여 염색제의 감광반응으로 야기되는 세포의 손상을 방지하여야 한다.

7.4.2 필터 확산법

7.4.2.1 이 시험은 세포독성의 정성적 측정을 위한 것이다.

7.4.2.2 충분한 수의 배양용기를 준비하여 0.45㎛의 기공크기를 가지는 표면활성제가 처리되지 않은 필터를 각각의 용기에 넣고 계속 저어준 세포현탁액을 분배한다. 각각의 용기를 천천히 회전시키면서 필터표면에 균등하게 세포를 분배한다.

7.4.2.3 배양액에 맞게 선택한 완충시스템(보통, 온도를 37±2℃로 맞춘 5 %(v/v)탄산가스 배양장치)에서 생장곡선의 대수적 증식기(logarithmic phase) 끝에서 세포가 배양용기에 부착되어 자란 정도가 배양용기 면적의 대부분을 차지할 때까지 세포를 배양한다.

7.4.2.4 시험을 시작하기 전에 배양된 세포가 배양용기에 부착되어 자란 정도가 배양용기 면적의 80%이상인지와 세포의 형태를 현미경으로 확인한다.

7.4.2.5 용기로부터 배양액을 따라낸 다음 필터를, 세포가 자란 면이 아래가 되도록 하여, 고형화된 한천층 위에 놓는다. (“7.4.1.6항” 참조)

7.4.2.6 검체를 필터의 세포가 없는 면(윗쪽)에 조심스럽게 올려놓는다. 액상 용출물은 필터위에 반응성이 없는 고리(ring)를 놓고 그 고리안에 액상용출물을 놓아 필터 밖으로 흐르지 않게 한다.

7.4.2.7 양성 및 음성대조에 대하여 동일한 종류의 필터를 준비한다.

7.4.2.8 “7.4.2.3항”에 기술된 동일한 조건으로 2시간±10분 동안 세포가 담긴 용기를 배양한다.

7.4.2.9 필터로부터 검체를 조심스럽게 제거하고 한천표면으로부터 필터를 분리한다.

7.4.2.10 적절한 염색을 통해 세포독성을 결정한다.

7.5 세포독성의 결정

7.5.1 세포독성을 정성 또는 정량적 방법으로 분석한다.

1) 정성적 평가

세포화학적 염색법을 이용하여 세포를 염색한 뒤, 세포형태, 액포생성, 분리, 세포용해, 세포막보전 등의 변화를 관찰한다. 일반적 세포형태에서 변화한 정도를 시험보고서에 서술적으로 또는 수치적으로 기록해야 한다.

아래의 제시된 내용은 시험원자재의 등급을 매기는데 유용하다.

세포독성등급	해석

0	세포독성없음

1	약간의 세포독성

2	중간정도의 세포독성

3	심한 세포독성

2) 정량적 평가

세포사멸, 세포의 성장저해, 세포의 증식 혹은 군집형성 등을 측정한다. 세포의 수, 단백질의 양, 효소의 분비, 생체염색제의 분비, 생체염색제의 감소 또는 다른 측정 가능한 변수를 객관적으로 정량한다. 객관적 측정결과와 반응을 보고서에 기록한다.

주) 세포 독성을 측정하는 특정한 방법에는 영시간(zero time) 또는 기준(baseline)을 위한 세포배양 대조군이 필요할 수도 있다.

7.5.2 시험검체가 시험시스템 또는 측정에 영향을 미칠 수 있는 물질을 분비하게 되면 시험결과가 무의미 할 수 있으므로 평가방법은 신중하게 선택하여야 한다.

주) 포름알데하이드(formaldehyde)를 분비할 수도 있는 원자재는 세포의 생존력을 평가할 때에만 신뢰성 있게 시험될 수 있다.

7.5.3 반복시험(replicate) 결과간의차이가 명백한 경우, 그 시험은 부적절하거나 유효하지 않다.

7.5.4 만일 음성, 양성 및 다른 대조군(표준물질, 배양액, 공시험물질, 시약 등)이 시험시스템에서 예상되는 반응을 나타내지 아니하면 분석을 다시 시도한다.

8. 시험보고서

시험보고서는 다음의 사항을 포함한다 :

1) 검체에 대한 설명

2) 세포주에 대한 설명 및 세포주 선택의 타당성

3) 배양액

4) 측정방법 및 이론적 근거

5) 용출방법(적절한 경우)과 가능한 경우 용해물의 특성 및 농도

6) 음성, 양성 및 다른 대조군

7) 세포반응 및 기타 관찰사항

8) 결과 평가에 필요한 기타 관련 자료

9. 결과의 평가

시험결과의 전체적인 평가는 주어진 시험자료에 근거하여 결정할 수 있는 능력을 가진 자가 하여야 한다. 만일 결과에 대하여 결정을 내릴 수 없거나 결과가 유효하지 않으면 시험을 다시 시행해야 한다.

제3장 자극성과 과민반응시험

1. 적용범위

본 장에서는 자극 및 지연성 과민반응과 관련된 의료기기와 의료기기 원자재에 대한 평가과정을 기술하고 있으며, 다음을 포함하고 있다.

1) 예비시험 시의 고려사항

2) 시험과정의 구체적 사항

3) 결과 해석에 대한 중요 요소

이 시험을 위한 검체 준비과정에 관한 사항은 부록A에 구체적으로 기술되어 있다.

2. 정의

2.1 지연성 과민반응 (delayed-type hypersensitization)

알레르겐에 노출되었을 때 특정 T-세포매개성 면역기억이 유도되어 그 알레르겐에 두 번째 접촉하였을 때 면역반응이 나타나는 것

2.2 자극 (irritation)

물질/원자재의 1회, 반복 또는 지속적인 접촉에 대한 국소적 비특이성 염증 반응

2.3 부종 (oedema)

조직에 비정상으로 체액이 침윤되어 붓는 것

2.4 홍반 (erythema)

피부나 점막이 붉게 변하는 것

2.5 가피 (eschar)

딱지 또는 피부의 변색된 허물

2.6 부식 (corrosion)

조직의 구성 또는 성분의 느린 손상

예) 강한 자극원의 작용

2.7 궤양 (ulceration)

표면조직의 손상으로 인한 개방된 창상

2.8 괴사 (necrosis)

한 개 이상의 세포 또는 조직이나 기관의 일부분의 사멸을 말하며, 이로 인해 비가역적 손상을 야기함.

2.9 음성대조군 (negative control)

시험시스템의 재현성, 적절한 음성, 비활성 반응 또는 배경반응을 나타내는 것으로, 시험과정의 적합성을 증명하는 원자재 또는 물질

2.10 양성대조군 (positive control)

시험시스템의 재현성, 적절한 양성, 활성반응을 보여주는 것으로 시험과정의 적합성을 증명하는 원자재 또는 물질

2.11 용매 (solvent)

시험물질을 적시고, 희석하고, 현탁하고, 용출 또는 용해할 때 사용되는 물질(예: 화학약품, 배지 등)

2.12 공시험액 (blank liquid)

시험검체 준비에 사용된 용매와 동일한 용매로, 시험검체의 준비와 같은 방법으로 처리하였으나 시험검체 없이 준비한 용매. 용매의 배경반응(background response)을 측정하기 위한 것임.

2.13 알레르겐 : 감작제, 특정 과민반응을 유도할 수 있는 물질/원자재

2.14 유발 (challenge)

유도물질에 대한 일련의 노출로 면역효과가 검사되는 과정으로서 유도단계 후의 과정

2.15 투여량 (dose)

시험 시스템에 한 번에 투여되는 용량

2.16 유도 (induction)

특정물질에 대한 면역학적 반응을 변화된 상태로 다시 생성할 수 있도록 하는 과정.

2.17 자극원 (irritant)

자극을 유발하는 물질

2.18 시험물질 (test material)

생물학적 또는 화학적 시험을 위해 채취된 원자재, 의료기기, 의료기기 부분품 또는 구성성분

2.19 시험검체 (test sample)

생물학적 또는 화학적 시험에 사용되는 시험 의료기기의 일부분 또는 용출물

3. 일반원리

감작 시험과 자극성 시험에 사용할 수 있는 방법은 특히 잠재적인 피부 자극성과 감작을 측정하기 위해 개발되었다. 일반적으로 다른 유형의 부작용들은 이들 시험으로 예측되지 않는다.

본 장에서는 단계적 접근을 요구하고 있고, 아래의 사항들 중 하나 이상이 포함되어야 한다.

1) 제10장, 제11장, 제12장, 제13장에 기술되어 있는 시험검체의 분석 및 화학적 특성과 관련된 시험원자재의 특성을 분석함.

2) 의료기기의 원자재뿐만 아니라 구성품의 잠재적 감작성과 자극성에 관한 정보 및 화학적·물리적 특성에 대한 평가가 포함되어 있는 문헌을 검토함.

3) 새로운 체외 시험방법의 타당성이 입증되고 준비되는 대로 체내 시험에 앞서 체외 시험을 고려하고 체내 시험을 대체한다. 현재까지 체외 시험방법은 간단한 선별(simple screens)에 이용되는 것 외에 자극성이나 감작성을 검출하기 위한 시험방법으로는 그 타당성이 입증되지 않았다.

4) 동물 체내 시험:

주) 급성 체내 동물 시험은 단계 1) 또는 단계 2)에 의해 강력한 감작제나 자극제로 분류되어 있지 않은 시험검체를 대상으로 실시된다. 1회 노출에서 급성 피부 자극성이 입증되지 않는 시험검체는 반복 투여를 통해 그 이상의 평가를 진행할 수 있다.

피부 감작에 대한 양성 대조군 시험은 최소 6개월마다 시험실 시험을 시행하여 양성 반응을 증명하고, 시험 장치의 타당성을 입증하여야 한다.

5) 비침습적 인체시험 / 임상시험

만일 시험검체가 동물시험에서 독성 물질, 감작제, 자극제가 아님이 입증되었다면, 인체를 대상으로 하는 비침습적 피부 자극성 시험을 고려할 수 있다.

4. 예비시험 시의 고려사항

4.1 예비시험을 고려하는 과정 중에 자극성 및/또는 감작성 시험이 필요하지 않다는 결론을 내릴 수 있다.

제1장 제6항과 아래의 항에 제시되어 있는 필요조건들이 적용된다.

4.2 시험검체의 유형

4.2.1 초기의 고려 사항

의료기기가 제조 또는 조립되는 동안 추가적인 화학적 성분, 예를 들어, 윤활제나 몰드 이형제와 같은 성분들이 사용되는지를 고려하여야 한다. 이외에도 멸균과정에서 발생하는 반응 산물, 멸균 잔류물, 조립 시의 접착제 잔류물, 용매 잔류물, 제조과정의 보조제 및 개시제 등의 화학성분이 완제품에 남아있을 수 있다. 이들 성분이 위해/위험을 나타내는지 여부는 완제품의 누출 또는 분해 특성에 달려있다.

4.2.2 세라믹, 금속, 합금

이 시험검체는 일반적으로 화학적 조성의 수가 중합체나 생물학적으로 유도된 시험검체보다는 덜 복잡하다.

4.2.3 중합체

이 물질은 일반적으로 조성의 측면에서 4.2.1항에 제시되어 있는 물질보다는 화학적으로 더 복잡하다. 수많은 첨가제가 존재할 수 있고, 중합의 완전도도 다양할 수 있다.

4.2.4 생물학적으로 유도된 물질

이 물질은 본래 조성이 복잡하다. 이 물질은 종종 공정상의 잔류물(예를 들면 가교제와 항균제)이 함유되어 있다. 생물학적 물질은 검체마다 균일하지 않다.

본 장의 시험방법은 생물학적으로 유도된 물질의 시험을 위해 설계된 것들이 아니므로 적절하지 않을 수 있다. 예를 들어, 본 장의 시험방법은 교차-종(cross-species) 감작성은 고려하지 않고 있다.

4.3 화학적 조성에 대한 정보

4.3.1 일반사항

물질의 화학적 조성에 관한 완전한 정성 자료를 확립하여야 한다. 생물학적 안전성과 관련이 있는 경우에도 정량 자료를 확보하여야 한다. 만일 정량 자료가 확보되지 않으면, 이론적 근거가 제출되어야 하고, 그 근거는 타당하여야 한다.

4.3.2 기존 자료의 출처

조성에 대한 정성 및 정량 정보는 가능한 한 원자재의 공급자로부터 확보하여야 한다.

중합체의 경우에는 종종 특허 정보에 접근을 해야 할 필요가 있다. 그러한 기밀 정보의 이용 및 이전에 관한 규정이 만들어져야 한다.

보조 공정 첨가물(예를 들어, 몰드 이형제)에 관한 정성 정보도 마찬가지로 부품 제조업자와 가공업자(convert)를 포함하여 제조 공정의 구성원들로부터 제공받아야 한다.

조성에 관한 자료가 존재하지 않는 경우에는, 해당 물질에 대한 가장 적절한 분석 방법을 선정하기 위해 원자재 및 첨가제의 특성 확립에 관한 문헌고찰이 권장된다.

주) 세라믹, 금속, 그리고 합금의 조성은 ISO나 미국 원자재 시험 학회 (ASTM)의 표준을 따를 수 있고, 그리고/또는 사용자가 그 조건을 지정할 수도 있다. 그러나 조성에 관한 전체적인 정성 및 정량 자료를 얻기 위해서는 원자재의 제조업자나 공급업자에게 이를 요구할 필요가 있고, 공정상 보조제를 확인하기 위해서 부품 제조업자에게도 이를 요구할 필요가 있다. 원자재 마스터 파일 (master file)에 접근할 수 있는 경우에는 규제 당국이 관리를 하고 있는 원자재 마스터 파일이 또 하나의 정보 출처가 된다.

4.4 원자재 특성분석

조성에 관한 세부적인 사항들을 얻을 수 없거나, 단지 정성 정보만을 얻을 수 있는 경우, 또는 제조 과정이 진행되는 동안 신물질 또는 알려지지 않은 물질의 발생이 예상되는 경우, 원자재에 대한 분석을 수행할 필요가 있다.

시험검체에 관한 조사에는 타당한 분석 방법이 사용되어야 한다. 모든 분석 방법의 타당성이 입증되어야 하며, 승인되고, 보고되어야 한다. 만일 아직까지 알려져 있지 않다면, 가능한 한 체내 또는 체외 시험에 앞서 시험물질(화학용액)의 pH를 측정하여야 한다. 용출물의 화학적 분석(정성 및 정량분석)은 유용한 정보를 제공해 주기도 한다. 이러한 맥락에서 용출물의 화학적 분석이 이미 용출물에 함유되어 있는 성분이 잠재적으로 감작과 자극을 유발시킬 수 있다는 정보를 포함하고 있는 경우, 감작과 자극성 시험이 불필요하다는 결론을 내릴 수도 있다.

5. 자극성 시험

5.1 체외 자극성 시험

쥐(rat)의 피부 경피성전기저항 (Transcutaneous Electrical Resistance, TER)시험과 EPISKIN 시험은 화학물질의 피부 부식성을 평가하기 위한 대안으로 국제적으로 인정받은 시험방법이다. 현재까지 검증된 피부 자극성 평가 방법은 존재하지 않는다.

국가 및 국제기관들은 대안적인 방법을 모색함과 동시에 피부 자극성에 대한 체외 시험을 개발하고 검증하기 위한 작업을 진행하고 있다; 다른 기관들은 비침습 기법을 이용해 종점(endpoint)을 보다 확실하게 규명하기 위하여 사람과 동물의 반응을 양적으로 측정하는 방법들을 대안으로 개발하고 있다. 부록C.1 참조.

5.2 시험의 설계와 선정 시 고려 사항

의료기기의 자극성 시험은 완제품 그리고/또는 완제품의 용출물로 시행한다.

자극성 연구의 결과에 영향을 미치는 요인들은 다음과 같다.

1) 첩포시험에 사용되는 의료기기의 특성

2) 시험물질의 투여량

3) 시험물질의 적용방법

4) 폐쇄 정도

5) 적용부위

6) 노출 횟수 및 기간

7) 시험결과를 평가하는데 사용된 기법

추가적인 배경 정보는 부록 C에 제시되어 있다.

시험의 유연성을 높임으로써, 사용조건과 모집단 노출의 적합성을 꾀하여 시험의 감도를 증가시킬 수 있는 반면, 시험절차에 일관성을 기하게 되면 시험실간 서로 다른 시험물질에 대한 시험결과를 비교할 수 있다.

시험은 임상적인 상황에서 예상되는 접촉(시간 및/또는 농도)을 과장하여 설계하여야 하고, 시험결과를 해석할 때 이를 고려하여야 한다.

시험검체의 pH가 2이하이거나 11.5이상인 경우에는 그 재료는 자극성이 있다고 공표되어야 하고 추가적인 시험은 요구되지 않는다. 그러나 시험재료의 산성/알칼리성에 관한 시험자료만으로는 그 시험물질이 심각한 손상을 일으키는 것으로 판단할 수는 없다. 시험물질의 접촉기간, 농도, 그리고 다양한 물리적․화학적 특성들도 중요한 요소이다.

주) 정상 피부와 손상된 피부에 광범위하게 이용하고자 하는 제품의 경우에는 일반적으로 어떠한 위험성도 허용되지 않는다. 그러나 자극이 일어날 수 있는 가능성이 있음에도 불구하고 다수의 제품들은 의도된 생물학적 작용이나 제품 고유의 이익으로 인해 받아들여지고 있다.

5.3 피부자극성 동물시험

5.3.1 원리

적합한 동물 모델을 이용하여 피부 자극을 유발하는 시험으로 시험물질의 피부자극 잠재성을 평가한다.

선호되고 있는 동물 모델은 토끼이다.

5.3.2 시험물질

시험물질이 고체이거나 액체인 경우에는 부록A에 명시되어 있는 내용에 따라 준비하여야 한다.

평가의 민감도를 증명하기 위하여 동물 각각에 음성 대조군과 양성 대조군을 포함시키는 것이 바람직하다. 각각의 동물에는 두 개의 대조군 부위와 두 개의 시험부위가 존재하기 때문에 동일한 매개체를 사용하여 대조군과 최대 두 개의 시험물질을 함께 사용하기도 한다.

5.3.3 동물과 관리

동일한 품종으로 암, 수구별 없이 무게 2kg 이상의 젊고 건강한 알비노 토끼 성체를 이용하여야 한다.

“제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리하여야 한다.

자극성이 예상되는 경우에는 먼저 한 마리 동물로만 시험하는 것을 고려해야 한다. 명확한 양성 반응[홍반이나 부종 어느 것이든 수치가 2보다 큰 경우 (표 3 참조)]이 관찰되지 않는다면, 최소 두 마리의 동물을 더 이용하여 시험을 수행하여야 한다. 만약 반응이 나타나지 않을 것으로 예상되는 경우에는, 최초 시험을 세 마리의 동물로 수행할 수 있다. 만약 최소 세 마리의 동물을 이용한 시험에서도 반응이 분명하지 않다면, 추가 시험을 고려하여야 한다.

5.3.4 시험과정

5.3.4.1 동물의 준비

가장 중요한 요소는 피부의 상태이다. 피부가 손상되지 않고 건강한 동물만을 이용한다. 시험부위 (약 10cm × 15cm)를 모두 이용하고 관찰하기 위하여 24시간～4시간 이내에 등뼈 양쪽으로 충분한 거리를 확보할 수 있도록 하여 털을 짧게 깎는다.

반복적인 노출에 적응시키고 관찰을 용이하게 하기 위하여 털을 다시 잘라내기도 한다. 탈모제는 시험기관에서 그 공정이 검증된 경우에 숙련된 전문가에 의해 사용될 수 있다. 반복 노출이 필요한 경우, 5.3.4.2항, 5.3.4.3항 또는 5.3.4.4항에 제시된 과정에 따라 최대 21일 동안 반복한다.

1. 머리 쪽                             5. 대조군 부위

2. 시험부위                            6. 시험부위

3. 대조군 부위                         7. 꼬리 쪽

4. 제모한 등 쪽

그림 1 - 피부 적용부위의 위치

5.3.4.2 분말 또는 액상검체의 적용

그림 1에 제시된 각각의 시험 피부 부위에 0.5g 또는 0.5ml의 시험물질을 직접 바른다. 단단하고 소수성인 시험물질의 경우에는 촉촉하게 적실 필요가 없다. 시험물질이 분말인 경우에는 사용하기 전에 적당한 용매나 물로 약간 적셔야 한다. (부록A 참조).

2.5cm × 2.5 cm의 비폐쇄드레싱(흡수성 거즈 첩포)으로 적용부위를 덮고 난 후 최소 4시간 동안 붕대(반폐쇄 또는 폐쇄붕대)로 적용부위를 감싸둔다. 접촉 시간이 끝나면 드레싱을 제거하고 영구적인 잉크로 부위의 위치를 표시한다. 적당한 비자극성 용매나 미지근한 물로 닦아내는 것과 같은 적절한 방법을 이용하여 남은 시험물질을 제거하고, 조심스럽게 건조시킨다.

5.3.4.3 용출물과 용출용매의 적용

2.5cm × 2.5 cm의 흡수성 거즈 첩포에 적당한 용출물을 바른다. 충분한 양의 용출물(보통 첩포 당 0.5g 또는 0.5ml)을 이용하여 거즈를 흠뻑 적신다. 그림 1에 제시된 대로 동물의 양쪽에 첩포를 하나씩 붙인다. 그림 1에서 가리키는 대로 용출용매로 적신 거즈의 대조군 첩포를 붙인다.

최소 4시간 동안 붕대(반폐쇄 또는 폐쇄붕대)로 적용부위를 감싸둔다. 접촉 시간이 끝나면 드레싱을 제거하고 영구적인 잉크로 부위의 위치를 표시한다. 적당한 비자극성 용매나 미지근한 물로 닦아내는 것과 같은 적절한 방법을 이용하여 남은 시험물질을 제거하고, 조심스럽게 건조시킨다.

5.3.4.4 고형 검체

그림 1에 제시된 피부의 시험부위 각각에 시험물질을 직접 바른다. 동일한 방법으로 각각의 토끼에 대조군을 바른다. 고체로 시험을 하는 경우(필요한 경우 분쇄하기도 하는), 충분한 피부 접촉을 위해 물 또는 필요한 경우 대체 용매를 이용하여 시험물질을 충분하게 적셔야 한다.(부록A 참조) 용매를 사용하는 경우, 시험물질에 의한 피부 자극에 용매가 미치는 영향을 고려해야 한다.

2.5cm × 2.5 cm의 비폐쇄드레싱(거즈 첩포와 같은)으로 적용부위를 덮고 난 후 최소 4시간 동안 붕대(반폐쇄 또는 폐쇄붕대)로 적용부위를 감싸둔다. 접촉 시간이 끝나면 드레싱을 제거하고 영구적인 잉크로 부위의 위치를 표시한다. 적당한 비자극성 용매나 미지근한 물로 닦아내는 것과 같은 적절한 방법을 이용하여 남은 시험물질을 제거하고, 조심스럽게 건조시킨다.

5.3.5 동물의 관찰

5.3.5.1 일반사항

피부 반응을 시각화하기 위하여 전파장(full-spectrum) 조명이나 자연(natural) 조명을 이용할 것을 강력히 권장하고 있다. 표 3에 제시되어 있는 수치 체계에 따라 매 시간 간격마다 각각의 적용부위에 대한 피부 홍반과 부종 반응 수치를 채점하고, 기술하며, 시험보고서를 위해 결과를 기록한다.

주) 어떤 경우에는 조직학적 혹은 비침습 기법이 피부 반응 평가를 보조할 수 있다.

5.3.5.2 1회 노출 시험

1회 노출 시험의 경우에는 첩포를 제거한 후 1시간, 24시간, 48시간, 72시간 마다 적용부위의 모습을 각각 기록한다. 지속적인 손상이 일어나는 경우에는 손상의 가역성이나 비가역성을 평가하기 위하여 관찰 기간을 연장할 필요가 있다. 필요한 기간은 14일을 초과하지 않는다.

5.3.5.3 반복 노출 시험

반복 노출은 급성 1회 노출 시험이 완료된 이후에 실시되어야한다 (적어도 관찰하고 72시간이 지난 후에)

반복 노출 시험의 경우에는 첩포를 제거하고 1시간 후에 그리고 다음 적용 직전에 적용부위의 모습을 기록한다. 노출의 횟수는 다양하다.

마지막 노출 후에 첩포를 제거하고 1시간, 24시간, 48시간, 72시간 마다 적용부위의 모습을 각각 기록한다. 지속적인 손상이 일어나는 경우에는 손상의 가역성이나 비가역성을 평가하기 위하여 관찰 기간을 연장할 필요가 있다. 필요한 기간은 14일을 초과하지 않는다.

표 3 - 피부반응 점수체계

반 응	1차 피부 자극 점수
홍반과 가피 형성
홍반 없음	0
아주 약간의 홍반 (거의 지각할 수 없는)	1
잘 형성된 홍반	2
중간 정도의 홍반	3
가피의 형성으로 홍반의 등급을 매기지 못하는	4
부종 정보
부종 없음	0
아주 약간의 부종 (거의 지각할 수 없는)	1
잘 형성된 부종 (부종의 경계가 명확한)	2
중간 정도의 부종 (1mm 정도 부풀어 오른)	3
극심한 부종 (1mm 이상 부풀어 오르고 노출 범위 이상으로 확장된)	4
가능한 총 자극점수	8
피부 부위에 나타나는 기타 해로운 변화들을 기록하고 보고한다.

5.3.6 결과의 평가

1회 노출 시험의 경우에는 다음과 같이 1차 자극 지수(PII; Primary Irritation Index)를 측정한다.

24시간, 48시간, 72시간 관찰결과만을 계산에 이용한다. 투여 이전의 관찰 또는 회복을 감시하기 위하여 72시간이 지난 후에 관찰한 결과는 측정치로 사용하지 않는다.

각각의 동물에 대하여 시간대별로 홍반과 부종에 대한 시험물질의 1차 피부 자극 점수를 더하고, 그 총합을 총 관찰 횟수로 나눈다.(이러한 맥락에서 1회 관찰에는 각각의 시험부위에서 나타나는 홍반과 부종이 모두 포함된다). 공시험액 또는 음성 대조군을 사용하는 경우에는 대조군에 대한 1차 피부 자극 점수를 계산하고, 시험물질에 대한 점수에서 대조군에 대해 계산한 점수를 빼 1차 피부 자극 점수를 구한다. 각 동물의 점수를 더하고, 동물의 수로 총합을 나눈다. 이 값이 1차 자극 지수(PII)이다.

반복 노출에서는 다음과 같이 누적자극지수(Cumulative Irritation Index)를 계산한다.

각 동물에 대하여 일정한 시간대별로 홍반과 부종에 대한 1차 자극 점수를 함께 더하여 합계를 관찰의 총 회수로 나누어 각 시험동물당 자극 점수를 구한다.

각 동물의 자극 점수를 더하고 총 동물 숫자로 나눈다. 바로 이 값이 누적자극지수(Cumulative Irritation Index)이다.

누적자극지수는 표 4에 명시된 자극반응의 범주와 비교하여 적절한 범주를 보고서에 기록하도록 한다.

주) 누적자극지수의 범주는 토끼와 사람 두 종 모두에 대하여 많은 화학물질을 시험하였을 때 나타난 화학물질에 대한 토끼의 1차자극지수(PII)와 사람의 1차자극반응을 관련시킨 자료에 기초한 것이다.

어떤 반응의 경우에는, 표 3에 의거하여 각 동물에 대한 최대 1차자극점수, 반응시작시간, 최대반응 시간을 기록한다.

표 4에 제시된 점수와 설명(반응 범주)은 1차 자극 점수 또는 누적 자극 점수의 특성을 나타내고 있다. 시험된 용출물이 서로 다른 경우에는 최대 1차 자극 점수를 나타내는 것에 의해 반응 범주가 결정된다.

평균 점수	반응 범주
0 - 0.4	무시해도 좋은
0.5 - 1.9	약간 있는
2 - 4.9	중간 정도의
5 - 8	심한

표 4 - 토끼의 자극 반응 범주

5.3.7 시험보고서

시험보고서는 다음과 같은 내용을 포함하여야 한다.

1) 시험원자재나 의료기기에 대한 설명

2) 시험원자재나 의료기기의 사용목적/적용

3) 시험원자재나 시험검체의 준비방법에 대한 자세한 설명

4) 시험동물

5) 시험부위에의 적용방법과 붕대 원자재의 유형(반폐쇄 또는 폐쇄)

6) 적용부위의 표시방법과 관찰내용

7) 관찰결과

8) 반복노출 시 노출 횟수와 노출 간격

9) 결과의 평가

5.4 사람 피부 자극성 시험

5.4.1 서론

현재 위험 요인을 규명하기 위하여 사람의 피부 자극성을 예측하는 시험은 주로 시험동물의 사용에 의존하고 있다 (부록 C 참조). 그러나 동물 자료에 의거하여 사람의 피부 자극성을 추정하는 데에는 문제가 있다. 사람에게 최고 수준으로 노출되는 화학 물질 (예를 들어, 화장품이나 세제)의 경우에는 종종 사람의 피부 첩포 시험방법을 이용해 위험성을 평가한다.

사람 피부에 대한 시험은 몇 가지 목적을 충족시켜줄 수 있다.

1) 시험동물 보다는 사람을 대상으로 하는 화학 물질 시험으로 사람에 대한 위험성을 직접적으로 규명

2) 사람에게 최고 수준으로 노출되는 특정한 화학 물질의 위험성 평가를 제공

3) 과거에 시험동물 시험에서 얻어진 자료를 인간에게 외삽하는 것을 용이하게함

본 장은 위해를 규명하기 위하여 피부 자극성에 대한 자료를 사람에게서 직접 얻을 수 있도록 한다. 이것의 목적은 급성 노출로 인해 시험물질이 중대한 피부 자극의 위해를 나타내는 지의 여부를 측정하기 위한 것이다.

임상 시험은, “식품의약품안전청 고시 제2005-39호 의료기기임상시험실시기준” 및 ISO 14155-1과 ISO 14155-2에 따라 시행되어야 한다.

주) 자극성 시험에 대한 추가 자료는 부록C.1 참조

5.4.2 시험 전 고려 사항

피부 흡수 자료를 포함한 시험물질과 시험물질의 화학적 조성에 대한 독성 분석표를 통해 중대한 건강상 손상을 야기하지 않는 시험이라는 것을 나타내야 한다.

다음은 시험물질을 사람에게 시험해서는 안 되는 경우이다.

1) 체내 또는 체외 예측 평가에서 시험물질이 자극성이 있는 것으로 나타난 경우.

2) 체내 또는 체외 예측 평가에서 시험물질이 부식성이 있는 것으로 나타난 경우.

3) 물리화학적 특성 및/또는 구조/기능 상관성에 근거하여 사람 피부에 대해 잠재적인 부식성이 예측되는 강산 또는 알칼리성 잔류물과 같은 물질인 경우.

4) 시험물질이 피부 손상이나 기도 감작을 나타내는 경우.

5) 시험물질이 시험조건 하에서 급성 독성의 위험성을 나타내는 경우.

6) 시험물질이 유전 독성, 생식 독성 또는 발암성의 위험성을 나타내는 경우.

지원자의 선정과 관련된 추가적 지침은 5.4.5.1항과 부록C.1에 제시되어 있다.

5.4.3 원리

시험하려는 시험물질의 1회 투여는 지원자의 피부를 폐쇄한 상태에서 시행되어야 한다. 시험물질을 단기간 동안 적용하여 자극을 최소한으로 유지한다. 특정 환경 하에서는 장기적 노출이 적절할 수도 있다.

평가의 주요 수단은 동시에 측정한 양성 대조군에 대한 반응과 관련하여 피부 자극을 일으키는 지원자의 비율을 측정하는 것이다.

5.4.4. 시험방법

5.4.4.1 지원자의 선정

본 장은 건강한 지원자를 대상으로 시험하기 위하여 설계되었다. 지원자는 임신과 수유를 하지 않는 18세 이상의 사람으로 선정하여야 한다. 또한 피부염의 징후가 보이거나 시험물질에 대해 민감한 지원자는 시험에서 제외시켜야 한다. 자격을 갖춘 사람이나 피부과 전문의가 지원자의 선정을 관리하고 감독하여야 한다.

5.4.4.2 투여 준비

일반적으로 액상 시험물질은 희석하지 않고 사용한다. 고형 시험물질로 시험을 하는 경우에는 피부와 충분히 접촉하도록 하기 위하여 적은 양의 물 (대체로 0.2ml)이나 다른 적당한 용매를 이용하여 시험물질을 적신다. 고형 시험물질의 구조를 고려해야하며, 시험물질 준비방법의 선정에는 충분한 근거가 있어야 한다. 젖은 검체를 이용하는 경우, 각각의 시험대상에 동일한 양의 시험물질이 적용되도록 주의한다. 시험검체를 적시기 위한 물의 양은 각각의 시험대상에 대해 동일하게 하고, 그 양을 기록한다.

용매를 사용하는 경우에 시험물질로 인한 피부자극에 용매가 미치는 영향을 고려해야 한다. 고체 화합물에 대한 습윤제로 물 이외의 용매를 사용하는 경우에는 각각의 대상에 공시험액 (용매 대조군)첩포를 붙일 것을 고려한다.

5.4.4.3 과정

5.4.4.3.1 지원자의 수

최소한 30명의 지원자들 (남성과 여성의 비율이 각각 3분의 1 이상)이 시험을 완수해야 한다.

5.4.3.2 시험물질의 적용

적합한 부위, 예를 들어 상완 바깥쪽에 있는 건강한 피부에 거즈 패드가 들어있는 폐쇄 챔버를 이용해 시험검체를 적용한다. 적용부위는 모든 지원자에게 동일해야 하고, 기록되어야 한다. 일반적으로 첩포의 크기는 1.8cm이상이 되어야 하며, 지름은 가급적으로 2.5cm가 되어야 한다. 노출 기간이 지속되는 동안 비자극성 테이프를 포함해 자극성이 없는 드레싱으로 첩포를 피부에 접촉시켜야 한다.

첩포는 단위 면적당 적당한 투여량을 전달해 주어야 한다. 시험검체의 양은 1 cm2 당 약 50mg～100mg이 가장 적당한 것으로 간주된다. 액상 시험물질을 사용하는 경우에는 일반적으로 0.2ml～0.4ml를 거즈 패드에 첨가하여 적신다. 고형 시험물질을 사용하는 경우, 일반적으로 0.2g의 시험물질을 촉촉하게 적셔 거즈패드에 적용한다. 고형 시험검체를 대신해서 적용하는 방법으로써, 거즈패드는 촉촉하게 적시고, 시험물질은 전체 시험부위를 덮는다.

5.4.4.3.3 노출 기간

불필요한 강력한 반응이 발생하지 않도록 신중한 시험 접근법을 채택하여야 한다. 순차적 첩포 검사에서는 심각하지 않은 양성 자극 반응이 나타날 수 있다. 첩포는 15분, 30분, 1시간, 2시간, 3시간, 4시간으로 단계적으로 적용한다. 1시간 노출 후 과도한 반응이 나타날 것 같은 충분한 징후가 없는 경우, 15분 및/또는 30분의 노출 기간은 생략할 수 있다. 지연성 과민반응을 적절하게 평가하기 위하여 피부의 다른 부위에 24시간동안 폐쇄 첩포를 적용한다. 이와 같이 노출시간을 연장하는 것은 단기간의 노출에서 피부 자극의 발생이 없는 경우(최소한 48시간까지 평가한다)에 한한다.

장기간 노출을 위해 시험검체를 적용할 때에는 항상 이전에 처리하지 않은 부위를 사용하여야 한다.

노출 기간이 끝나면, 사용해도 되는 적절한 용매나 물을 이용하여 표피를 손상시키지 않고 기존의 반응이 변형되지 않도록 남아있는 시험검체를 제거해야 한다.

5.4.4.3.4 제한적 노출

시험검체가 심한 자극성을 나타낼 가능성이 있는 경우, 5.4.4.3.3.에 기술되어 있는 것처럼 적용 기간을 단계적으로 증가시키는 것 이외에, 노출 시간을 감소시켜 그 시험결과로부터 시험의 진행을 결정할 수 있다. 48시간/72시간의 결과를 보고 난 다음 첩포를 붙여야 한다.

5.4.4.3.5 피부 반응 등급과 임상적 관찰

처리부위에서 자극성 징후를 검사하고 첩포 제거 직후, 제거 후 1시간, 2시간, 4시간, 72시간 마다 반응의 등급을 매긴다. 만약 반응의 가역성을 측정할 필요가 있는 경우, 관찰기간은 72시간 이상으로 늘릴 수 있다. 이 외에도 시험 전, 후의 피부 상태를 자세히 묘사해야 한다(예를 들어, 착색과 수화정도). 표 5의 등급에 따라 피부 자극 등급을 매기고 기록한다.

비침습적 생물공학 방법이 이용되기도 한다 (부록 C 참조).

표 5 - 사람의 피부 자극성 시험, 등급표

반응의 특징	등급
반응 없음	0
아주 약간의 양성 반응 (일반적으로 처리부위 대부분에서 나타나는 건조 및/또는 연한 홍반이 특징)	1
중간 정도의 양성 반응 (일반적으로 처리부위를 넘어서 확산된 뚜렷한 건조 또는 홍반이 특징)	2
강력한 양성 반응 (종종 가피의 형성 및/또는 부종을 수반하는 강력한 홍반과 그러한 홍반의 확산)	3

4시간미만의 노출 결과가 1등급 이상의 반응을 나타낸 지원자에 대해, 4시간 동안 시험검체에 노출시킨다면 더 강한 반응이 나타날 것으로 가정한다. 1등급 이상의 반응을 나타낸 지원자의 경우, 그 지원자를 대상으로 시험검체를 추가적으로 적용할 필요가 없다. 지원자를 적절하게 보호하기 위한 추가적인 관찰이 필요하다. 자극성에 대한 관찰 이외에도 기타 영향들을 자세히 묘사하고, 기록한다. 예를 들어, 지원자는 첩포 적용과 관련된 증상을 설명하는 훈련을 받아야 하며, 평가자는 첩포를 제거하자마자 반응(예를 들어 두드러기)을 즉각적으로 기록하는 훈련을 받아야 한다. 그러한 관찰을 통해, 자극 효과는 나타나지 않았으나 인지되었다면 시험보고서에 이를 포함시켜야 한다. 만일 그것이 중요한 것이라면, 지원자를 적절하게 보호하기 위하여 시험 관리차원에서 관찰내용을 고려해야 한다.

중요한 자료는 4시간까지 노출된 후에 피부 자극성을 나타내거나 피부 자극성이 나타날 것으로 예상되는 지원자의 숫자이다. 개체별로 반응을 일으키는 데 필요한 시간은(반응이 있더라도), 평가해야 하는 결과가 아니다; 이는 지원자를 적절하게 보호하기 위한 것일 뿐이다.

5.4.4.3.6  동시 양성 대조군 물질의 선별과 이론적 근거

사람의 자극성 반응은 다양하기 때문에 양성 대조군을 포함시켜 시험 패널이 시험 화합물의 자극 영향을 측정하기에 적합한지 결정한다. 가급적 자극 영향 특징을 가장 잘 나타내주는 20%의 황산 도데실 나트륨 (sodium dodecyl sulfate, SDS)을 양성대조군으로 사용한다(부록 C. 1 참조). 검증된 기타 대조군을 이용할 수도 있다.

통상적인 양성 대조군은 기준점(benchmark)으로써 시험에 포함될 수 있다. 피부 자극성은 절대적인 현상이 아니다. 모든 시험물질이 피부 자극을 일으킬 수 있다. 이는 단순히 노출의 정도와 특성 그리고 투여량의 문제이다. 따라서 사람의 피부 자극성 시험은 거의 항상 상대적이고, 알려진 화학적 자극과 관련이 있어야 한다.

5.4.5 시험자료와 보고서

5.4.5.1 시험자료

시험자료는, 양성 대조군과 음성 대조군의 결과를 포함하여, 첩포를 제거한 후 24시간, 48시간, 72시간에서의 각각 대상에 대한 자극성 등급과 기타 관찰된 영향을 표의 형식으로 요약하여 나타내도록 한다.

5.4.5.2 자료 평가 및 해석

본 시험의 목적은 급성 노출에 의해 시험물질이 중대한 피부 자극의 잠재적 위험성을 나타내는지를 측정하기 위한 것이다. 따라서 시험물질이 빈번한 피부자극을 일으키고 그 자극이 양성 대조군과 유사하거나 또는 그보다 큰 경우, 이는 중대한 피부 자극으로 간주되어야 한다. 한편, 시험물질이 빈번한 피부자극을 일으키지만 그 자극이 양성 대조군보다 충분히 작다면, 중대한 피부 자극으로 간주하지 않을 수 있다. 중요한 것은 지원자 보호 측면에서 만들어진 중간결과자료를 종점(endpoint)자료(자극 반응을 보이는 대상의 비율)와 혼동해서는 안 된다는 것이다. 또한 대상간의 피부자극에 대한 감수성 차이를 시험물질의 일반적인 피부자극 잠재성의 문제와 혼동해서는 안 된다.

5.4.5.4 시험보고서

시험보고서에는 다음과 같은 정보들이 수록되어야 한다.

1) 지원자로부터 동의 확인과 윤리적 고려 사항

2) 시험검체

- 물리적 특성과, 해당되는 경우, 물리화학적 특성

- 동정(identification) 자료

3) 용매

- 고형 시험검체를 적시는 데 사용된 용매에 대한 규명과 해당 용매 선정의 타당성 입증

4) 지원자

- 시험검체를 적용할 지원자의 숫자

- 지원자의 연령/성별 분포

5) 결과

- 0시간, 12 시간, 24시간, 48시간, 72시간, 기타 시간에서의 반응율

- 각각의 관찰 시간 동안 대상의 자극 반응 자료에 관한 표 (예를 들어, 첩포를 제거하고 난 후에 24시간, 48시간, 72시간에서의 자극 반응율의 빈도수를 요약한 표)

- 관찰된 모든 자극 반응에 대한 설명

- 관찰된 자극성 이외에 기타 영향들에 대한 설명

- 결과의 통계적 처리 (양성 대조군과의 비교, 예를 들어, 피셔의 정확검증 방법[Fisher's exact test])

- 만약 체내․체외 동물 시험이 사람 지원자에게 시험하기 이전에 수행되었다면, 시험과정의 세부사항과 시험검체 및 참고물질을 통해 얻어진 결과를 포함하는 체내․체외 동물 시험의 설명 또는 참고사항.

6) 결과의 검토

6. 지연성 과민반응 시험

6.1 시험방법의 선정

일반적으로 지연성 과민반응 시험에는 기니피그 극대화시험(guinea pig maximization test; GPMT)과 폐쇄첩포시험(Buehler test, 뷰러 시험)이 사용된다.

극대화 시험방법은 가장 민감한 방법으로, 단일 화학 물질 평가에서 선호되고 있고, 용출물 평가에도 유용한 것으로 보고되고 있다. 최근에는 쥐과의 국부적 림프절 평가 방법 (Murine Local Lymph Node Assay, LLNA)이 단일 화학 물질을 시험하기 위한 기니피그 평가 방법의 유일한 대안으로 국제적으로 인정받고 있다.

주) 대체 방법에 관한 목록과 이론적 근거는 부록 C에 제시되어 있다.

6.2 시험검체 농도의 선정

6.2.1 일반사항

단일 화학 물질에 대한 잠재적 감작성 시험에 관한 현행 지침은 한 가지 농도만을 이용해 시험할 것을 권고하고 있다. 그러나 시험결과는 투여량과 밀접한 연관이 있으며, 용출물을 평가하기 위한 시험일 경우에는 시험되는 용출물의 정성 및 정량 분석이 권고된다.

6.2.2 유도

감작율은 유도 투여량에 의해 좌우되며, 그 양은 중간 정도의 자극을 일으키는 것이어야 한다. 자극 역치(threshold)에 영향을 미치지 않는다면, 가능한 가장 높은 농도를 선택한다. 그러나 이것이 동물의 건강상태에 영향을 미치는 것이어서는 안 된다. 유도 투여량은 지표시험(Pilot experiment)을 바탕으로 선정한다. 통상적인 용매로 용출한 용출물은 비경구 투여일 경우, 희석되지 않은 용출물은 지표시험의 대상으로 하지 않는다.

6.2.3 유발(challenge)

유발 농도도 마찬가지로 과거에 시험검체에 노출된 적이 없는 동물의 지표 시험을 근거로 한다. 자극 역치 아래에 있는 농도를 사용해야 한다. 결과에 대한 평가를 용이하게 하기 위하여 유발 과정에 한 가지 이상의 농도를 사용할 것을 권고한다(C. 2 참조).

6.3 시험결과에 영향을 미치는 기타 중요한 요소

시험검체의 생화학적 특성과 물리적 특성이 시험방법의 선정에 영향을 미친다. 극대화 시험은 피내 주사를 하여야 하므로, 시험동물에 피내 주사를 할 수 없는 경우에는 대체 방법을 사용한다.

모든 검체에 적합한 용매는 존재하지 않지만, 용해성과 침투력으로 노출을 최적화시켜주는 용매를 선정하여야 한다. 시험검체의 농도는 결과의 해석에 영향을 미치지 않는 범위에서 가장 높은 것이어야 한다. 현탁액이 침전물을 만들어 정확한 양을 투여하는 것이 어렵기 때문에 대부분의 조사자들은 용액상태의 시험검체를 선호한다. 피내 주사를 위한 용매에는 식염수, 프로필렌글리콜 (propyleneglycol), 식물성 유지가 포함된다.

다양한 실험실에서 나온 결과 간 차이의 원인은 여러 가지가 있을 수 있다. 다음의 요소들은 시험과정에서 중요한 것들이다; 시험환경상태, 동물의 시험부위, 털 제거방법(자르기/면도 또는 화학적 탈모), 첩포 모양, 시험검체의 양, 폐쇄의 특성(quality), 노출시간, 동물 관찰결과. 동물의 반응성도 유전적 요인 및 관리에 따라 다양하다.

반응의 심한 정도는 해석에 도움이 되기는 하지만, 양성 시험결과를 표시해주는 가장 필수적인 요소는 적절한 대조군들에 대한 (유발; challenge에서) 양성 반응을 나타내는 시험동물의 숫자를 비교하는 것이다. 유발(challenge)시험결과가 모호한 경우, 재유발(rechallenge)로 명확한 결과를 얻을 수 있다.

시험과정의 재현성과 민감성을 확인하기 위해, 머캡토벤조티아졸, (mercaptobenzothiazole) 핵실시아나믹알데히드 (hexyl ciannamic aldehyde), 벤조카인 (benzocaine)과 같이 잘 알려진 접촉 알레르겐에 대한 시험을 정기적으로 실시하여야 한다.

6.4 지연성 과민반응에 대한 극대화 시험

6.4.1 원리

본 시험은 기니피그 극대화 시험에서 단일 화학 물질에 적용된 기법을 이용하여 기니피그에게 피부 감작을 일으킬 수 있는 시험물질의 잠재성을 평가한다.

6.4.2 시험검체 준비

시험물질이 액체이거나 고체인 경우에는 부록 A에 설명된 바에 따라 시험검체를 준비해야 한다. 시험검체의 농도는 결과의 해석에 영향을 미치지 않는 범위에서 가장 높은 것이어야 한다(6.4.4.2항 참조).

6.4.3 동물과 관리

단일교배종으로(single outbred strain) 암, 수구별 없이 무게가 300g에서 500g인 젊고 건강한 알비노 기니피그 성체를 이용하여야 한다. 암컷을 사용하는 경우에는 출산의 경험이 없고 임신하지 않은 것이어야 한다.

“제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고 관리해야 한다. 가장 알맞은 시험농도를 결정하기 위하여 한 세트의 동물로 예비시험을 실시하여야 한다(6.4.4.2항 참조).

시험물질이 액체이거나 고체인 경우에는 시험검체를 최소 10 마리의 동물에 처리해야 하며, 최소 5마리의 동물을 용매 대조군으로 써야 한다. 예비시험이 필요한 경우에는 추가 동물로 예비시험을 실시하여야 한다.

용출물로 시험하는 경우에는 시험검체를 최소 10마리의 동물에 처리해야 하며, 최소 5마리의 동물을 용매 대조군으로 써야 한다. 예비시험이 필요한 경우에는 추가 동물로 예비시험을 실시하여야 한다.

10마리의 시험동물과 5마리의 대조동물이 시험에서 완전히 음성을 나타내는 경우에는 10마리의 동물에 5마리를 더한 추가적인 시험에서도 양성결과가 나타나지 않을 것이다. 그러나 만일 반응이 불분명하게 나타난다면 재시험(6.4.6 참조)하여야 한다. 만약 모호한 반응이 지속되면, 최소 20마리의 시험동물과 10마리의 대조동물을 이용하여 새로운 시험을 실시한다.

6.4.4 시험과정

6.4.4.1 준비

시험과정의 모든 단계에 앞서 처리부위의 털을 모두 제거한다.

피내 주사의 경우에는 부위 당 0.1ml씩 주사한다.

국소적 적용의 경우에는, 흡수거즈 첩포 (4cm2-8cm2)나 적합한 여과지를 시험검체로 적시고, 털을 제거한 피부표면에 첩포를 붙이고 폐쇄드레싱으로 동물 몸통주위를 감싸서 보호한다.

6.4.4.2 예비시험

예비시험은 6.4.4.3항에 있는 본시험에 사용될 시험검체의 농도를 결정하기 위한 것이다. 통상적인 용매로 용출한 용출물을 희석하지 않은 경우, 예비시험의 대상으로 하지 않는다.

본시험(main test)이 진행되는 동안 피부가 자극될 가능성과 해석을 방해할 가능성을 평가하기 위하여 모든 동물에게 사전에 프루인드 완전 보조제 (Freund's complete adjuvant, FCA)를 주사할 것을 고려해야 한다. 최소한 3마리 동물의 옆구리에 일정 범위의 희석된 시험검체를 국소적으로 적용한다. 24시간 후에 첩포와 폐쇄드레싱을 제거하고, 표 6에 제시된 매그누슨과 클리그만 등급 (Magnusson and Kligman grading)을 이용하여 적용부위의 홍반과 부종을 평가한다.

본시험(main test)의 국소적 유도단계에서는, 약간의 홍반은 수반하지만, 동물에게 부작용을 일으키지 않는 범위에서 가장 높은 농도를 선정한다.

본시험(main test)의 유발(challenge) 단계에서는, 홍반을 일으키지 않는 범위에서 가장 높은 농도를 선정한다.

첩포 시험 반응	등급
눈에 띄는 변화 없음	0
분리성 또는 반성 홍반	1
중간 정도의 홍반과 융합성 홍반	2
심한 홍반과 부풀어 오름	3

표 6  매그누슨과 클리그만 (Magnusson and Kligman) 등급표

6.4.4.3 본시험(main test)

6.4.4.3.1 피내 유도단계

그림 2에 제시되어 있는 것처럼 털을 제거한 견갑골 내 부위(intrascapular region)에 있는 주사부위 (A, B, C)에 검체 0.1ml를 양쪽에 피내 주사한다.

부위 A : 프루인드 완전 보조제의 안정된 유화 액을 선정된 용매와 50 : 50 (양)의 비율로 혼합한다. 수용성 물질의 경우에는 생리식염수 (BP, USP 또는 이에 상응하는)를 사용한다.

부위 B : 시험검체 (희석하지 않은 용출물) : 대조동물에는 용매만을 주사한다.

부위 C : 부위 B에 사용된 농도와 같은 농도의 시험검체를 프루인드 완전 보조제 에멀젼과 용매를 50 : 50 (부피 비; 50%)으로 혼합하여 유화시킨다. 대조동물에 보조제와 함께 공 시험액 에멀젼을 주사한다.

		머리쪽
0.1ml 피내 주사	┏	A	A	┓	0.1ml 피내 주사
	┃	B	B	┃
	┃ ┗	C	C	┃ ┛
			*	━	털을 제거한 견갑골내 부위
		꼬리쪽

그림 2 - 피내 주사 부위의 위치

6.4.4.3.2 국소유도단계

피내유도단계가 완료된 지 7일 (±1)이 지나면 피내 주사부위를 덮을 수 있도록 약 8cm2 크기의 첩포(여과지 또는 흡수성 거즈)를 이용하여 시험검체를 개별동물의 견갑골 내 부위(intrascapular region)에 국소적으로 적용한다. 6.4.4.3.1항에서 부위B에 투여한 농도를 사용한다.

만약 6.4.4.3.1항에서 구할 수 있는 최대농도가 자극을 일으키지 않는다면, 첩포를 붙이기 24±2시간 전에 10%의 SDS(소디움 도데실 나트륨;sodium dodecyl sulfate)로 피부를 마사지 하여 해당부위를 전처리한다. 폐쇄드레싱으로 적용부위를 보호한다. 48±2시간이 지난 후에 드레싱과 첩포를 제거한다.

준비한 용출물을 바로 사용하도록 한다. 만일 24시간 이상 용출물을 보관하는 경우, 보관 조건에서 용출물의 안정성을 검증하여야 한다.

유사하게 공시험액만으로 대조동물을 처리한다.

6.4.4.3.3 유발 단계(challenge phase)

국소유도단계가 완료된 후 14일 (±1일)이 지나고 나면 모든 시험동물과 대조동물을 시험검체로 유발시킨다. 부위 C에 대해 6.4.4.3.1항에서 선정한 농도와 동일한 농도의 시험검체로 첩포 또는 챔버(chamber)를 적신 후 이를 이용하여 유도단계가 진행되는 동안 처리하지 않은 부위(옆구리 위쪽 부위)에 시험검체와 용매 대조군을 국소적으로 적용한다. 이 희석농도는 처리하지 않은 다른 부위에 유사한 방법으로 적용할 수도 있다. 폐쇄드레싱으로 보호해야 한다. 24±2시간이 지난 후에 드레싱과 첩포를 제거한다.

6.4.5 동물의 관찰

드레싱을 제거하고 24시간, 48시간 후에 시험동물과 대조동물의 유발된 피부부위의 모습을 관찰한다. 피부반응을 시각화하기 위하여 전 파장(full spectrum)조명이나 자연조명을 이용할 것을 권장한다. 표 6에 제시되어 있는 매그누슨과 클리그만 등급에 따라 매 시간 간격마다 각각의 적용부위에 대한 피부홍반과 부종반응 등급을 매기고, 이를 설명한다. 결과에 대한 평가에서 선입견을 최소화하기 위하여 처리방법에 관한 정보 없이 해석하도록 한다.

6.4.6 결과의 평가

대조동물의 매그누슨과 클리그만 등급이 1등급 미만을 나타내고, 시험군에서 1등급 이상인 경우 일반적으로 감작성을 나타낸다고 할 수 있다. 만일 대조동물이 1등급 이상으로 나타났다면, 시험동물에서의 반응은 감작 때문에 대조동물에서의 가장 심한 반응보다 더 심하게 나타날 것이라고 추정한다. 만일 반응이 불분명한 경우에는 첫 번째 유발시험의 결과를 확인하기 위하여 재유발할 것을 권고한다. 시험결과는 시험동물과 대조동물의 양성유발결과의 빈도수로 표시한다.

경우에 따라서 반응의 강도는 대조군에서 나타나는 것보다는 약하더라도 반응을 나타내는 동물들의 숫자가 대조군보다 시험군에 더 많기도 하다. 이런 경우에는 반응을 명확하게 규정하기 위해 재유발이 필요할 수도 있다. 재유발은 첫 번째 유발이 끝나고 1주에서 2주가 지난 후에 실시하여야 한다. 첫 번째 유발 방법과 동일한 방법을 사용하며, 동물 옆구리의 다른 부분을 이용한다.

새로운 프루인드 완전 보조제(FCA) 처리된 대조군을 사용할 것을 권고한다.

6.4.7 시험보고서

시험보고서에는 다음과 같은 내용들이 포함되어야 한다.

1) 시험원자재 또는 의료기기에 대한 설명

2) 시험검체 또는 원자재의 사용목적/적용

3) 시험검체, 시험원자재, 의료기기의 준비에 사용된 방법에 대한 세부적인 설명

4) 시험동물에 대한 설명

5) 시험부위에 대한 적용방법

6) 적용부위의 표시방법과 관찰내용

7) 관찰결과의 기록

8) 결과의 평가

6.5 지연성 과민반응에 대한 폐쇄 첩포 시험

6.5.1 원리

기니피그에게 피부 감작을 일으킬 수 있는 시험물질의 잠재성을 평가한다.

6.5.2 시험검체 준비

만일 물질을 그대로 투여할 수 없다면, 극성 용출물과 비극성 용출물을 이용하여 부록 A에 설명되어 있는 바에 따라 준비하여야 한다. 인체에 국소적으로 적용하는 의료기기 중 모양과 크기가 적절한 경우, 예를 들어 전극(electrode)은 그 자체로 부착될 수도 있다.

6.5.3 동물과 관리

단일교배종으로(single outbred strain) 암, 수구별 없이 무게가 300g에서 500g인 젊고 건강한 알비노 기니피그 성체를 이용하여야 한다. 암컷을 사용하는 경우에는 출산의 경험이 없고 임신하지 않은 것이어야 한다.

“제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리해야 한다. 가장 알맞은 시험농도를 결정하기 위하여 한 세트의 동물로 예비시험을 실시하여야 한다      (6.5.4.2항 참조).

시험물질이 액체이거나 고체인 경우에는 시험검체를 최소 10 마리의 동물에 처리해야 하며, 최소 5마리의 동물을 용매 대조군으로 써야 한다. 예비시험이 필요한 경우에는 추가 동물로 예비시험을 실시하여야 한다.

용출물로 시험하는 경우에는 시험검체를 최소 10마리의 동물에 처리해야 하며, 최소 5마리의 동물을 용매 대조군으로 써야 한다. 예비시험이 필요한 경우에는 추가 동물로 예비시험을 실시하여야 한다.

10마리의 시험동물과 5마리의 대조동물이 시험에서 완전히 음성을 나타내는 경우에는 10마리의 동물에 5마리를 더한 추가적인 시험에서도 양성 결과가 나타나지 않을 것이다. 그러나 만일 반응이 불분명하게 나타난다면 재시험(6.5.6 항 참조) 하여야 한다. 만약 모호한 반응이 지속되면, 최소 20마리의 시험동물과 10마리의 대조동물을 이용하여 새로운 시험을 실시한다.

6.5.4 시험과정

6.5.4.1 준비

시험과정의 모든 단계에 앞서 처리부위의 털을 모두 제거한다.

국소부위 적용의 경우에는 적당한 크기의 첩포 (여과지 또는 흡수 거즈)를 시험물질이나 용출물로 적시고, 털을 제거한 부위에 붙이고 폐쇄드레싱으로 덮은 후 6시간 동안 둔다. 시험부위를 안전하게 하기 위하여 각각의 동물들을 가두어 둘 것을 권고한다.

6.5.4.2 예비시험

예비시험은 6.5.4.3항에 있는 본시험에 사용될 시험검체의 농도를 결정하기 위한 것이다.

국소적 용도의 의료기기와, 통상적 용매로 용출한 용출물이 희석되지 않은 경우, 예비시험을 시행할 필요가 없다.

최소한 3마리 이상의 동물 옆구리에 적합한 첩포를 이용하여 4가지 농도의 시험검체를 국소적으로 적용한다. 6시간이 지난 후에 폐쇄드레싱과 첩포를 제거한다. 첩포를 제거한 후 4시간, 24시간, 48시간이 지나면 표 6에 있는 매그누슨과 클리그만 등급을 이용해 적용부위의 홍반과 부종을 평가한다.

다음의 사항을 결정한다.

a)본시험의 유도단계의 경우에 대해, 약간의 홍반은 수반하지만, 동물에게 부작용을 일으키지 않는 범위에서 가장 높은 농도를 선정한다.

b) 본시험의 유발단계의 경우에 대해, 홍반을 일으키지 않는 범위에서 가장 높은 농도를 선정한다.

6.5.4.3 본시험(main test)

6.5.4.3.1 유도단계

6.5.4.2 a)항에서 선정한 농도와 동일한 농도의 시험검체로 적신 적합한 첩포를 이용하여 각 동물의 털을 제거한 등 왼쪽 윗부분에 국소적으로 시험검체를 적용한다. 6시간 후에 가두어 두었던 것을 풀어주고 폐쇄드레싱과 첩포를 제거한다. 이와 같은 과정을 3주에 걸쳐 매 주마다 연속 3일 동안 반복한다. 공시험액만을 이용하여 유사한 방법으로 대조동물을 처리한다.

6.5.4.3.2 유발단계 (Challenge phase)

국소 유도단계가 완료된 후 14일 (±1일)이 지나고 나면 시험검체로 모든 시험동물과 대조동물을 유발시킨다. 6.5.4.2 b)항에서 선정한 농도와 동일한 농도의 시험검체로 적신 적합한 첩포를 이용하여, 털을 제거한 시험되지 않은 부위에 시험검체를 국소적으로 적용한다. 6시간 후에 가두었던 것을 풀어주고 폐쇄드레싱과 첩포를 제거한다.

6.5.5 동물의 관찰

최초의 유발이나 재 유발 노출 후 24±2시간이 지난 후에

a) 제조업체의 설명서에 따라 시험부위와 그 주변에 상업용 탈모제를 발라서 털을 제거하거나,

b) 모든 동물의 유발 부위와 그 주변을 면도한다.

털을 제거한 부위를 따뜻한 물로 완전히 닦아내고 수건으로 말린 후 우리(cage)에 다시 넣어둔다. 털을 제거한 후 최소 2시간이 지나면 표 6에 제시된 바에 따라 시험부위의 등급을 매긴다. 유발 첩포를 제거한 후 48±2시간이 지나면 등급을 다시 매긴다. 피부 반응을 시각화하기 위하여 전 파장(full-spectrum) 조명이나 자연 조명을 이용할 것을 권장한다. 결과에 대한 평가에서 선입견을 최소화하기 위하여 처리방법에 관한 정보 없이 해석할 것을 권고한다.

6.5.6 결과의 평가

대조동물의 매그누슨과 클리그만 등급이 1등급 미만을 나타내고, 시험군에서 1 등급 이상인 경우 일반적으로 감작성을 나타낸다고 할 수 있다. 만일 대조동물이 1등급 이상으로 나타났다면, 시험동물에서의 반응은 감작 때문에 대조동물에서의 가장 심한 반응보다 더 심하게 나타날 것이라고 추정한다. 첫 번째 유발의 결과를 확인하기 위해 재유발이 권장된다. 시험결과는 시험동물과 대조동물의 양성 유발결과의 빈도수로 표시한다.

경우에 따라서 반응의 강도는 대조군에서 나타나는 것보다는 약하더라도 반응을 나타내는 동물들의 숫자가 대조군보다 시험군에 더 많기도 하다. 이런 경우에는 반응을 명확하게 규정하기 위해 재유발이 필요할 수도 있다. 재유발은 첫 번째 유발이 끝나고 1주에서 2주가 지난 후에 실시하여야 한다. 첫 번째 유발 방법과 동일한 방법을 사용하며, 동물의 옆구리에서 다른 부분을 이용한다.

새로운 대조군을 사용할 것을 권장한다.

6.5.7 시험보고서

시험보고서에는 다음과 같은 내용들이 포함되어야 한다.

1) 시험원자재 또는 의료기기에 대한 설명

2) 시험검체 또는 원자재의 사용목적/적용

3) 시험검체, 시험원자재, 의료기기의 준비에 사용된 방법에 대한 세부적인 설명

4) 시험동물에 대한 설명

5) 시험부위에 대한 적용방법

6) 적용부위의 표시방법과 관찰내용

7) 관찰결과의 기록

8) 통계적 방법을 포함한 결과의 평가

7. 시험결과의 해석에 있어 핵심적인 요소들

본 장에 수록되어 있는 시험방법은 안전한 제품을 개발하기 위한 중요한 장치들이며, 자격을 갖춘 사람들에 의해 시행되고, 해석되어야 한다.

시험과정에서 사용된 시험검체의 양이 실제 사용 조건과 비교해 과장될 수 있기 때문에 어떤 방법을 통해 지연성 접촉 과민반응의 증거가 나타났다고 해서 시험물질이나 의료기기를 사용하지 말아야 하는 것은 아니다. 가양성(false positive), 가음성(false-negative)과 같은 잘못된 결과를 최소화하기 위하여 평가를 통해 제시된 음성 시험결과와 양성 시험결과는 모두 엄격한 재조사를 실시해 철저하게 검증하여야 한다. 다음과 같은 다양한 정보의 출처를 비교하여 결과를 입증하여야 한다.

1) 산업계와 소비자 불만 자료

2) 유사한 성분이 포함되어 있는 의료기기에 대한 정보

3) 피부과에서 실시한 진단시험 결과

4) 소급적 역학자료

부록 A (참조)

자극성/감작성 시험을 위한 원자재의 준비

A.1 개요

자극성/감작성 시험을 실시하고 여기에서 얻은 자료를 해석할 때에는, 사람에 대한 의료기기의 노출조건과 기간, 빈도수, 정도, 특성이 고려되어야 한다. 이 시험에서 중요한 변수 가운데 하나가 시험원자재의 준비이다.

A.2 직접 접촉 노출 원자재

A.2.1 고형 시험원자재

적합한 물리적 상태 (예를 들어, 쉬트, 필름)에 있는 고형원자재를 변형시키지 않고 시험에 사용해야 한다. 두께는 일반적으로 사용되는 두께로 하되 0.5cm를 넘지 않도록 하며, 크기는 2.5cm × 2.5cm가 되도록 검체를 준비한다. 동일한 방법으로 적합한 음성 대조군을 준비한다. 음성 대조군은 물리적으로 시험원자재와 아주 유사한 것이어야 하며, 비자극성이어야 한다. 적합한 대조군이 없는 경우에는 흡수성 거즈(absorbent gauze)를 대신 사용한다.

고체는 분쇄를 하는 동안 오염되지 않도록 각별한 주위를 기울여 가루로 만들거나 조직과 접촉이 잘 되도록 적합한 비자극성 용매나 물을 이용해 충분히 적시기도 한다. 반드시 가루로 만들어야 하는 세라믹의 경우에는 분쇄로 인해 세라믹의 물리화학적 특성이 바뀔 수도 있다는 사실을 명심해야 한다.

분말 (예를 들어, 고흡수성)은 직접 적용하거나 적절한 용매로 반죽을 만들어 적용시켜 시험하여야 한다. 동일한 용매를 이용하는 대조군은 현탁되거나 희석되고 젖은 시험원자재와 동시에 평가해야 한다.

주) 표면적 및/또는 입자의 크기는 염증성과 면역반응에 중요한 역할을 하는 식세포 작용과 같은 생물학적 반응에 있어서 중요한 요소이다.

A.2.2 액상 시험원자재

액체는 희석하지 않고 직접 적용하거나, 그럴 수 없을 경우에는 적합한 용매로 희석시켜 사용한다. 동일한 용매를 이용하는 대조군은 희석시킨 시험검체와 동시에 평가해야 한다.

A.3 시험원자재의 용출물

고체는 고체의 용출물을 준비하여 사용한다. 용출물을 사용하는 경우에는 극성, 비극성 및/또는 적절한 경우 추가 용매를 이용하여 “제9장 검체준비방법과 참고물질”에 설명되어 있는 방법에 따라 용출물을 준비해야 한다. 용출 방법의 적합성에 대한 이론적 근거를 제시하여야 한다.

용출용매를 이용하는 공시험액은 시험원자재의 용출물과 동시에 평가해야 한다.

A.4 용매

시험원자재를 용출, 희석, 현탁시키거나 적셔야 하는 경우에는 적합한 비자극성 용매를 이용해야 한다. “제9장 검체준비방법과 참고물질”에 적합한 용매 목록이 수록되어 있다.

A.5 멸균 시험원자재

완제품이 멸균 상태로 공급되는 경우에는, 시험 전에 이와 동일한 방법으로 시험원자재를 멸균해야 한다. 산화에틸렌으로 멸균하는 제품의 경우 산화에틸렌과 그것의 반응물이 본 장의 시험에서 생물학적 반응을 일으킬 수 있다는 점에서 기술적 어려움이 존재한다.

자극 반응이 관찰되는 경우에는 산화에틸렌 잔류물이 미치는 영향과 시험원자재가 미치는 영향 사이의 차이를 구분하기 위하여 의료기기의 산화에틸렌 멸균 전 후 반응평가를 고려하여야 한다.

부록 B (참조)

추가 자극성 시험방법

B.1 개요

다음의 특정한 시험방법들은 기본적인 시험을 대체하는 방법들이 아니라 기본적인 시험에 추가되는 시험으로 간주해야 한다. 시험방법을 선정할 때에는 관련된 이론적 근거를 제시하여야 한다. 이 시험들은 특정한 부위에 사용하려는 의료기기에만 해당된다.

B.2 피내 (피하) 반응 검사

B.2.1. 원리

용출물의 피내주사 후 나타나는 해당재료의 자극유발 잠재성 평가

B.2.2 시험을 배제하는 경우

피부, 눈 및 점막 자극성 원자재나 pH가 ≤2 또는 ≥11.5인 원자재는 시험하지 않는다.

B.2.3 시험검체

시험검체는 부록 A에 제시되어 있는 바에 따라 준비된 용출물이어야 한다. 각 동물에 시험부위가 여러 군데 있으므로, 적합한 음성 대조군 또는 공시험액과 함께 여러 개의 시험검체가 적용될 수 있다.

B.2.4 시험동물 및 관리

동일한 혈통으로 암, 수 구별 없이 무게 2kg 이상의 건강하고 어린 알비노 토끼 성체를 이용하여야 한다. “제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리해야 한다. 처음부터 최소 2마리의 동물을 이용해 시험원자재를 평가해야 한다. 최초의 시험에서 반응이 명확하지 않거나 또는 불분명한 경우에는 추가 시험을 고려해야 한다.

B.2.5 시험방법

용출물을 주사하기 위하여 시험하기 4시간~18시간 전에 양쪽 등뼈에서 충분한 거리를 두고 동물의 등에 있는 털을 깎는다.

극성용매를 이용하여 얻은 용출액 0.2ml를 각각의 토끼의 한쪽부분에 5군데씩 피내주사한다(그림 B.1 참조). 피내주사시에 시험재료의 점도에 맞추어 최대한 작은 바늘을 적절하게 사용한다. 이와 마찬가지로 극성용매 대조군(polar solvent control) 0.2ml를 각각의 토끼의 같은 부위 후방 5군데에 주사한다(그림 B.1 참조).

비극성 용매 대조군과 비극성 용매대조물질로 얻은 용출물로 각각의 토끼의 반대쪽에 위에 위와 같은 과정을 반복한다.

만약 다른 용매를 사용할 경우에는 다른 용매 대조군과 다른 용매를 이용하여 얻은 용출물로 위와 같은 과정을 반복하도록 한다

	머리쪽
극성 용출물 0.2ml 주사	┏ ┃ ┃ ┗	1	◎	◎	1	┓┃ ┃ ┛	비극성 용출물 0.2ml 주사
		2	◎	◎	2
		3	◎	◎	3
		4	◎	◎	4
		5	◎	◎	5
극성 대조용매 0.2ml 주사	┏ ┃ ┃ ┗	6	◎	◎	6	┓┃ ┃ ┛	비극성 대조용매 0.2ml 주사
		7	◎	◎	7
		8	◎	◎	8
		9	◎	◎	9
		10	◎	◎	10
	꼬리쪽

그림 B.1 주사위치의 배치

B.2.6 시험동물의 관찰

주사부위의 양상을 주사직후 및 24 시간, 48 시간, 그리고 72 시간 후에 기록한다. 조직의 홍반과 부종반응을 표 B.1에 나와 있는 분류체계에 따라 주사부위별로 시간대별로 관찰사항에 대한 등급을 정하여 결과를 기록한다.

주) 피내에 오일을 주사할 경우에는 종종 염증반응을 일으킬 수 있다.

주사 후 72 시간 후에 트립판 블루(Trypan blue) 혹은 에반스 블루(Evans blue)와 같은 적당한 염색시약물을 주사하면 자극 반응을 보인 곳을 평가하는데 도움이 될 수 있다.

가능한 경우에는 평가를 용이하게 하기 위하여 비침습 기법을 사용하기도 한다.

B.2.7 결과의 평가

등급을 매기고 72시간이 지난 후에 각각의 시험검체와 용매대조군(vehicle blank)별로 홍반 등급과 부종 등급을  합산한다. 각각의 총점을 12 (동물 2마리 × 기간등급 3 × 범주등급 2)로 나누어 각각의 시험검체 대 이에 상응하는 각각의 용매대조군의 평균점수를 계산한다. 시험검체 평균 점수와 용매대조군 평균점수의 차이가 1.0 이하라면, 시험의 필요조건이 충족된다. 만일 어떠한 관찰 기간에 시험검체에 대한 평균 반응이 용매대조군에 대한 평균 반응보다 의심스러울 만큼 크다면, 3마리 토끼를 추가로 사용하여 다시 시험한다. 시험검체 평균 점수와 용매대조군 평균점수의 차이가 1.0 이하라면, 시험의 필요조건이 충족된다.

표 B.1 피내 (피하) 반응에 관한 등급 체계

반응	등급
홍반과 가피 형성
홍반 없음	0
아주 약간의 홍반 (거의 지각할 수 없는)	1
명백한 홍반 (well-defined)	2
중간 정도의 홍반	3
심한 홍반(짙은 붉은색)~홍반 등급을 매기기 어려운 가피 형성	4
부종 정보
부종 없음	0
아주 약간의 부종 (거의 지각할 수 없는)	1
명백한 부종 (주변 경계가 명백하게 솟아오름)	2
중간 정도의 부종 (대략 1mm 정도 부풀어 오른)	3
극심한 부종 (1mm 이상 부풀어 오르고 노출 범위 이상으로 확장된)	4
자극성에 관한 가능한 종합점수	8
피부 부위에 나타나는 기타 부작용을 기록하고 보고해야 한다.

B.2.8 시험보고서

시험보고서에는 다음 사항이 포함되어야 한다.

1) 시험원자재나 의료기기에 대한 설명

2) 시험원자재나 의료기기의 사용목적/적용

3) 시험검체의 준비방법에 대한 자세한 설명

4) 주사 방법

5) 시험부위의 적용방법

6) 적용부위의 식별방법과 관찰내용

7) 결과의 평가

B.3 안자극성 시험

B.3.1 개요

안자극성 시험은 다른 방법으로 안전성 자료를 구할 수 없을 경우에만 고려하여야 하고, 눈 또는 눈꺼풀에 접촉을 하게 될 원자재의 경우에만 수행하여야 한다.

주) 체외 시험 시스템은 개발 중인데, 검증되면 체내 안자극성 시험을 대체하여 사용될 수 있다.

B.3.2 원리

안자극을 유발하는 시험조건에서 재료의 안자극 유발 가능성 평가

B.3.3 시험에서 제외하는 경우

피부 시험에서 심한 자극을 일으키거나 명백한 자극제로 입증된 원자재 및/또는 완제품은 안자극성에 대해 추가적인 시험을 실시하지 않는다. 피부 자극성을 나타내거나 pH ≤ 2 또는 ≥ 11.5 인 원자재는 시험하지 않으며, 안자극성을 일으킬 가능성이 있는 것으로 간주한다.

B.3.4 시험원자재

시험원자재가 액체인 경우에는, 0.1ml 정도를 희석시키지 말고 그대로 한쪽 눈의 아래쪽 결막낭에 주입시킨다.

시험원자재가 고체나 알갱이(granular product)일 경우에는 미세한 분말로 갈아서 사용한다. 분말이 형성되면 0.1ml 정도의 부피의 양(100mg을 넘지 않아야 함)을 한쪽 눈의 아래쪽 결막낭에 주입시킨다.

주) 어떤 물질들은 눈에 직접 시험하기에는 적합하지 않다. 눈을 다치게 하여 시험 자체를 의미 없게 만들 수 있다.

시험원자재가 펌프식으로 된 분무기에 들어 있을 때에는 0.1ml를 분사시켜 액체와 마찬가지로 주입한다.

시험험재료가 에어로졸 용기에 들어 있는 경우에는 다음 중 하나의 방법으로 검사한다.

1) 눈을 뜬 상태에서 눈 앞 약 10cm 정도의 거리에서 1초간 뿌려주거나

2) 차가운 용기에 에어로졸을 분사하여 액체의 경우와 동일하게 시험한다.

시험원자재가 용출물로만 적용할 수 있는 것이라면, 부록A에 나와 있는 대로 용출물을 준비하도록 한다. 0.1ml 정도의 용출물을 한쪽 눈의 아래쪽 결막 낭에 주입시킨다.

위에서 언급한 것과 동일한 조건하에서 시험검체 없이 극성과 비극성 용매를 사용하여 공시험액을 준비한다.

B.3.5 동물과 관리

동일한 혈통으로 암, 수 구별 없이 무게가 2kg~3kg인 건강하고 어린 알비노 토끼 성체를 이용하여야 한다.

“제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리해야 한다.

최초에는 1마리의 동물을 이용해 시험원자재를 평가해야 한다. 만일 반응이 나타나지 않을 것으로 예상된다면, 3마리의 동물을 이용해 최초의 시험을 실시할 수 있다.

1마리 동물에게서 명확한 양성 반응 (표 B.2 참조)이 나타나는 경우에는 추가적인 시험을 시행할 필요가 없다.

고체나 액체 원자재에 대한 명확한 반응이 관찰되지 않는 경우에는 최소 2마리의 동물을 추가하여 사용해야 한다. 용출물의 경우에는 용출물당 최소 2마리의 동물을 이용하여야 한다.

최소한 세 마리를 가지고 시험을 했는데도 그 결과가 명확하지 않다면, 추가적인 시험을 시행한다.

B.3.6 시험방법

시험을 시작하기 최소한 24시간 전에 각각의 토끼의 양쪽 눈을 육안으로 검사하여 이상이 없음을 확인해야 한다. 만약 한 쪽이라도 이상이 있으면 다른 것으로 대체하도록 한다.

눈을 시험할 때는 각막 손상을 시각화하기 위하여 2%의 플루오레세인나트륨 (sodium fluorescein) BP (영국 약전)을 사용하기도 한다. 검안경이나 수동식 세극등 또는 기타 적합한 기기를 이용할 것을 권고한다.

B.3.4에 언급된 대로 시험재료를 주입한다.

투여후 약 1초간 토끼의 눈꺼풀을 잡는다.

각 동물의 반대쪽 눈은 대조군으로 이용하며, 용출물을 시험하는 경우에는 공시험액으로 처리하여야 한다.

원자재의 반복적인 노출이 예상되고 시험재료가 급성 시험에서 유의성 있는 반응을 보이지 않았다면 반복 노출 시험을 수행할 수도 있다. 반복 노출은 급성 노출 시험 이 끝난 이후에만 (최소 72시간이 지난 뒤에) 실시하여야 한다.. 노출 기간은 임상적인 상황하에서의 시험원자재 및 의료기기의 사용 기간과 비슷하게 조작하도록 한다.

B.3.7 동물의 관찰

시험원자재를 한번 주입한 동물에 대해서는 주입 후 1 시간, 24 시간, 48 시간, 72 시간 마다 각 동물의 양쪽 눈을 검사한다.

외상이 지속적으로 존재할 경우에는 외상의 진행여부와 가역성을 알아보기 위하여 관찰기간을 연장할 필요가 있을 수 있으나, 이러한 경우에도 21일을 초과할 필요는 없다. 외상이 심한 경우에는 관찰기간을 연장하지 않는다.

주)  콘텍트렌즈 시험에 관한 미국 FDA 지침은 하루에 8시간씩 21일 동안 노출시키도록 하고 있다. 이는 지침에 대한 예외이다.

표 B.2의 눈의 외상등급에 대한 척도에 따라 관찰된 반응을 모두 기록하고 등급을 정한다.

시험원자재를 여러 번 주입한 동물에 대해서는 주입 직전 및 한 시간 정도 후에 각 동물의 양쪽 눈을 검사한다.

만약, 최종적인 처리 후에 자극성의 징후가 나타나면 좀더 관찰을 하도록 한다. 지속적인 각막 질환 및 다른 안자극이 발생한다면 진행정도와 가역성여부를 확인하기 위하여 관찰을 좀 더 연장할 수 있다.

표 B.2에 따라 관찰된 반응을 모두 기록하고 등급을 정한다.

만약에 다음과 같은 상황을 보이면 해당동물을 즉시 회수하여 인도적인 방법으로 폐사시킨다.

1) 아주 심한 눈의 손상(예를 들어, 결막이 벗겨지거나, 궤양이 생기거나, 각막에 구멍이 생기거나 눈의 전방에 피나 고름이 생길 경우)이 있거나,

2) 혈액이 섞인 혹은 화농성의 진물이 날 때,

3) 심각한 각막의 궤양이 관찰될 때

표 B.2에 제시된 등급 체계에서 최대 영향치를 나타나는 동물은 시험에서 제외시키고, 안락사 시킨다.

- 광반사 (2등급의 홍채 반응)를 하지 않거나 또는 24시간 내에 회복될 조짐이 없는 각막 혼탁 (4등급)

- 48시간 내에 회복될 조짐이 없는 최대 결막 염증 (충혈 3등급을 수반한 결막 부종 4등급)

B.3.8 결과의 평가

시험군의 눈과 대조군의 눈 사이의 차이는 표B.2에 사용된 분류체계에 따라 특성을 규정하고 설명되어야 한다.

1) 급성 노출

관찰의 어느 단계에서든지 눈을 처리한 동물 가운데 1마리 이상이 양성 결과를 나타내는 경우에는 (표B.2의 별표가 있는 등급) 원자재에 안자극성이 있는 것으로 간주하며, 추가 시험은 실시하지 않는다.

관찰의 어느 단계에서든지 처리한 3마리 동물 가운데 1마리가 중간 정도 혹은 가벼운 반응을 나타내거나 반응이 불분명한 경우에는 동물을 추가로 처리한다. 추가적인 동물시험에서 시험군의 절반 이상에서 양성반응을 나타내면 안자극이 있다고 볼 수 있다. (표B.2의 별표가 있는 등급)

한 동물에서라도 심각한 반응을 나타내면 충분히 안자극성이 있는 원자재로 간주할 수 있다.

2) 반복 노출

관찰의 어느 단계에서든지 시험군 안에 있는 동물의 절반 이상이 양성 결과 (표 B.2의 별표가 있는 등급)를 나타내는 경우에는 시험원자재에 안자극성이 있는 것으로 간주한다.

B.3.9 시험보고서

시험보고서는 다음사항을 포함해야 한다.

1) 시험원자재나 의료기기에 대한 설명

2) 시험검체의 사용목적/적용

3) 시험검체를 준비하는데 사용된 방법에 대한 세부적인 설명

4) 시험동물에 대한 설명

5) 투여 방법

6) 눈 해석방법

7) 관찰결과의 기록

8) 결과의 평가

표 B.2 눈 손상 등급 체계

반 응	등급
1. 각막 혼탁의 정도(가장 밀도가 높은 부분) -혼탁도 없음 -분산되거나 흩어진 부분, 홍채의 세부구조가 뚜렷하게 보임 -쉽게 분별할 수 있는 반투명한 부분, 홍채의 세부구조가 약간 흐릿하게 보임 -젖빛을 띠는 부분, 홍채의 세부구조가 보이지 않음, 동공의 크기를 거의 분별할 수 없음 -혼탁한 부분, 홍채가 보임 (iris visible) 관련된 각막의 면적 -1/4 (또는 그보다 작은), 0은 아님 -1/4이상 1/2 이하 -1/2이상 1/3 이하 -3/4이상에서 전체 면적까지 2. 홍체 -정상 -정상 이상의 주름, 충혈, 팽창, 각막 주변 혈관 충혈 (이 가운데 어느 조합이나 또는 모든 조합), 홍채가 여전히 빛에 반응을 보임 (느린 반응도 양성임) -빛에 대한 반응이 없음, 출혈, 전반적인 파괴 (이 가운데 한 가지 또는 모두) 3. 결막 충혈 (각막과 홍채를 제외한 구상 결막과 안검 결막을 가리킴) -정상 혈관 -정상 이상으로 뚜렷하게 충혈된 혈관 -좀더 확산되고, 진홍색을 띠며, 개개의 혈관이 쉽게 분별되지 않음. -확산된 선지빛 적색 결막부종 -부종 없음 -정상 이상의 부종 (순막[nictitating membrane]을 포함하여) -눈꺼풀이 약간 뒤집힌 명백한 부종 -눈꺼풀이 반 정도 감긴 부종 -눈꺼풀이 반 정도에서 완전히 감긴 부종 고름(Discharge) -고름 없음 -정상과는 차이가 있는 양 (정상 동물의 안쪽 눈가에서 소량이 관찰되는 것은 제외) -눈꺼풀과 눈꺼풀 바로 주변의 눈썹을 적시는 고름 -눈꺼풀과 눈썹 그리고 눈 주변의 상당 부분을 적시는 고름	0 1a 2a 3a 4a 0 1 2 3 0 1a 2a 0 1 2a 3a 0 1 2a 3a 4a 0 1 2 3
a는 양성 결과

B.4 구강 점막 자극성 시험

B.4.1 개요

구강 자극성 시험은 구강 조직에 접촉을 하게 될 원자재에 대해 시험하고자 하는 경우, 그리고 다른 방법으로 안전성 자료를 구할 수 없을 경우에만 고려하여야 한다.

B.4.2 원리

구강 조직에 자극을 일으키는 시험에 대한 원자재의 구강 조직 자극 유발 가능성을 평가한다.

B.4.3 시험에서 제외하는 경우

피부 자극이나 눈 자극을 일으키는 원자재 또는 pH ≤ 2 또는 ≥ 11.5 인 원자재는 시험을 실시하지 않으며, 구강 조직 자극의 가능성이 있는 것으로 간주한다.

B.4.4 동물과 관리

동일한 혈통으로 암, 수 구별 없이 건강하고 어린 시리아 햄스터 성체를 이용하여야 한다. “제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리해야 한다.

적절한 경우 폭이 3mm~4mm인 적합한 목걸이를 각 동물의 목둘레에 끼운다. 정상적으로 먹이를 주고 호흡을 하도록 하되 동물이 생면 펠리트(pellet)를 제거하지 못하도록 한다. 시험 기간 동안 매일 7일 간 각 동물의 몸무게를 측정한다. 이 기간 동안 체중이 감소한 동물이 있는 지 검사하고, 목걸이를 조절한다. 체중이 지속적으로 감소하는 동물은 시험에서 배제한다.

처음부터 최소 3마리의 동물을 이용해 시험원자재를 평가해야 한다.

주) 음성 대조군이나 공시험액으로 처리된 추가 동물을 사용하는 것이 적합할 수도 있다.

최초의 시험에서 반응이 명확하지 않거나 불분명하게 나타나는 경우에는 추가적인 시험을 고려해야 한다.

B.4.6 시험방법

각각의 동물에게서 목걸이를 제거하고 볼 주머니(cheek pouches)를 뒤집는다. 생리식염수로 주머니(pouches)를 닦고, 이상이 있는 지 검사한다.

고형 시험원자재의 경우,는 볼 주머니 안으로 검체를 직접 집어넣는다.(지름이 5mm를 넘지 않는 경우)

액상 시험원자재나 용출물의 경우, 생면 펠리트를 검체에 적신다. 흡수량을 기록하고 각 동물의 한쪽 볼 주머니에 펠리트를 집어넣는다. 이 방법 대신 적합한 양의 검체를 볼 주머니 안으로 흘려보내기도 한다.

대조군으로 이용하는 다른 볼주머니 속에는 검체를 집어넣지 않는다. 적합한 대조동물을 동시에 시험해야 한다.

필요한 경우에는 목걸이를 교체하고 동물을 우리에 다시 넣는다.

노출 기간은 시험원자재의 실제 사용 기간과 유사해야 하지만, 5분 이상은 되어야 한다.

노출이 끝나면 목걸이와 생면 펠리트를 제거하고 주머니를 생리식염수로 씻어내어, 다른 주머니를 오염시키지 않도록 주의한다.

급성 노출 시험의 경우에는 4시간 동안 1시간 간격으로 위 과정을 반복한다.

반복 노출 시험의 경우에는 임상적 상태에서의 노출 시간 간격과 기간, 적용 횟수를 근거로 한다.

B.4.7 동물의 관찰

반복 노출이 필요한 경우에는 다음번 투여에 앞서 즉각적으로 팔레트를 제거한 후 육안으로 검사한다.

각 동물의 볼 주머니 모양을 기술하고, 매 시간 간격마다 표 B.3에 제시된 체계에 따라 각각의 동물 주머니 표면에 나타나는 홍반에 반응 등급을 매긴다. 시험보고서를 위해 결과를 기록한다.

마지막 처리가 끝나고 24시간이 지나면 볼 주머니를 육안으로 검사한다. 햄스터를 안락사 시키고, 주머니의 반응 부위에서 조직 검체를 제거한다. 조직 검사를 하기 위한 처리에 앞서 적합한 정착제에 담가둔다.

표 B.3 구강 및 음경 반응에 대한 등급 체계

반응	등급 수치
홍반과 가피 형성 홍반 없음 아주 약간의 홍반 (거의 지각할 수 없는) 잘 형성된 홍반 중간 정도의 홍반 가피의 형성으로 홍반의 등급을 매기지 못하는 심한 홍반 (발적)	0 1 2 3 4
기타 조직의 부작용들도 기록하고 보고하여야 한다.

B.4.8 결과의 평가

B.4.8.1 육안 평가

처리하지 않은 볼 주머니를 반대쪽의 볼 주머니와 비교하고, 대조군이 포함된 경우, 대조군 동물의 볼 주머니와 비교한다.

각각의 관찰결과에 대한 등급 (표 B.3)을 합산하고, 총합을 관찰 횟수로 나누어 각 동물의 평균 등급을 계산한다.

주) 이들 관찰결과는 조직 평가에 도움이 되기도 한다.

주) 시험원자재를 적용하기 이전의 최초 관찰결과는 등급 평균에 포함하지 않는다.

B.4.8.2 조직 평가

구강 조직에 대한 자극 영향은 병리학자가 미시적으로 평가해야 한다. 병리학자는 표 B.4에 제시되어 있는 체계에 따라 각 조직의 등급을 매길 수 있다.

시험군 안에 있는 동물들의 현미경 평가 등급을 모두 합산하고, 총합을 관찰 횟수로 나누어 시험군 평균을 구한다. 대조군의 경우에도 이를 반복한다. 최대 점수는 16점이다.

대조 볼 주머니에 대한 현미경 평가 총점이 9보다 높은 경우에는 잠재적 병소가 있는 것을 의미하기도 하고, 대조동물의 경우에는 투여 시에 외상이 있었음을 나타내는 것일 수도 있다. 다른 시험동물이나 대조동물이 동일하게 높은 점수를 나타내는 경우에는 재시험을 시행하여야 한다.

자극 지수 (표 B.5 참조)를 얻기 위하여 시험군 평균에서 대조군 평균을 뺀다.

반복 노출 시험의 경우에는 만성적인 자극과 관련이 있는 조직 반응을 추가로 포함시키기 위하여 표 B.4를 수정해야할 수도 있다.

B.4.9 시험보고서

시험보고서에는 다음과 같은 내용들이 포함되어야 한다.

a) 시험검체에 대한 설명

b) 시험검체의 사용목적/적용

c) 시험검체를 준비하는데 사용된 방법에 대한 세부적인 설명

d) 시험동물에 대한 설명

e) 적용방법

f) 해석방법

g) 관찰결과의 기록

h) 조직 평가

i) 결과의 평가

표 B.4 구강, 음경, 직장, 질의 조직 반응에 대한 현미경 검사 등급 체계

반응	등급 수치
1. 상피 정상, 손상되지 않은 세포의 변성 또는 세포의 비활성화 변질(Metaplasia) 국소적 진무름 전신적 진무름 2. 백혈구 침투 (per high power field) 없음 최소 (25이하) 가벼운 (26에서 50) 중간 정도 (51에서 100) 눈에 띄는 (100이상) 3. 혈관 울혈 없음 최소 가벼운 중간 정도 눈에 띄는, 혈관 파열을 수반한 4. 부종 없음 최소 가벼운 중간 정도의 눈에 띄는	0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

표 B.5 자극 지수

자극 지수
평균 등급	반응 해석
0 1-4 5-8 9-11 12-16	없음 최소 가벼운 중간 정도의 심한
기타 조직의 부작용을 기록하고, 반응 평가에 포함하여야 한다. 표 B.4에 제시된 현미경 검사 등급 체계를 목록에 있는 모든 시험에 적용한다. ‘자극 지수’는 질 자극성 모델에 사용하기 위하여 개발되었으나, 다른 시험에도 이용할 수 있다.

B.5 음경 자극성 시험

B.5.1 개요

음경 자극성 시험은 음경 조직에 접촉을 하게 될 원자재에 대해 시험하고자 하는 경우, 그리고 다른 방법으로 안전성 자료를 얻을 수 없을 경우에만 고려하여야 한다.

B.5.2 원리

음경 조직에 자극을 일으킬 수 있는 시험에 대한 원자재의 음경 조직 자극 유발 가능성을 평가한다.

B.5.3 시험에서 제외하는 경우

피부 자극이나 눈 자극을 일으키거나 pH ≤ 2 또는 ≥ 11.5 인 원자재는 시험하지 않으며, 음경 자극성을 일으킬 가능성이 있는 것으로 간주한다.

B.5.4 시험검체

시험검체가 고체이거나 액체인 경우에는 부록 A에 설명된 바에 따라 준비하여야 한다.

B.5.5 동물과 관리

수컷 알비노 토끼와 기니피그를 이용하여야 한다. 토끼의 경우에는 무게가 2kg이상이어야 하고, 기니피그의 경우에는 300g~500g인 건강하고 어린 성체여야 한다.

“제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리해야 한다.

노출될 수 있는 음경의 길이는 1cm 이상이어야 한다.

동물마다 다양하게 착색되기 때문에 첫 번째 시험에 사용하기 이전에 홍반을 관찰하고 등급을 매겨야 한다. 표 B.3에 제시된 체계는 어떠한 홍반에도 적용할 수 있다. 홍반 등급이 2이거나 혹은 그 이상인 동물 또는 심한 변색을 나타내는 동물은 사용하지 않는다.

처음에는 최소 3마리의 시험동물과 3마리의 대조동물로 시험원자재를 평가한다.

만일 최초의 시험에서 반응이 불분명하거나 명확하지 않다면, 추가 시험을 고려해야 한다.

B.5.6 시험방법

반듯이 누운 상태에서 보조 장치를 이용해 동물의 사지를 안전하게 고정 시킨다.

집게손가락과 중지를 이용해 생식기 부근을 가볍게 누르고 음경을 돌출 시킨다.

음경이 돌출되면, 시험검체가 음경에 완전히 묻도록 충분히 (약 0.2ml) 발라준다.

덮개 안으로 음경을 완전히 집어넣는다. 동물이 시험부위를 핥지 못하게 하며, 부수적인 요소들이 1차 자극을 혼란시키지 않도록 조치를 취한다 (예를 들어, 엘리자베스 칼라, Elizabethan collar).

마지막 적용을 마치고 나면 적절하게 설계된 억제물로 1시간 동안 동물을 안전하게 고정 시킨다.

급성 노출의 경우에는 4시간 동안 매 시간마다 앞의 과정을 반복한다.

지속 반복 노출 시험의 경우에는 임상적 상태에서의 노출 시간 간격과 기간, 적용 횟수를 근거로 한다.

B.5.7 동물의 관찰

급성 노출의 경우에는 최초의 적용 (예를 들어, 다음 적용에 앞서 즉각적으로)과 그 다음의 처리가 끝난 후 1시간이 지나면 음경의 모습을 기록한다. 마지막 적용이 끝나고 1시간, 24시간, 48시간이 후의 음경의 모습을 관찰하고 기록한다.

지속 반복 노출 시험의 경우에는 최초의 적용이 끝나고 1시간 후와 다음 적용에 직전에 음경의 모습을 기록한다.

표 B.3에 제시된 체계에 따라 매 시간 간격마다 시험동물의 피부 표면에 나타난 홍반에 반응 등급을 매기고, 시험보고서를 위해 결과를 기록한다.

최초의 시험 적용에 앞서 어떤 동물에게서 발적이 나타난다면, 시험검체에 의해 생긴 홍반 등급을 결정하기 위하여 정해진 시간에(at the timed observations) 관찰한 홍반등급에서 시험검체를 최초로 적용하기 직전의 등급을 뺀다.

B.5.8 결과의 평가

B.5.8.1 육안 평가

처리하지 않은 음경과 덮개를 대조군과 비교한다.

각각의 관찰결과에 대한 등급 (표 B.3)을 합산하고, 총합을 관찰 횟수로 나누어 각 동물의 평균 등급을 계산한다.

주) 이들 관찰결과는 조직 평가에 도움이 되기도 한다.

주) 시험원자재를 적용하기 이전에 최초로 관찰된 결과는 등급 평균에 포함하지 않는다.

48시간 관찰을 한 후에 즉각적으로 동물을 안락사 시킨다. 음경 말단과 덮개를 완전히 해부하고, 조직 검사를 위한 처리를 하기에 앞서 적절한 고정액에 넣어둔다.

B.5.8.2 조직 평가

음경 피부에 대한 자극 영향은 병리학자가 평가해야 한다. 병리학자는 표 B.4에 제시되어 있는 체계에 따라 각 조직의 등급을 매길 수 있다.

시험군 안에 있는 동물들의 현미경 평가 등급을 모두 합산하고, 총합을 관찰 횟수로 나누어 시험군 평균을 구한다. 최대 점수는 16점이다.

대조군의 경우에도 위의 과정을 반복한다.

대조동물에 대한 현미경 평가 총점이 9보다 높은 경우에는 투여 시에 외상이 있었음을 나타내는 것일 수도 있다. 다른 시험동물이나 대조동물들도 동일하게 높은 점수를 나타내는 경우에는 재시험을 할 필요가 있다.

자극 지수 (표 B.5 참조)를 얻기 위하여 시험군 평균에서 대조군 평균을 뺀다.

지속 반복 노출 시험의 경우에는 만성적인 자극과 관련이 있는 조직 반응을 추가로 포함시키기 위하여 표 B.4를 수정해야할 수도 있다.

B.5.9 시험보고서

시험보고서에는 다음과 같은 내용들이 포함되어야 한다.

a) 시험검체에 대한 설명

b) 시험검체의 사용목적/적용

c) 시험검체를 준비하는데 사용된 방법에 대한 세부적인 설명

d) 시험동물에 대한 설명

e) 적용방법

f) 해석방법

g) 관찰결과의 기록

h) 조직 평가

i) 결과의 평가

B.6 직장 자극성 시험

B.6.1 개요

직장 자극성 시험은 직장 조직에 접촉을 하게 될 원자재에 대해 시험하고자 하는 경우, 그리고 다른 방법으로 안전성 자료를 구할 수 없을 경우에만 고려하여야 한다.

B.6.2 원리

직장 조직에 자극을 일으키는 시험에 대한 원자재의 직장 조직 자극 유발 가능성을 평가한다.

B.6.3 시험에서 제외하는 경우

피부 자극이나 눈 자극을 일으키거나 pH ≤ 2 또는 ≥ 11.5 인 원자재는 시험하지 않으며, 직장 자극성을 일으킬 가능성이 있는 것으로 간주한다.

B.6.4 시험검체

시험검체가 고체이거나 액체인 경우에는 부록 A에 설명된 바에 따라 준비하여야 한다.

B.6.5 동물과 관리

동일한 혈통으로 암, 수 구별 없이 무게 2kg 이상의 건강하고 어린 알비노 토끼 성체를 이용해야 한다. 다른 종을 사용하는 경우에는 종 선정에 대한 타당성을 입증해야 한다.

“제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리해야 한다.

처음에는 최소 3마리의 동물로 시험원자재를 평가하며, 3마리의 동물을 대조군으로 이용한다.

만일 최초의 시험에서 반응이 불분명하거나 명확하지 않다면, 추가 시험을 고려해야 한다.

각각의 처리 이전에 직장 고름, 부종 및/또는 기타 내장 말단 감염의 증거, 자극 및/또는 상처가 있는 지 동물을 검사한다.

B.6.6 시험방법

1ml 이상을 전달할 수 있는 용량의 주사기에 짧고 (6cm) 유연한 카테터 또는 굵은 바늘이 달린 캐뉼러를 붙이고 투여될 검체를 1ml씩 카테터와 주사기에 채운다. 카테터가 부착된 주사기를 동물마다 별도로 준비한다.

회음부에 접근할 수 있도록 하는 감금 장치에 동물을 집어넣어 고정시키거나, 조심스럽게 동물을 고정시키고 뒷다리를 묶어서 회음부를 노출시킨다.

삽입에 앞서 적합한 윤활제나 대조검체 이용해 카테터를 촉촉하게 적신다.

동물의 꼬리를 잡고 올려서 회음부를 노출 시킨다. 젖은 카테터를 직장 안으로 깊이 부드럽게 삽입하고, 주사기에 있는 lml를 모두 집어넣는다. 카테터를 빼내고, 이를 적절한 방법으로 폐기한다.

동물마다 직장의 수용력이 다르기 때문에 시험검체를 집어넣은 후에 즉각적으로 또는 시험검체를 집어넣는 동안 시험검체의 일부가 흘러내리기도 한다. 새어나온 물질을 부드러운 휴지로 천천히 닦아 낸다.

5일 동안 연속해서 매일 24시간 간격으로 위의 과정을 반복한다.

지속 반복 노출 시험의 경우에는 임상적 상태에서의 노출 시간 간격과 기간, 적용 횟수를 근거로 한다.

B.6.7 동물의 관찰

최초 적용 후 24시간 후와 다음 처리 직전에 회음부에 고름, 홍반, 자극성의 징후가 있는 지 관찰하고, 기록한다.

동물이 심한 고름, 부종을 나타내거나, 투여하기 곤란한 경우 동물은 안락사 시키고, 조직을 검사해야 한다(B.6.8.1 참조).

B.6.8 결과의 평가

B.6.8.1 육안 평가

마지막 투여를 하고 24시간이 지난 후에 동물을 안락사 시킨다. 아래 내장(lower bowel)을 완전히 해부하고, 길이 방향으로 열어 조직의 상피층 손상과 괴사 그리고 자극의 징후가 있는 지를 검사한다.

조직 검사를 위한 처리를 하기에 앞서 적절한 고정액에 직장과 대장 말단의 일부를 넣어둔다.

시험군 토끼의 직장 조직을 대조군 토끼의 직장 조직과 비교한다.

시험부위와 대조 부위 사이의 차이에 주목하면서 육안으로 관찰한 각 동물의 직장 조직의 모습을 묘사하고 기록한다.

주) 이들 관찰결과는 조직 평가에 도움이 될 수 있다.

B.6.8.2 조직 평가

직장 조직에 대한 자극 영향은 병리학자가 평가해야 한다. 병리학자는 표 B.4에 제시되어 있는 체계에 따라 각 조직의 등급을 매길 수 있다.

시험군 동물의 현미경 평가 등급을 모두 합산하고, 총합을 관찰 횟수로 나누어 시험군 평균을 구한다. 최대 점수는 16점이다.

대조군의 경우에도 위의 과정을 반복한다.

대조동물에 대한 현미경 평가 총점이 9보다 높은 경우에는 투여 시에 외상이 있었음을 나타내는 것일 수도 있다. 다른 시험동물이나 대조동물들도 동일하게 높은 점수를 나타내는 경우에는 재시험을 할 필요가 있다.

자극 지수 (표 B.5 참조)를 얻기 위하여 시험군 평균에서 대조군 평균을 뺀다.

지속 반복 노출 시험의 경우에는 만성적인 자극과 관련이 있는 조직 반응을 추가로 포함시키기 위하여 표 B.4를 수정해야할 수도 있다.

B.6.9 시험보고서

시험보고서에는 다음과 같은 내용들이 포함되어야 한다.

a) 시험검체에 대한 설명

b) 시험검체의 사용목적/적용

c) 시험검체를 준비하는데 사용된 방법에 대한 세부적인 설명

d) 시험동물에 대한 설명

e) 적용방법

f) 해석방법

g) 관찰결과의 기록

h) 조직 평가

i) 결과의 평가

B.7 질 자극성 시험

B.7.1 개요

질 자극성 시험은 질 조직에 접촉을 하게 될 원자재에 대해 시험하고자 하는 경우, 그리고 다른 방법으로 안전성 자료를 얻을 수 없을 경우에만 고려하여야 한다.

B.7.2 원리

질 조직에 자극을 일으키는 시험에 대한 원자재의 질 조직 자극 유발 가능성을 평가한다.

B.7.3 시험에서 배제

피부 자극이나 눈 자극을 일으키거나 pH ≤ 2 또는 ≥ 11.5 인 원자재는 시험하지 않으며, 질 자극성의 가능성이 있는 것으로 간주한다.

B.7.4 시험검체

시험검체이 고체이거나 액체인 경우에는 부록 A에 설명된 바에 따라 준비하여야 한다.

B.7.5 동물과 관리

동일한 혈통으로 암, 수 구별 없이 무게 2kg 이상의 건강하고 어린 알비노 토끼 성체를 이용해야 한다. 다른 종을 사용하는 경우에는 선정에 대한 타당성을 입증해야 한다.

“제17장 시험동물관리”에 명시되어 있는 바에 따라 동물들을 환경에 순응시키고, 관리해야 한다.

처음에는 최소 3마리의 동물로 시험원자재를 평가하며, 3마리의 동물을 대조군으로 이용한다.

만일 최초의 시험에서 반응이 불분명하거나 명확하지 않다면, 추가 시험을 고려해야 한다.

각각의 처리 이전에 질에 고름, 부종 및/또는 질 감염의 기타 증거, 자극 및/또는 상처가 있는 지 동물을 검사한다. 가양성 반응이 질의 생리학적 변화에 기인한 것이 아님을 확인하기 위해 발정기의 단계에서도 검사를 해야 한다.

B.7.6 시험방법

1ml 이상을 전달할 수 있는 용량의 주사기에 짧고 (6cm) 유연한 카테터 또는 굵은 바늘이 달린 캐뉼러를 붙이고 투여될 검체를 1ml씩 카테터와 주사기에 채운다. 카테터가 부착된 주사기를 동물마다 별도로 준비한다.

질에 접근할 수 있도록 동물을 감금 장치에 집어넣어 고정시키거나, 조심스럽게 동물을 고정시키고 뒷다리를 묶어서 질을 노출시킨다.

삽입에 앞서 적합한 윤활제나 대조물질을 이용해 카테터를 촉촉하게 적신다.

동물의 꼬리를 잡고 올려서 질을 노출 시킨다. 젖은 카테터를 질 안으로 깊이 부드럽게 삽입하고, 주사기에 있는 lml를 모두 집어넣는다. 카테터를 빼내고, 이를 적절한 방법으로 폐기한다.

동물마다 질의 수용력이 다르기 때문에 시험검체를 집어넣은 후에 즉각적으로 또는 시험검체를 집어넣는 동안 시험검체의 일부가 흘러내리기도 한다. 새어나온 물질을 부드러운 휴지로 천천히 닦아 낸다.

5일 동안 연속해서 매일 24시간 간격으로 위의 과정을 반복한다.

지속 반복 노출 시험의 경우에는 임상적 상태에서의 노출 시간 간격과 기간, 적용 횟수를 근거로 한다.

B.7.7 동물의 관찰

최초 적용 후 24시간 후와 다음 처리 직전에 질구와 회음부에 고름, 홍반, 자극성의 징후가 있는 지 관찰하고, 기록한다.

동물이 심한 고름, 부종을 나타내거나 투여가 곤란한 경우 동물은 안락사 시키고, 조직을 검사해야 한다(B.6.8.1 참조).

B.7.8 결과의 평가

B.7.8.1 육안 평가

마지막 투여를 하고 24시간이 지난 후에 동물을 안락사 시킨다. 질 전체를 완전히 해부하고, 길이 방향으로 열어 조직의 상피층 손상과 괴사 그리고 자극의 징후가 있는 지를 검사한다.

조직 검사를 위한 처리를 하기에 앞서 적절한 고정액에 질을 넣어둔다. 각 질의 경부, 중간부분, 끝부분을 포함하도록 하기 위해 3개의 절편을 취한다.

시험군 토끼의 질 조직을 대조군 토끼의 질 조직과 비교한다.

시험군과 대조군 사이의 차이에 주목하면서 육안으로 관찰한 각 동물의 질 조직의 모습을 묘사하고 기록한다.

주) 이들 관찰결과는 조직 평가에 도움이 될 수 있다.

B.7.8.2 조직 평가

질 조직에 대한 자극 영향은 병리학자가 평가해야 한다. 병리학자는 표 B.4에 제시되어 있는 체계에 따라 각 조직의 등급을 매길 수 있다.

시험군 동물의 현미경 평가 등급을 모두 합산하고, 총합을 관찰 횟수로 나누어 시험군 평균을 구한다. 최대 점수는 16점이다.

대조군의 경우에도 위의 과정을 반복한다.

대조동물에 대한 현미경 평가 총점이 9보다 높은 경우에는 투여 시에 외상이 있었음을 나타내는 것일 수도 있다. 다른 시험동물이나 대조동물들도 동일하게 높은 점수를 나타내는 경우에는 재시험을 할 필요가 있다.

자극 지수 (표 B.5 참조)를 얻기 위하여 시험군 평균에서 대조군 평균을 뺀다.

지속 반복 노출 시험의 경우에는 만성적인 자극과 관련이 있는 조직 반응을 추가로 포함시키기 위하여 표 B.4를 수정해야할 수도 있다.

B.7.9 시험보고서

시험보고서에는 다음과 같은 내용들이 포함되어야 한다.

a) 시험검체에 대한 설명

b) 시험검체의 사용목적/적용

c) 시험검체를 준비하는데 사용된 방법에 대한 세부적인 설명

d) 시험동물에 대한 설명

e) 적용방법

f) 해석방법

g) 관찰결과의 기록

h) 조직 평가

i) 결과의 평가

부록 C (참조)

배경 정보

C.1 자극성 시험에 대한 배경 정보

덩치가 작은 동물의 피부 자극성 시험은 사람의 피부 자극 및/또는 점막 조직 자극을 일으킬 가능성이 있는 원자재를 식별하는 데 도움을 주기위하여 실시한다. 주요한 자극제는 심한 자극, 수포 및/또는 괴사, 염증의 출현을 특징으로 하는 직접 손상 효과의 결과로 피부에 염증성 변화를 일으키는 원자재이다.

토끼는 토끼의 피부 자극성에 관한 정보가 Registry of Toxic Effect of Chemical Material (RTECS)에 다수 입증되어 있기 때문에 가장 선호되고 있는 동물이다. RTECS 등록된 2000개 이상의 정보는 85%가 토끼에 대한 시험결과이며, 7.5%는 사람에 대한 시험결과이며, 4%는 쥐, 3%는 기니피그에 관한 시험결과이다. 즉, 공개적인 논문에 제시되어 있는 대다수의 유용한 자료들은 토끼를 이용해 얻은 것들이다. 비록 염증이 일어나지 않은 부위라도 염증이 일어난 부위와 동일 반응이 일어난 것일 수 있으므로 시험부위에 반드시 염증이 일어날 필요는 없다.

피부 자극성 시험에서는 숙주, 시험 투여량, 첩포 크기, 폐쇄의 정도, 노출 시간, 용매, 해석 시간과 해석 품질의 차이에 따라 다양한 결과가 나온다. 그러므로 사람의 피부 자극성 시험에 있어서는 잘 알려져 있는 양성 대조 원자재와 음성 대조 원자재를 포함시켜서 시험결과를 비교하는 것이 중요하다. 순도 ≥ 99%의 소디움도데실설페이트(sodium dodecyl sulfate, SDS)는 임상 연구에서 널리 사용되어 왔기 때문에 자극성에 대한 양성 대조군으로 선호되고 있다. 또한 이 물질은 기타 부작용을 일으키지 않으며, 광범위하고 쉽게 이용할 수 있다. SDS와는 다른 방식으로 작용하는 노나논산 (nonanoic acid)도 마찬가지로 양성 대조군으로 이용할 수 있다.

SDS 노출은 자원자 패널을 조정하고, 기준점으로 작용한다. SDS는 EU 표준 (88/ 379 / 1988년 6월 7일의 EEC 이사회 지침)에 따라 피부 자극제로 분류되었다. 그러나 SDS의 자극성이  피부 자극제로 간주해야 하는 반응의 경계 수준에 있는 지 또는 이에 밀접해 있는 지는 명확하지 않다. 따라서 순수한 원자재를 사용하는 것보다는 최소한 하나 이상의 지역 그룹 (EU)이 피부에 대한 유의적인 급성 자극으로 간주하고 있는 SDS의 최소 수준, 즉 20% (질량 농도)의 수용성 제제를 기준으로 삼는 것이 보다 적절하다.

시험동물을 이용한 피부 자극성 시험은 체외 모델의 개발 및 지원자의 사용 빈도가 증가됨에 따라 점차 감소하고 있다. 생물공학 또는 비침습의 객관적인 측정 방법을 이용하여 자극 반응을 정량화하고 있기 때문에 주관적 육안 해석 기준에 의존하는 일은 점점 더 줄어들고 있다. 그러나 지난 10년간의 경험은 알비노 토끼의 드레이즈 (Draize) 피부 자극성 시험을 통해 얻어진 것들이다.  털을 자른 등 부분의 손상되지 않은 부위에 거즈 첩포들을 붙이고 그 아래에 시험원자재를 넣는다. 이를 3마리 토끼에 적용한다. 접착테이프로 첩포들을 안전하게 고정시키고, 동물들의 몸통을 4시간 동안 밀폐형 드레싱이나 또는 반밀폐형 드레싱으로 감싸둔다. 4시간이 지나면 첩포를 제거하고, 시험부위를 깨끗하게 닦은 후 1시간 후에 홍반과 부종의 반응 등급을 매긴다. 이와 마찬가지로 24시간, 48시간, 72시간 마다 반응 등급을 매긴다.

토끼 안자극성 시험은 사람의 안자극성을 예측하기 위하여 개발되었다. 드레이즈 (Draize)는 안자극성 평가를 돕기 위하여 등급 체계를 발표하였다. 눈 손상에 대한 평가를 돕기 위하여 도해가 들어 있는 지침이 발표되었다.

안자극에 미치는 영향을 조사하기 위한 대안으로 체외 방법이 개발 중에 있으나, 아직 검증된 상태가 아니기 때문에 국제적인 승인을 얻지 못하고 있다.

Research Institute for Fragrance Material Monographs의 향료와 방향유에 의한 피부 자극의 광범위한 사람 대상 자료는 Food and Cosmetic Toxicology에 발표되었다. 사람에 대한 급성 피부 자극 시험에 관한 OECD 지침 초안에는 추가적인 배경 정보가 수록되어 있다. OECD 지침 프로그램에 있는 화학 물질들에 대해 사람에게 미치는 국소적인 피부 영향과 관련된 OECD 지침을 개발해야 한다는 필요성은 아직 합의되지 못한 상태이다.

C.2 지연성 과민반응을 위한 감작성에 대한 배경 정보

사람에게서 감작은 ·1회 또는 반복적인 피내 노출 이후에 나타나며, 면역 체계 요소에 의해 시작되고, 유도된다. 가장 중요한 것은 합텐 (화학 물질)이 피부에 실제로 존재해야하며, 침투할 수 있어야 한다는 것이다. 합텐은 면역원성 복합체를 형성하는 피부 단백질과 반응을 한다. 표피/피부 경계에 있는 랑게르한스 세포 (Langerhans cells)는 특정한 림프구에 대한 항원을 만들어 면역 반응이 일어나도록 활성화시킨다. 이들 가운데 비율이 낮은 림프구는 오래 살아있는 기억세포이며, 이들은 항 참조가 진행되는 동안 주요한 활성 인자로 작용한다. 따라서 나중에 재-노출되면 활성화된 림프구에 의해 분비된 림포카인과 손상 부위에 모인 여타의 염증 세포들이 매개하는 부작용의 원인이 될 수 있다.

1895년에 야다손 (Jadassohn)은 임상 환자들을 수은 접촉 알레르기에 노출시키기 위하여 첩포 시험방법을 이용하였다. 이러한 혁신적인 접근법은 사람과 동물의 접촉 알레르기를 예측하고 진단하려는 이후의 시험들의 과학적인 근거가 되었다. 화학 물질의 잠재적인 감작성을 평가하기 위한 예상적/예측적 방법은 기니피그를 이용한 지연성 과민반응 시험을 완전히 입증해낸 란트슈타이너 (Landsteiner)와 체이스(Chase)의 선구적인 연구에 뒤이어 개발되었다.

매그누슨과 킬그만은 기니피그 시험의 다양한 변수를 조사하고, 피내 주사 (프루인드 완전 보조제, FCA를 이용하거나 이용하지 않은)를 한 다음 동일한 부위에 시험원자재를 국소적으로 적용하는 기니피그 극대화 시험 (GPMT) 과정을 제시하였다. 시험원자재가 비자극성인 경우에는 본래의 시험과정에 앞서 사전 처리를 해야 한다. “약하다”는 의미에는 양성 반응자의 발생률이 0이라는 의미가 포함되어 있기 때문에, 정의에 의해 그것은 약한 감작제를 검출한다. 이는 민감한 시험방법으로 광범위하게 사용되고 있다. 프루인드 완전 보조제의 사용으로 시험방법의 민감도가 증대되었으며, 일부의 경우에서는 문제가 되는 화합물의 잠재적 감작성이 과대평가될 수도 있다.

1965년에 뷰러 (Buehler)는 사람에게 사용되는 과정을 모방하고, 노출을 최적화하는 방법으로 폐쇄형 첩포 (폐쇄를 시키는)의 사용을 옹호하였다 (사람의 반복 손상 첩포 시험방법 : HRIPT), 폐쇄형 첩포 과정은 민감하고, 중간정도부터 심각한 정도 까지의 감작제를 정확하게 예측할 수 있는 것으로 나타나, HRIPT의 과정 동안 예상되는 부작용에 대한 사람의 노출을 피할 수 있도록 한다. 제시된 자료에 의해 피내 주사와 개방형 국소 적용보다 폐쇄 방법이 우수한 것으로 나타났다. 면역 체계를 자극하기 위하여 보조제를 사용하지 않았다. 이 방법은 가장 약한 감작제를 검출할 만큼 충분히 민감하며, 위험 평가 과정에 사용해도 될 만큼 충분히 유연한 기법으로 인정받고 있다. 그러나 폐쇄형 첩포 시험 (뷰러 시험) 방법은 GPMT에 비해서는 민감도가 떨어진다.

미국의 폐쇄형 첩포 방법과 유럽의 GPMT는 가장 빈번하게 사용되고 있는 안전성 평가 방법이다. 이들은 또한 OECD와 EU의 현행 시험 지침에서도 선호하고 있는 시험방법이기도 하다. 기니피그 감작 평가에서 얻어지는 결과들은 시험결과에 대한 실험실간의 편차를 나타낼 수 있는 동물관련 요소 및 기술적인 요소에 의해 좌우되는데, 그러한 요소들의 예에는, 동물의 혈통, 성별, 나이, 시험 환경 상태, 동물의 시험부위, 털 제거 방법 (자르기/면도) 또는 화학적 탈모, 첩포 모양, 시험원자재의 양, 폐색의 질, 노출 시간과 조직 반응 해석법 등이 있다. 이외에도 수많은 시험방법들이 사용되고, 조사되고 있으며, 지지자들의 옹호를 받고 있다. 이들 가운데에는 현재 조사자들에 의한 적절한 검증과 승인만 있다면 규제를 위한 목적에 적합한 것으로 간주되는 것들도 있다. 어떠한 경우에도 시험과정은 원본 참조에 따라 실시되어야 한다. 기타 시험방법에 대한 목록은 표 C.1에 제시되어 있다.

최근의 ECETOC 논문에는 피부 감작 시험에 대한 최신의 자료들이 수록되어 있다.

표 C.1 지연성 접촉 감작 시험의 대안적 방법들

1. 프루인드 완전 보조제 시험

2. 분리 보조제 시험

3. 개방형 피내 단자 시험

4. 마우어 (Mauer) 최적화 시험

5. 기니 피그 발바닥 시험

6. 누적 접촉 강화 시험

7. 긁힌 피부 (보강제와 첩포) 시험

8. 마우스 귀 부종 시험

9. 국부적인 림프절 평가

표 C.1에 제시되어 있는 마지막 평가 방법, 즉 쥐과의 국부적인 림프절 평가 방법 (LLNA)은 주목할 만하다. 국부적인 림프절 평가 방법 (LLNA)은 현행 기니피그 시험방법에 대한 유일한 대안이자 동물 관리를 향상시키는 방법으로 OECD(Organization for Economic Cooperation and Development)의 승인을 받았다.

시험의 과학적 근거는 시험물질에 국부적으로 노출되었을 때 3H-메틸 티미딘 (methyl thymidine)과 쥐의 배출 림프절(draining lymph nodes)의 림프구가 결합되는 양으로 감작을 측정하는 것이다. 여기에는 항 참조가 포함되어 있지 않다. 알고자 하는 종점(endpoint)은 자극 지수인데 이것은 대조동물의 림프절에 결합된 티미딘의 양에 대한 투여된 동물의 림프절에 결합된 티미딘의 양의 비율을 나타낸다. 만약 자극 지수가 3 (SI > 3)을 초과한다면, 시험은 양성이다. LLNA의 실험실간 평가와 실험실내 평가는 실험실들 간에서 그리고 실험실들 내에서 재현할 수 있는 투여 반응 관계를 입증해 주었다. 그러나 LLNA로는 자극성 물질과 알레르기성 물질을 구분하기가 어렵다는 사실도 보고되었다. 그 결과 자극성과 알레르기성을 모두 갖추고 있는 물질일 경우에 LLNA는 알레르기성을 과대평가하거나, 자극성에 대해 가양성을 나타낼 수도 있다. 그러나 LLNA는 시험 기간이 보다 짧고, 종점이 보다 객관적이며, 시험에 필요한 물질의 양이 보다 적고, 프루인드 완전 보조제 주사법이 생략되어 있기 때문에 기니피그 평가법에 비해 진보한 방법이다. 유세포 분석 검사와 세포 활성 표지자 분석법을 이용해 시험과정을 진보시킬 수 있다. 독성학에 대한 LLNA 정례 방법에는 사실상 이들을 표준으로 할 수 있는 지의 여부가 결정되어 있지 않다. 다른 한편, LLNA는 보다 한정된 범위 내에서 시험 용매를 선정하도록 한다. 대부분의 시험에는 아세톤과 올리브유를 혼합한 물질이 사용되고 있다. 최근의 연구는 다른 용매를 사용하면 결과도 달라질 수 있다는 사실을 보여주고 있다. 더욱이 LLNA에서는 림프절을 채취하기 이전에 유도 처리를 하고 그 후에 동물들을 안락사 시키기 때문에 교차 반응성 유형이나 항 참조를 시험할 수가 없다.

림프절 평가 방법의 대안은 발바닥에 피하 투여를 하는 오금림프절 검사 (popliteal lymph node assay; PLNA)이다. 오금림프절 검사에서는 림프절 활성화를 직접 측정하는 것 외에 시험대상 화학물질이 유발시키는 면역제어를 보다 명확하게 하기 위하여 표지 항원을 이용한다.

위험성 평가 과정은 단일 모델이나 일률적인 접근법에 의존해서는 안 되며, 또한 사용자의 안전을 최대한으로 보장하기 위하여 신중하게 시행되어야 한다. 일반적으로 위험성 평가는 동물 시험 모델과 사람 시험 모델 모두를 필요로 한다. 이론적으로 증명되고 및/또는 승인된 경우에는 모델과 접근법을 유연하게 선정할 수 있어야 한다.

적절하게 시행되고, 시험농도에 사용 조건 이상의 충분한 안전 요인이 있다면 기니피그의 음성 시험은 마지막 시험이 될 수 있다. 그러나 완제품의 사용량을 충분히 고려하지 않고 발병률 및/또는 심각성만을 바탕으로 시험원자재의 등급을 분류하는 일은 삼가 하여야 한다.

제품에 대한 알레르기 반응의 위험성, 즉 다시 말해 발병률과 강도는 일반적으로 다음의 4가지 요소에 따라 결정된다; 화학물질 알레르겐이 감작에 미치는 영향, 제품에 들어있는 알레르겐의 양, 생체 이용률, 노출조건. 화학물질의 상대적인 감작 가능성은 기존의 감작 수준을 유도하는데 필요한 최소한의 유도 농도로 규정할 수 있다. 농도가 낮을수록 더 강력한 감작제이다. 제품에 들어 있는 잔여 알레르겐의 수준이 GPMT로 구한 최소 유도 농도를 초과하는 경우, 사용자들에게서 알레르기성 접촉 피부염이 상당수 발견되었다.

한편, 혼합물과 제품에 대한 예측적 시험은 훨씬 덜 검증되었고, 제품 구성물질의 시험 후에 실시될 수 있다. 따라서 시험 설계와 결과에 대한 분석은 불확실성한 면이 있지만, 몇몇의 사례들은 이러한 시험방법의 가능성을 입증해주고 있기도 하다. 사람에게 접촉성 피부염을 일으키는 스웨터에서 용출한 아세톤 용출물의 동물 시험에서 알레르겐 (포스겐 클로로페닐히드라존, phosgene chlorophenylhydrazones)이 입증되었다. 또 다른 사례는 사람한테 접촉성 피부염을 일으키는 고무장화에서 용출한 아세톤/클로로폼 용출물의 동물 시험인데 이 시험에서는  메르캅토벤조티아졸 (mercaptobenzothiazole)과 디벤조티아질이황화물 (dibenzothiazyldisulfide)이 원인 알레르겐인 것으로 밝혀졌다. 적합한 유기 용매 사용의 중요성이 명확하게 입증되었다. 염류 용출물은 기니피그의 과민반응을 유도해내지 못하지만, 유기 용매로 용출한 용출물은 기니피그의 과민반응을 유도해 낸다.

일본의 의료용 물질과 기기의 기본적인 생물학적 시험에 관한 지침 (Guidelines of Basic Biological Test of Medical Material and Devices, 1995)에서는 유기 용매로 검체를 준비하는 과정을 채택하였는데, 잔류물을 얻기 위하여 용매를 증발시키고, 동물의 지연성 과민 반응을 유도할 수 있는 잔류물(혼합물)의 최소 희석 비율을 가지는 원자재로부터 산출된 잔류물의 비율을 비교함으로써 위험성을 평가하는 방법을 채택하고 있다.

피부 감작을 시험하기 위한 체외 방법은 현재 정규적으로 이용할 수는 없다.

제4장 전신독성시험

1. 적용범위

본 장에서는 구성성분을 체내로 방출하는 의료기기의 전신독성 가능성에 대한 평가방법을 기술하고 있으며, 발열성 시험을 포함한다.

본 장의 시험방법은 의료기기 또는 이들의 용해물과 관련된다. 생물학적 시험을 시행하기 위하여 최대한으로 용해가능 물질을 용출할 수 있는 적절한 용매를 선택하여 용출 또는 용해를 실시하고 이를 시험하여야 한다.

2. 정의

본 장의 목적을 위하여 제1장에 설명된 정의와 다음의 정의가 적용된다.

2.1 용출용매

의료기기로부터 용해가능물질을 용출하기 위하여 사용하는 용액

2.2 용출물

의료기기로부터 용출된 후 생물학적 반응의 평가시험에 사용되는 용액

2.3 검체

용출용매에 넣는 한 단위의(단위들) 의료기기

2.4 공시험액(Blank)

시험조건하에서 검체를 넣지 않은 용출용매. 이는 용출물과 비교하는 목적으로 사용됨.

2.5 전신독성

인체의 전체기관과 관련된 독성

2.6 급성독성

시험검체를 24시간 이내에 1회 또는 반복 투여하였을 때 나타나는 부작용

2.7 아급성독성

시험검체를 14~28일 동안 1일 1회 또는 반복 투여하였을 때  나타나는 부작용

2.8 아만성독성

시험검체를 생애 일부 기간 동안(보통 90일 정도이며, 수명의 10%를 초과하지 않음.) 1일 1회 또는 반복 투여하였을 때  나타나는 부작용

3. 시험검체의 요건 및 권고사항

3.1 일반사항

시험검체는 의료기기가 일반적으로 사용되는 조건하에서 선택되어야 한다. 일반적 사용조건이 아닐 경우는 시험조건을 타당성과 함께 시험보고서에 기록하여야 한다.

시험은 최종 완제품 또는 완제품을 대표할 수 있는 구성품에 대하여 시행되어야 한다. 어떤 경우에는 각각의 구성품에 대하여 별도로 시험을 하여야 하거나 최종제품을 조립하는 즉시 시험을 해야 하는 경우도 있다.

3.2 몰드(mould)의 사용

검체의 준비에 몰드가 사용된다면 몰드가 검체와 반응을 일으키거나 검체의 물성에 영향을 주어서는 안된다. 가능한 경우, 적절한 분리 매개물(insulation medium)을 사용하도록 한다.

3.3 광택 나는 원자재 (Polished materials)

만일 완제품에 광택을 내야 한다면, 검체의 표면도 완제품과 비슷하게 처리하여야 한다. 광택제는 조심스럽게 완전히 제거되어야 한다. 날카로운 끝부분은 적용하기 알맞게 둥글게 해야 한다.

3.4 생산조건

검체의 준비에 사용되는 부분품 또는 의료기기는 세척, 포장, 멸균 등과 같은 생산 과정에서 접하게 되는 조건 및 물질에 동일하게 노출되어야 한다.

3.5 멸균

멸균하도록 되어있는 의료기기는 멸균한 후 사용하여야 한다.

3.6 검체의 물리적 상태

3.6.1 직접적으로 적용되는 검체(즉, 액상, 페이스트 혹은 젤)는 피부 및 구강 내 시험에서 변형 없이 시험할 수 있다.

3.6.2 분말(예를 들면, 강력흡수제로 분류되는 제품)은 직접 바르거나 적절한 용매 또는 액체를 사용하여 페이스트 형태로 만들어 시험한다.

3.6.3 액상은 직접 바르거나 희석하여 시험한다.

건조된 형태로 최종 사용되는 스프레이나 잉크같은 액상 원자재는 건조된 형태 즉, 슬라이드 위에 얇은 층을 만들어 건조시킨 다음 용출한다.

3.6.4 고형원자재는 피부에 직접 적용될 수 있다. 필요할 경우 고체를 가루로 만들거나 물 또는 적절한 비자극성 용액으로 충분히 적셔서 피부와의 접촉을 좋게 한다. 이에 대한 적절한 용매는 4.4에 열거되어 있다.

4. 의료기기의 용출방법

4.1 원리

4.1.1 다음은 의료기기의 용출방법에 대한 전체적인 절차이다. 이 절차는 보완적일 뿐, 특정 연구 방법에 있는 방법을 대체하는 것은 아니다.

4.1.2 용출조건은 임상적 사용조건보다 과장되게 설정하여 원자재의 특성변화(예: 고체화 또는 용융)없이 잠재적 독성의 위험도를 결정하도록 한다. 한편, 임상적용과 실제 판매제품의 공정상의 변수가 명확한 경우에는, 실제 사용시간 및 온도조건에 따라 시험하는 것이 더욱 적절할 수 있다.

4.2 검체준비

검체를 여러 부분으로 나누어 준비해야 하는 경우와 전체를 시험해야 하는 경우가 있다.

나누면 재료의 특성이나 형상이 변하는 원자재나 용출용매의 부피가 전체 검체를 감당하지 못할 경우에는 검체표면을 잠기게 할 수 있을 정도의 최소량의 용출용매를 사용한다. 의료기기가 너무 작은 경우에는 시험에 필요한 시험검체를 충분히 만들기 위하여 여러 개를 준비한다. 검체의 형태에 따라 명시된 질량(약 0.1g) 혹은 노출 표면적(약 1 ㎠)에 대하여 용출한다. 용출물의 부피를 기록한다.

4.3 검체의 조건

4.3.1 용출용매 부피에 대한 검체 표면적의 권장비율은 표 7에 명시되어 있다. 그러나 다른 비율이 적절한 경우도 있다.

주) 이외에 추가 설명은 “제9장 검체준비와 표준물질”을 참고하도록 한다.

4.3.2 검체의 크기는 용출용기에 넣기에 적당하여야 하고 총 표면적은 용출용매에 의하여 완전히 잠겨야 한다.

4.3.3 대부분의 의료기기는 멸균되거나 청결하게 포장되어 공급된다. 추가 조작 및 건조과정 중 건조온도에의 노출은 제품상태를 보증하지 못하고, 실질적으로 몇몇 연구에서는 부작용이 나타났다.

4.3.4 용출할 검체의 표면이 청결해 보이지 않거나 기타 필요한 경우에는 세척한 후 건조시킨다. 정제수 또는 주사용수를 사용하여 세척하고, 용출용매에 대한 적합성을 위하여 필요하다면 반복적으로 세척하고 건조시킨다. 제조자의 제조과정에 대한 실질적인 평가가 가능할 만큼 검체가 청결한 경우에는 세척과정을 생략한다.

4.3.5 용출용기가 시험원자재 용출물의 변성을 유발해서는 안된다.

표 7 검체 표면적에 대한 적절한 용출용매의 부피

원자재의 형태	두께(mm)	표면적/용출용매 비율
1) 필름 또는 쉬트 (독립적 또는 유리슬라이드에 코팅된 형태)	< 0.5 0.5 ～ 1	6 ㎠/㎖(*) 3 ㎠/㎖(*)
2) 튜브	< 0.5 (벽) 0.5 ～ 1 (벽)	6 ㎠/㎖(**) 3 ㎠/㎖(**)
3) 판, 튜브, 몰드 형태	> 1	3 ㎠/㎖(***)
4) 무정형(분말, 펠릿 등)	-	0.2 g/㎖
* 양쪽면 ** 내‧외부 면적의 합 *** 모든 노출된 면적의 합

4.4 용출용매

시험원자재로부터 물질을 용출하기 위해 용해스펙트럼의 극단을 나타내는 용출용매(4.4.1～4.4.3에 명시됨)를 사용한다.

주) 용출용매의 생체적합성에 대하여 특별한 주의를 기울여야 한다.

4.4.1 극성 용출용매 : 생리식염수

4.4.2 비극성 용출용매 : 중성올레움(Oleum neutrale; 예를 들면, DAC, Fract. Coconut, BP 73) 또는 식물성기름 (예를 들면, 면실유, 참기름, EP 또는 USP)이 다음 과정에 적절하다.

참기름 또는 면실유는 가능하다면 정제하여야 한다.

4.4.3 기타 용출용매 : 알코올/물, 알코올/식염수, 폴리에틸렌 글리콜 400, DMSO(디메틸 설폭사이드; dimethylsulfoxide), 소혈청을 5% 에서 10%가량 함유한 최소배지, 희석된 계면활성제, 물, 분산시약(dispersion agent)등

4.5 용출물 준비

용출용기에 검체를 넣고 적절한 용출용매를 첨가한다. 시험에 요구되는 각각의 용출용매에 대하여 이 과정을 반복한다. 동시에 각각의 용출용매에 대한 공시험액을 준비한다.

4.6 용출조건

4.6.1 고압증기멸균기, 오븐, 수조 또는 배양기 등 적절한 것을 사용한다. 37℃±2℃에서 72시간은 대부분의 의료기기에 적절한 조건이다. 용출시간이 짧아질수록 더 높은 온도가 요구된다.

용출조건은 다음과 같다

1) 37℃±2℃에서 72시간±2시간

2) 50℃± 2℃에서 72시간±2시간

3) 70℃±2℃에서 24시간±2시간

4) 121℃±2℃에서 1시간±0.2시간

만약 교반하였을 경우에는 이를 기록하여야 한다.

4.6.2 원자재 평가를 위한 이상적인 용출은 의료기기의 사용목적을 모방하는 시간 및 온도를 적용하는 것이다. 앞서 언급한 온도 및 시간이 너무 과도하여 물리적 변화 등 의료기기의 특성에 영향을 미쳐서는 안된다.

열원으로부터 꺼내어 상온에서 냉각시키고, 식으면 용기를 세게 30초간 흔든 후 용출물을 건조된 멸균용기에 조심스럽게 따른다.

주의 - 안전상의 이유로 121 ℃에서 용출한 용기는 내부압력 및 온도가 상온상압조건으로 내려갈 때까지 방치해 두어야 한다.

5. 전신독성 시험방법의 설정

5.1 시험방법의 설정

제1장에 준하여 환자와의 접촉방법 및 접촉기간을 고려하여 의료기기에 대한 적절한 시험의 종류와 방법을 선택한다.

5.2 준비

가장 적절한 방법론을 근거로 하여 시험검체를 준비한다.

5.3 시험의 선택

독성시험에 대한 다음의 시험방법은 다른 나라에서도 비슷한 방법으로 시험을 수행할 수 있을 정도로 정리가 잘 되어 있다. 권장할 만한 시험방법에는 국가별 및 국제지침, 국제표준 그리고 규정들이 있다.

5.4 시험설계와 해석

대부분의 경우에 제시되는 시험절차는 표준화된 운영절차나 이 밖의 문건들에서와 같이 자세하게 설명되어 있지 않다. 이는 다분히 의도적인데 독성학이 진보단계에 있는 시험과학이고 지나치게 과도한 경직성이나 자세한 시험방법의 기술은 과학적 초기단계에 지장을 줄 수 있으며 오히려 역효과를 나타낼 수 있기 때문이다. 한편 시험과정에서 독성학적 기법과 그에 따른 판단을 내리는 데에는 어떤 명문화된 규정이 있어야 한다. 이것이 시험요건의 요소가 되는 경우일지라도, 시험과정에 수정이 있다면 이에 대한 이론적인 근거나 배경은 설명할 수 있어야 하며 과학적으로 타당해야 한다.

5.5 급성전신독성(Acute systemic toxicity)

시험동물의 복지 때문에, 그리고 급성독성에 대한 새로운 시험방법이 개발되었기 때문에, 지금과 같은 상황에서 굳이 LD50을 측정할 필요는 없다. 용량을 정해서 시험해보면 위해성이 있는 물질이나 제제의 분류, 표시 및 평가에 대한 충분한 급성독성자료를 얻을 수 있다.

5.5.1 급성 경구 적용(Acute oral application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.1.1 OECD Guideline No. 401: Acute Toxicity(Oral)

5.5.1.2 US FDA, Bureau of Foods: Toxicological Principles for the Safety Assessment of Direct Food Additives, 1982, Appendix II, p.1 ff.

5.5.1.3 Official Journal of The European Communities(EC), 19 September 1984, 84/449/B.1, Acute Toxicity (Oral)

5.5.1.4 Official Journal of The European Communities(EC), Acute Toxicity(Oral)-Fixed Dose Method, EC: 79/831/EEC, Annex V, Updating Feb. 1990

5.5.2 급성 피부 적용(Acute dermal application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.2.1 OECD Guideline No.402: Acute Dermal Toxicity.

5.5.2.2 US Code of Federal Regulation(CFR) 1500.40: Method of Testing Toxic Substances-Acute Dermal Toxicity (Single Exposure)

5.5.2.3 US EPA: Acute Exposure Dermal Toxicity, EPA, Washington DC, Nov 84, DB 86-10958, p. 39 ff

5.5.2.4 Official Journal of The European Communities(EC), 19 September 1984, Acute Toxicity (Dermal)

5.5.3 급성 흡입 적용(Acute application by inhalation)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.3.1 OECD Guideline No. 403: Acute Inhalation Toxicity

5.5.3.2 US EPA: Acute and Subchronic Inhalation Toxicity Testing,, EPA Washington DC, Oct 88, DB 89-124077

5.5.3.3 Official Journal of The European Communities(EC), 19 September 1984, 84/449/EEC/B2, Acute Toxicity (Inhalation)

5.5.4 급성 정맥내 적용(Acute intravenous application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.4.1 USP XXⅡ. NF XVⅡ(88), Biological Reactivity Tests, In-Vivo.

5.5.4.2 ASTM F750: 1987, Practice for Evaluating Material Extracts by Systemic Injection in the Mouse; (Method A), Intravenous.

5.5.5 급성 복강내 적용(Acute intraperitoneal application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.5.1 ASTM F50: 1987, Practice for Evaluating Material Extracts by Systemic Injection in the Mouse; (Method B), Intraperitoneal.

5.5.5.2 USP XXⅡ. NF XVⅡ(88), Biological Reactivity Tests, In-Vivo.

5.5.5.3 ANSI/ADA No 41: Biological Evaluation of Dental Materials: Acute Systemic Test by IP Route.

5.6 아급성 전신독성(Acute systemic toxicity)

5.6.1 아급성 경구 적용(Subacute oral application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.6.1.1 OECD Guideline No. 407: Repeated Dose Oral Toxicity-Rodent: 28-day or 14-day Study.

5.6.1.2 US FDA, Bureau of Foods: Toxicological Principles for the Safety Assessment of Direct Food Additives, 1982, Appendix Ⅱ, p. ff

5.6.1.3 Official Journal The European Communities(EC), 19 September 1984, EC: 84/449/EEC/B7, No L251/118, Subacute Toxicity (Oral)

5.6.2 아급성 피부적용(Subacute dermal application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.6.2.1 OECD Guideline No. 410: Repeated Dose Dermal Toxicity: 21/14-day Study.

5.6.2.2 Official Journal of The European Communities(EC), 19 September 1984, EC: 84/449/EECB9, No. L251/127, Subacute Toxicity (Dermal)

5.6.2.3 US EPA: Repeated Dose Dermal Toxicity, 21 day Study. EPA, Washington DC, Nov. 84, DB 86-108958

5.6.3 아급성 흡입 적용(Subacute application by inhalation)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.6.3.1 OECD Guideline No.412: Repeated Dose Inhalation Toxicity: 28-day or 14-day Study.

5.6.3.2 Official Journal of The European Communities(EC), 19 September 1984, EC: 84/449/EEC/B.8. Subacute Toxicity (Inhalation)

5.6.4 아급성 정맥내 적용(Subacute intravenous application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.4항에 있는 시험 중 하나를 따라 동물시험을 피부에서 정맥내로 바꿔 OECD guideline No.409, Subacute Toxicity를 적용하도록 한다.

5.6.5 아급성 복강내 적용(Subacute intraperitoneal application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.5항에 있는 시험 중 하나를 따라 동물시험을 피부에서 복강내로 바꿔 OECD guideline No. 409, Subacute Toxicity를 적용하도록 한다.

5.7 아만성 전신 독성(Subacute systemic toxicity)

5.7.1 아만성 경구 적용(Subchronic oral application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.7.1.1 OECD Guideline No.408: Subchronic Oral Toxicity―Rodent: 90-day Study.

5.7.1.2 OECD Guideline No.409: Subchronic Oral Toxicity―Non-rodent:90-day Study.

5.7.1.3 US FDA, Bureau of Foods: Toxicological Principles for the Safety Assessment of Direct Food Additives, 1982, Appendix Ⅱ, pp. 19 ff.

5.7.1.4 Official Journal of The European Communities(EC), 19 September 1984, EC: 19 September 1984, EC: 87/302/EEC, No. L133/8: 90-day Repeated Oral Dose Using Rodent Species.

5.7.2  아만성 피부 적용(Subchronic dermal application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

OECD Guideline No. 411: Subchronic Dermal Toxicity: 90-day Study

5.7.3  아만성 흡입 적용(Subchronic application by inhalation)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

OECD Guideline No. 413: Subchronic Inhalation Toxicity: 90-day Study.

5.7.4  아만성 정맥내 적용(Subchronic intravenous application)

다음 문헌에 나와 있는 시험검사를 따르는 것이 좋다.

5.5.4항에 있는 시험들 중 하나를 따라 동물시험을 경구에서 정맥내로 바꿔 OECD Guideline No. 408, Subchronic Oral Toxicity을 적용하도록 한다.

5.8 만성 독성과 발암성(Chronic toxicity and carcinogenicity)

의료기기에 대한 만성독성과 발암성 시험은 노출로 인하여 발생할 수 있는 건강상의 위해와는 별로 관련이 없어 보일 수도 있다. 그럼에도 불구하고 이와 같은 문제를 밝혀야 할 필요성이 있는 경우에는 관련 전문가는 사례별로 적절한 시험검사를 결정해야 한다.

치과재료와 같이 구강에 만성적으로 노출되는 특별한 경우에는 건강상의 위해는 1회용출시험(single elution test)으로 예측할 수 있다.

6. 발열성 시험방법의 설정

발열물질은 환자에게 열을 발생시킨다. 발열성은 의료기기의 박테리아 엔도톡신 감염으로 인하여 유발되는 것으로 기술되어 왔으나 현재 발열물질 관련 물질을 포함한 몇몇 원자재가 있다는 것이 발견되었다. 발열성시험은 의료기기 및 의료용 원자재의 평가에 반드시 고려되어야 한다.

6.1 엔도톡신 또는 비엔도톡신 기원의 발열성 물질에 대한 시험

(Testing for pyrogenic substances of either endotoxin or non-endotoxin orgin)

6.1.1 대한약전 제 8개정 발열성물질시험법

6.1.2 USP XXⅡ, NF XVⅡ(151), Pyrogen Test, p. 1515

6.2 엔도톡신 기원의 발열성 물질에 대한 시험

(Testing for pyrogenic substances of endotoxin orgin)

6.2.1 대한약전 제 8개정. 엔도톡신시험법

6.2.2 EP, Part V.2.1.9 Pyrogens, 1990

6.2.3 USP XXⅡ; NF XVⅡ(85) Bacterial Endotoxin Tests, p. 1493 ff

7. 결과의 분석

의료기기에 대한 독성시험결과를 분석할 때, 올바른 과학적 결정을 적용하여야 한다. 하지만 시험의 한계성도 항상 염두에 두어야 한다. 결과의 분석은 의료기기의 임상적 적용의 관점에서 시행되어야 한다. 최적의 시험동물의 수와 시험시간에 대하여는 다양한 의견이 있다. 제품과 접촉할 가능성이 있는 물질은 무수히 많고 제품이 잘못 사용될 가능성도 많다. 생물학적시험에 있어서 일반적 적합-부적합 기준은 다음 두 가지 경우에는 부적절하다 :

- 첫째, 시험결과로부터 의료기기를 사람에게 사용하였을 때 유해하지 않다고 보장할 수는 없다.

- 둘째, 의료기기를 사용하였을 때의 유익은 시험으로부터 밝혀진 유해한 영향과 균형을 맞추어야 한다.

결과적으로 대부분의 경우 독성시험결과는 발생 가능한 위험에 대한 경고로서는 의미가 있지만, 이로 인하여 사람에 대한 지속적인 관찰의 필요성 및 판단의 필요성을 배제할 수는 없다.

8. 시험보고서

8.1 시험보고서는 시험에 사용된 특정한 시험방법에 따른다.

8.2 8.1항에서의 요구사항에 추가하여 시험보고서는 다음을 포함하여야 한다.

1) 의료기기의 형태

2) 시험된 의료기기에 대한 완전한 설명

3) 시험원자재의 치수 및 중량

4) 제조자 코드, 카탈로그 또는 포뮬레이션 번호, 배치(batch) 번호 또는 제조일, 상품명 등

8.3 만일 용출방법이 사용되었다면 보고서는 다음을 포함하여야 한다.

1) 용출용매 부피에 대한 검체표면적의 비율 또는 검체의 중량에 대한 용출용매의 부피

2) 4.6.1항에 근거한 용출조건

3) 용출용매의 성분 등 특성에 관한 적절한 기술

4) 검체 또는 용출용매의 총체적인 물리적 변화에 대한 관찰. 이러한 관찰은 검체의 색상변화, 용출용매의 색상변화, 잠재적 다중 상 분리 등을 포함한다.

제5장 이식시험

1. 적용범위

본 장은 생체 조직에 대한 이식재의 국부적 영향을 육안관찰과 현미경관찰로 평가하는 시험방법에 대하여 기술한다.

원자재의 생물학적 안전성 평가에 적절한 조직부위에 검체를 이식한다. 기계적 하중이나 기능적 하중이 이식에 영향을 주어서는 안된다. 국부적 영향은 임상적 적합성이 확립된 의료기기의 원자재에 의한 검체의 조직 반응과 비교하여 평가한다.

이식 후의 국부적 영향평가에 대한 시험방법은 아만성영향(단기, 최대 12주) 또는 만성영향(장기, 12주 초과)에 대하여 평가하는데 사용된다.

2. 이식시험에 대한 공통사항

2.1 일반사항

본 장에서는 제1장 및 제17장의 정의가 적용된다.

본 항의 조항은 3항에서 5항까지 기술한 시험방법에 적용된다.

각각의 시험동물을 사용하여 정보를 최대로 얻기 위하여 시험에 대한 상세한 계획을 세우는 것이 중요하다.

2.2 이식시료의 준비

이식시료란 시험검체를 이식에 적합하게 만든 것을 말한다.

2.2.1 고형 검체(분말형태 제외)

물리적 특성(형태, 밀도, 경도, 표면처리상태)은 시험검체에 의한 조직반응의 특성에 영향을 미칠 수 있다.

이식시료는 최종제품에서 사용되는 방법대로 제조, 공정, 오염물의 제거, 멸균과정을 거쳐야 한다.

최종준비 및 멸균 후, 이식 전 또는 이식되는 동안 모든 이식시료는 긁힘, 손상 또는 오염이 없어야 한다.

2.2.2 비고형 검체(분말형태 포함)

액체, 페이스트 및 입자와 같은 비고형 검체(예 골시멘트, 치과용 원자재)는 2.2.1항에 나타난 원자재와는 다를 수 있다. 이러한 성분은 사용하기 전에 혼합이 필요하기도 하고, 시간이 경과함에 따라 응고될 수도 있다.

이식 후의 국부적 효과를 시험하기 위해 검체를 튜브에 넣어서 시험하기도 한다. 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 된 튜브가 일반적으로 사용된다.

튜브를 시험하기 전에 70 %(v/v)에탄올 및 증류수로 세척하고, 고압증기멸균법 또는 임상적용시에 사용되는 적절한 방법으로 멸균한다. 원자재를 혼합하여 시험하는 경우 혼합한 즉시 미생물 오염 여부를 시험한다.

제조자의 표시사항에 따라 시험검체를 준비하고, 튜브의 끝부분까지 검체를 넣는다. 검체에 의하여 튜브의 표면이 오염되지 않도록 최대한 주의한다. 튜브 내에 기포가 생기지 않게 하고 튜브 내에 삽입된 검체의 표면 끝부분과 튜브의 끝부분이 고른가를 확인한다.

주) 폴리에틸렌(PE) 튜브는 고압증기멸균에 의해 변형될 수 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 튜브는 절편기 (microtome)로 자르기가 어렵다. 절단하는 동안 튜브가 조직 블럭에 남아있어야 하는 경우에는 동일한 크기의 폴리에틸렌(PE) 튜브나 폴리프로필렌(PP) 튜브를 대신 사용하는 것이 나을 수도 있다.

2.2.3 대조군

대조군의 크기, 모양, 특히 표면상태는 이식시료와 가능한 한 동일하여야 한다. 검체가 튜브에 담겨져 있을 때, 대조군은 튜브와 동일한 재료, 동일한 직경의 막대모양으로 한다. 대조군을 적합하고 특성이 유지될 수 있는 방법으로 취급, 세척, 멸균하여야 한다.

대조군은 부록 A와 C.1에 있는 것들로 한정되지 않으며, 시험될 시험검체의 실제 용도와 유사한 임상적 용도를 근거로 선정하여야 한다.

2.3 시험동물, 조직, 시험기간, 수술, 수술 후 관리, 안락사

2.3.1 시험동물과 조직

시험동물관리는 “제17장 시험동물관리”를 참조한다.

시험동물 종의 선택은  이식시료의 크기, 시험동물의 수명과 관련된 시험기간, 종간의 연조직과 경조직에서의 생물학적 반응의 차이점을 고려하여야 한다.

피하조직, 근육 등에 대한 단기시험에는 마우스, 랫트, 기니피그 및 토끼가 일반적으로 사용된다. 이 중 한가지 종을 선택하여 시험한다.

피하조직, 근육, 뼈에 대한 장기시험에는 랫트, 기니피그, 토끼, 개, 양, 염소, 돼지 및 상대적으로 수명이 긴 시험동물이 적당하다. 이 중 한 가지 종을 선택하여 시험한다.

시험검체와 대조군을 동일한 조건하에서 연령, 성별, 해부학적 계통이 같은 종의 시험동물에 이식한다. 시험동물에 대한 이식시료의 수 및 크기는 시험동물의 크기 및 이식부위의 해부학적 위치에 근거한다.

2.3.2 시험기간

이식시료에 대한 국부적 조직 반응의 평가를 위한 시험에는 최대 12주까지의 단기시험과 12주를 초과하는 장기시험이 있다.

시험기간은 생물학적 반응이 안정상태에 이를 때까지로 설정한다. 이식시료에 대한 국부적 생물학적 반응은 재료의 특성 및 시술부위의 외상에 근거한다. 이식된 주변부위 조직의 상태는 시술 후 시간의 경과에 따라 변한다. 보통 1주일 동안은 활발한 세포활동이 관찰되고 이후 전이기(transitional stage)가 된다. 종에 따라 차이는 있지만 근육 및 연결조직 내에서 9~12주 후 세포의 개체수가 안정상태에 도달함을 확인할 수 있다. 골조직에 대한 이식은 좀 더 오랜 관찰기간이 요구된다.

시험기간은 단기이식에 대해서는 표 8, 장기이식에 대해서는 표 9을 참고로 하여 선택한다.

시험검체의 사용목적에 따라 모든 이식기간이 필요하지 않을 수 있다(제1장 참조). 선정된 사례들의 경우에는 104주 동안의 관찰 기간이 필요할 수도 있다.

시험동물마다 이식되는 시료의 수와 각각의 관찰기간마다 동물의 수는 3항~5항에 기술되어 있다. 타당한 결과를 제시해 줄 최종적인 평가 시료의 개수를 확실하게 하여 충분한 수의 이식시료를 삽입하여야 한다.

표 8 피하조직 및 근육에 대한 단기이식시험의 시험기간

시험동물	이식기간(주)
	1	3	4	9	12
마우스 랫트 기니아피그 토끼	× × × ×	×	× × ×	×	× × ×

표 9 피하조직, 근육 및 골조직에 대한 장기이식시험의 시험기간

시험동물	이식기간(주)
	12	26	52	78	(104)
랫트 기니아피그 토끼 개 양 염소 돼지	× × × × × × ×	× × × × × × ×	× × × × × × ×	× × × × ×	× × × ×

2.3.3 시술

시험동물을 마취시킨 뒤 클립퍼, 면도기 또는 다른 기계적 도구를 사용하여 시술부위의 털을 제거한다. 소독용액으로 시술부위를 세척한다. 시술부위의 털이 이식시료 또는 상처표면에 접촉되지 않도록 한다. 삽입 및 이식시술에 대한 자세한 내용은 3항에서 5항에 기술되어 있다.

시술기술이 이식시술의 결과에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 시술은 무균상태에서 시행하고 이식부위의 외상을 최소화하도록 한다.

시술 후에 클립 또는 봉합사를 사용하여 절개부위를 봉합하고 무균상태가 유지되도록 주의한다.

2.3.4 수술 후 평가

시험기간동안 적절한 간격으로 시험동물의 상태를 관찰한다. 국부적, 전신적 및 행동적 이상을 포함하여 비정상적인 결과를 기록한다.

2.3.5 안락사

시험기간이 만료되면 마취제를 과량투여 하거나 기타 인도적인 방법을 이용하여 시험동물을 안락사 시킨다. (제17장 시험동물관리 참조)

2.4 생물학적 반응의 평가

시간에 따른 육안관찰결과와 조직병리학적 시험반응을 등급화 및 문서화하여 생물학적 반응을 평가한다. 검체와 대조군의 반응을 서로 비교한다.

조직과 이식시료의 상호작용의 영향을 최소화하기 위하여 동일한 지점에서 대조군과 시험검체를 비교한다.

주) 원통형의 시료는 양쪽 끝의 중간부분을 평가하고, 홈이 있는 원통형 이식시료의 경우 편평한 끝 표면과 홈 사이의 중심부분이 평가하기에 적당하다.

튜브에 들어 있는 비고형 또는 입자형 원자재는 튜브의 끝 부분만을 평가하여야 한다.

2.4.1 육안관찰에 의한 평가

저배율 렌즈를 이용하여 각각의 이식부위를 검사한다. 관찰한 조직반응의 정도 및 특성을 기록한다.

2.4.2 조직학적 관찰의 준비-이식된 시료 회수 및 시편 준비

국부적 생물학적 반응을 평가하기 위하여 이식된 시료를 영향을 받지 않은 인접조직과 함께 채취한다. 이식검체 또는 대조군과 함께 채취된 조직블럭을 조직병리학적 검사 및 다른 적절한 검사를 위하여 시편으로 가공한다.

전통적인 기술을 사용할 때 고정액을 처리하기 전 또는 후에 조직 외피를 절개하고, 이식시료 및 조직베드의 상태를 기록한다. 그러나 일반적으로 이러한 기술을 사용하면 이식시료와 가장 근접한 조직층은 파괴된다.

이식시료와 접촉하는 조직면을 관찰할 때는 이식시료를 포함하는 전체조직 외피를 강화 플라스틱에 묻는(embedding) 방법이 사용된다. 조직시편을 준비하기 위해서는 적절한 절단기술 및 연마기술이 요구된다. 조직을 플라스틱에 묻는 기술이 조직과의 접촉면을 크게 변화시키지 않음이 입증되어야 한다.

2.4.3 조직학적 평가

이식시료와 접촉하는 조직면으로부터 영향을 받지 않은 정상적 조직 및 혈관까지의 거리를 측정하여 반응의 정도를 결정한다. 이식시료의 크기와 관련하여 시편의 방향성을 기록한다. 이식시료의 방향성, 절단된 시편의 수 및 절단모양을 기록한다.

평가하고 기록해야 하는 생물학적 반응의 변수는 다음과 같다.

1) 섬유소 캡슐화 및 염증의 정도

2) 형태학적 변화에 의한 조직의 변성

3) 이식시료와 조직접촉면에서의 염증세포의 수 및 분포 형태; 다형핵백혈구(polymorphonuclear leukocyte), 림프구(lymphocyte), 플라즈마 세포(plasma cell), 호산구(eosinophil), 대식세포(macrophage), 다중핵 세포(multinucleated cell)

4) 세포핵의 잔해 또는 모세혈관 벽의 파괴로 인한 괴사의 발생

5) 원자재의 파편, 지방침투, 육아종과 같은 기타 변수

6) 다공성 이식시료 시험시 구멍의 안쪽으로 성장한 조직의 상태와 양

뼈의 경우에는 조직과 원자재 사이의 접촉면은 특별한 관심사이다. 뼈와 접촉되는 면을 평가하고 비석회화 조직의 존재뿐만 아니라 이식시료 주변의 뼈의 양도 평가한다. 뼈 흡수 및 뼈 형성 유무를 관찰한다.

2.5 시험보고서

2.5.1 시험보고서의 내용

시험보고서는 결과에 대한 독립적인 평가가 충분하도록 상세하게 기술되어야 한다. 보고서에는 2.5.2항에서 2.5.6항까지 나열된 항목을 포함한다.

2.5.2 이식시료

시험검체 및 대조군, 시험검체의 상태, 가공, 표면상태, 이식시료의 모양 및 크기에 대하여 기록한다.

대조군 선택에 대한 이론적 근거를 기록한다.

이식시료의 표면처리 상태에 따라 조직반응에 영향을 줄 수 있으므로 표면처리과정을 기록하고 보고한다.

세척, 취급, 멸균방법을 기록한다. 이러한 과정이 자체 시험실내에서 시행되지 않는다면 이에 대한 정보는 시험 전에 제조자로부터 제공받아야 한다.

2.5.3 시험동물과 이식

시험동물의 원산지, 연령, 성별, 계통을 기록한다. 사육장의 상태, 시험기간 동안의 동물의 사료 및 체중을 기록한다. 시험기간 동안 시험동물의 건강상태를 관찰하여야 한다. 돌연사를 포함하여 모든 관찰내용을 기록한다.

이식방법을 기록한다. 시험동물마다, 부위마다, 각 관찰기간마다 삽입된 이식시료의 수를 기록한다.

2.5.4 이식시료의 회수 및 조직학적 관찰

이식시료의 회수방법을 기록한다. 시험동물마다, 각 관찰기간마다 회수된 이식시료의 수를 기록한다. 모든 이식시료를 시험의 일부로 간주한다. 조직검사용 시편의 고정 및 준비절차도 기록하여야 한다.

2.5.5 평가

육안관찰은 이식시료 인접조직의 형상뿐만 아니라 각각의 이식시료 자체에 대한 관찰을 포함한다. 보고서는 각각의 조직검사의 결과도 포함해야 한다.

2.5.6 최종 평가

보고서는 생물학적 반응에 대한 기술뿐만 아니라 시험검체 및 대조군에 대한 생물학적 반응의 비교평가를 포함한다.

3. 피하조직내 이식시험방법

3.1 적용

이식된 이식시료에 대한 피하조직의 생물학적 반응을 평가하는 데 이용되며, 동일한 의료기기 원자재의 다른 표면질감 또는 상태에 따른 생물학적 반응의 비교와 의료기기 원자재의 변형이나 여러 가지 처리에 따른 영향을 평가하는데 이용된다.

3.2 원리

시험동물의 피하조직에 이식시료를 삽입한다. 시험검체의 생물학적 반응과 이미 임상적 사용이 허용되어 있는 원자재로 만들어진 대조군의 생물학적 반응과 비교한다. (2.2.3항 참조)

3.3 이식시료

시험검체와 대조군의 이식시료 준비에 대한 일반사항이 2.2항에 기술되어 있다. 이식시료의 크기는 시험동물의 크기에 따라 결정한다.

3.3.1 판형(sheet) 원자재 시료의 직경은 10 ㎜~12 ㎜이고 두께는 0.3 ㎜~1 ㎜여야 한다.

주) 근육층의 피하조직은 특히 판형의 중합체 원자재를 평가하는데 적절하다. 근육 내부에 이식된 판형 원자재는 접혀질 수 있고, 이는 원자재 자체 영향 평가를 어렵게 만든다.

3.3.2 벌크원자재는 직경 1.5 ㎜, 길이 5 ㎜로 만들고 끝부분을 둥글게 가공한다.

3.3.3 홈이 있는 시료는 직경 4 ㎜, 길이 7 ㎜로 한다.(부록B 참조)

주) 홈의 안쪽으로 성장하는 조직은 접촉으로 인한 자극을 최소화한다.

3.3.4 비고형 시료(분말형태 포함)는 직경 1.5 ㎜, 길이 5 ㎜의 튜브에 넣어 준비한다.

3.4 시험동물 및 이식부위

이식시료를 성체 마우스, 랫트, 기니피그 또는 토끼의 등쪽 피하조직에 삽입한다. 이 시험동물 중 한 종을 선택한다.

각각의 원자재 및 이식기간에 대하여 10개 이상의 이식시료를 적용할 수 있도록  최소 세 마리 이상의 시험동물을 사용하고, 충분한 이식부위를 사용한다.

3.5 이식방법

3.5.1 항 및 3.5.2항에 기술된 방법 중 한 가지를 선택한다.

3.5.1 등쪽 중앙선에 이식하는 방법

피부를 절개하고 블런트절개(blunt dissection)로 하나 또는 그 이상의 피하 주머니(이식부위)를 만든다.

피하 주머니(이식부위)는 절개선으로부터 거리가 10 ㎜이상이 되게 하며, 피하 주머니(이식부위) 하나당 한 개의 이식시료를 이식한다. 이식시료가 서로 닿지 않게 한다.

주) 다른 방법으로서 이식시료를 투관침을 사용하여 원하는 부위에 이식할 수도 있다.

3.5.2 목에 이식하는 방법

마우스의 경우 천골(sacrum) 윗 부분에 10㎜길이의 절개를 하고, 목쪽으로 블런트 절개하여 피하 터널을 만든다. 터널안으로 이식시료 하나를 밀어 넣어 목부위에 위치하도록 한다.

랫트의 경우 목의 양쪽에 각각 시험검체와 대조군을 한 개씩 이식한다. 이식시료가 서로 닿지 않게 한다.

이식된 이식시료가 움직이지 않도록 이식시료로부터 적당한 간격을 두고 봉합사로 봉합한다.

3.6 이식기간

생물학적 조직반응의 안정화 단계를 보증하기 위한 이식기간이 2.3.2항에 명시되어 있다.

3.7 생물학적 반응의 평가

평가는 2.4항에 명시된 항목을 포함한다.

3.8 시험보고서 양식

시험결과의 기술 및 최종시험보고서는 2.5항에 명시된 항목을 포함한다.

4. 근육내 이식시험방법

4.1 적용

이식시료에 대한 근육조직의 생물학적 반응을 평가하는 시험방법이다.

4.2 원리

시험동물의 근육에 이식시료를 삽입한다. 시험검체로 만든 이식시료의 생물학적 반응과 이미 임상적 사용이 허용되어 있는 원자재로 만들어진 대조군 이식시료의 생물학적 반응과 비교한다. (2.2.3항 참조)

4.3 검체

시험검체와 대조군의 이식시료 준비에 대한 일반사항이 2.2항에 기술되어 있다. 이식시료의 크기는 선택된 근육군의 크기에 따라 결정한다.

토끼의 척추주변의 근육에 대하여 넓이 1 ㎜~3 ㎜정도와 길이 약 10 ㎜의 이식시료를 사용한다.

이식시료는 테두리를 둥글게 하고 끝 부분을 완전한 반원형으로 만든다.

4.4 시험동물과 이식부위

이식시료를 토끼 또는 다른 시험동물의 근육에 삽입한다. 이식시료가 이식되기에 근육부위가 충분한 크기인지 확인한다. 한 시험에 대하여 한 가지 시험동물 종만을 사용한다.

주) 토끼의 척추주변의 근육(paravertebral muscles)은 이식부위로 선호된다. 쥐의 둔부근육 또는 토끼의 대퇴부근육을 대신 사용할 수도 있다.

각각의 이식기간에 대하여 8개의 시험검체의 이식시료 및 8개의 대조군의 이식시료를 이식할 수 있도록 최소 세 마리 이상의 시험동물을 사용하고, 충분한 이식부위를 사용한다.

대조군 이식시료가 최소한도 이상의 반응을 유도할 것이라고 예상된다면 이 대조군 이식시료를 2개 사용한다. 최소한의 조직 반응을 유도하는 것으로 알려진 원자재로 만든 대조군 이식시료를 시험검체 이식시료와 반대편 위치에 2개 더 추가하여 이식한다.

4.5 이식방법

이식은 피하침 또는 투관침으로 시행한다. 보다 큰 이식시료에 대하여는 적절한 외과적 이식 기법이 사용된다.

이식시료를 시험동물 체내 근육에 삽입할 때 근육섬유의 장축에 평행하도록 시행한다.

토끼의 척추 주변 근육을 이용하는 경우에는 척수골과 나란하고 중심선에서 25mm~50mm 떨어진 등뼈의 한쪽 면을 따라 각각 25m 정도의 거리를 두고 네 개의 시험검체 이식시료를 이식한다. 이와 유사한 방법으로 각 동물의 반대쪽 근육에 네 개의 대조군 이식시료를 이식한다.

4.6 이식기간

조직의 생물학적 반응의 안정화 상태를 보증하기 위하여 이식기간이 2.3.2항에 명시되어 있다.

4.7 생물학적 반응의 평가

평가는 2.4항에 명시된 항목을 포함한다.

4.8 시험보고서 형식

시험결과의 기술 및 최종시험보고서는 2.5항에 명시된 항목을 포함한다.

5. 골조직내 이식시험방법

5.1 적용

이식시료에 대한 골조직의 생물학적 반응을 분석하는 데 이용되며, 동일한 원자재의 표면처리상태에 따른 생물학적 반응의 비교와 의료기기 원자재의 변형이나 여러 가지 처리에 따른 영향을 평가하는데 이용된다.

5.2 원리

시험동물의 골조직에 이식시료를 삽입한다. 시험검체로 만든 이식시료의 생물학적 반응과 이미 임상적 사용이 허용되어 있는 재료로 만들어진 대조군 이식시료의 생물학적 반응과 비교한다. (2.2.3항 참조)

5.3 시료

시험검체와 대조군의 이식시료 준비에 대한 일반사항이 2.2항에 기술되어 있다

5.3.1 이식시료의 형태

처음에 뼈 안에 넣은 이식시료를 안정시키기 위하여 시료를 나사 모양으로 만들거나 나사산을 낼 수도 있다. 나사 모양으로 준비할 수 없는 경우에는 원통 모양을 사용하기도 한다.

5.3.2 시료의 크기

이식시료의 크기는 선택된 시험동물과 뼈의 크기에 따라 달라진다. 다음이 고려된다

1) 토끼 : 직경 2㎜, 길이 6 ㎜인 원통모양의 이식시료

2) 개, 양 및 염소 : 직경 4 ㎜, 길이 12 ㎜인 원통모양의 이식시료

3) 토끼, 개, 양, 염소 및 돼지 : 2 ㎜에서 4.5 ㎜ 길이의 정형외과용 나사형태의 이식시료

5.4 시험동물과 이식부위

5.4.1 시험동물

이식시료를 개, 양, 염소, 돼지 또는 토끼의 뼈에 이식한다. 시험동물 중 하나를 선택한다. 종 간의 차이가 뼈의 생리기능에 중요하므로 이식시술 시행 전에 고려하여야 한다.

최소 4마리의 토끼 또는 다른 시험동물 2마리를 각각의 이식기간동안 사용한다.

5.4.2 이식부위

해부학적으로 동일한 지점에 대하여 대칭적으로 각각의 시험검체와 대조군의 이식시료를 이식한다. 시험검체를 대조군과 평행한 반대편에 둔다. 이식시료의 움직임이 최소가 되도록 이식부위를 선택한다.

주) 대퇴골과 경골이 이식에 적절하다. 경우에 따라 다른 부위도 선택할 수 있다.

이식부위의 수는 다음과 같다 :

1) 각각의 토끼에 대하여 최대 6개소의 이식부위를 설정한다 ; 3개소는 시험검체, 다른 3개소에는 대조군을 이식한다.

2) 개, 양, 염소 또는 돼지에 대하여는 최대 12개소의 이식부위를 설정한다 ; 6개소는 시험검체, 다른 6개소에는 대조군을 이식한다. 한 시험동물에 대하여 12개를 초과하여 이식하지 않는다.

시험동물의 크기, 무게, 연령 및 선택된 이식부위는 이식시료가 삽입되더라도 시험부위의 골절 위험성이 없음을 확인하여야 한다. 어린 동물일수록 뼈의 끝 부분(골단) 또는 미성숙 뼈를 피하여 이식하는 것이 중요하다.

5.5 이식방법

생리식염수를 주입 및 흡입(석션)하면서 천천히 간헐적으로 드릴링하여 뼈를 준비한다. 이는 과열로 인한 국부조직의 괴사를 방지하기 위함이다.

이식시료의 직경과 이식시료를 삽입하기 위한 뼈의 구멍이 잘 맞도록 하여 섬유소 조직이 내부에서 성장하는 것을 방지하는 것이 중요하다.

대퇴골 또는 경골의 피질부분을 각각 노출시키고, 이식시료를 삽입할 수 있는 적당한 수의 구멍을 낸다. 토끼에 대하여는 3개까지의 구멍을 낸다; 좀더 큰 시험동물에 대하여는 6개까지 구멍을 낸다. 직경을 최종직경까지 넓히거나 이식하기 전에 나사를 가볍게 두드린다. 원통모양의 이식시료를 손가락으로 누르면서 잘 맞게 삽입한다. 나사모양의 이식시료를 미리 설정되어 있는 회전력(회전우력 ,torque)으로 죄어주고, 회전력을 기록한다.

5.6 이식기간

조직의 생물학적 반응이 안정화 될 때까지의 기간이 포함되도록 이식기간을 설정한다.(2.3.2항 참조)

5.7 생물학적 반응의 평가

평가는 2.4항에 명시된 항목을 포함한다.

5.8 시험보고서

시험결과의 기술 및 최종시험보고서는 2.5항에 명시된 항목을 포함한다.

부록 A (참조)

대조 물질(Control material)

A.1 반응

대조물질은 생물학적 반응이 전혀 없는 것은 아니다. 그러나 다른 원자재의 반응과 비교했을 때 참조로 이용할 만 한 것이어야 한다.

현재는 비교를 위하여 다공성 대조물질을 이용할 수 없기 때문에 조밀한 대조물질을 이용하는 것이 좋다.

가장 적합한 것으로 선택된 대조물질이 일반적인 대조군과 비교하여 더 큰 조직반응을 나타낼 것으로 예상되는 경우에는 일반적인 대조군을 추가로 이식하여 시술기술에 의한 영향을 평가하여야 한다.

A. 2 금속성 대조물질

스테인리스 스틸 (stainless steel), 코발트 크롬 (cobalt-chromium), 티타늄 (titanium) 및 티타늄 합금 (titanium alloys)은 대조시료 제작에 사용된다. 이들 원자재는 연구 및 임상 실습에 광범위하게 사용되어 왔으므로 생물학적 반응의 특징이 잘 규명되어 있다. 보다 자세한 정보는 편의를 위해 부록 C <[1]에서 [8]>에 수록되어 있는 ISO 5832, 1부에서 8부를 참조하도록 한다.

A.3 중합체 대조물질과 세라믹 대조물질

비금속 대조물질에 관한 자료는 [9], [10]. [11]에서 찾아볼 수 있다.

부록 B (참조)

원통형 시료

그림 B.1은 마우스에 이식하기 위한 원통형 시료의 크기와 모양에 대한 사례를 제시한 것이다.

그림 B.1 - 홈이 있는 특별한 원통 모양  (단위 mm )

부록C. (참조) 참고문헌

C.1 Control materials

[1] IS0 5832-1:1987, Implants for surgery  Metallic materials - Part 1: Wrought stainless steel.

[2] IS0 5832-2:1993, Implants for surgery  Metallic materials - Part 2: Unalloyed titanium.

[3] IS0 5832-3:1990, Implants for surgery  Metallic materials - Part 3: Wrought titanium6-aluminium 4-vanadium alloy.

[4] IS0 5832-4:1978, Implants for surgery  Metallic materials - Part 4: Cobalt-chromium-molybdenum casting alloy.

[5] IS0 5832-5:1993, Implants for surgery  Metallic materials - Part 5: Wrought cobaltchromium-tungsten-nickel alloy.

[6] IS0 5832-6:1980, Implants for surgery  Metallic materials - Part 6: Wrought cobalt-nickel-chromium-molybdenum alloy.

[7] IS0 5832-7:1994, Implants for surgery  Metallic materials - Part 7: Forgeable and coldformed cobalt-chromium-nickel-molybdenum-iron alloy.

[8] IS0 5832-8:1987, Implants for surgery  Metallic materials - Part 8: Wrought cobalt-nickelchromium-molybdenum-tungsten-iron alloy.

[9] ISO 5834-2: 1985, Implants for surgery  Ultrahigh molecular weight polyethylene - Part 2: Moulded forms.

[10] IS0 6474: 1994, Implants for surgery  Ceramic materials based on high purity alumina. BS ..5736-2 PRS: 1986, Positive control plastic reference standard for implantation.

[11] BS ..5736-2 PRS: 1986, Positive control plastic reference standard for implantation.

C.2 National standards

[12] ASTM F 748, Practice for Selecting Generic Biological Test Methods for Materials and Devices

[13] ASTM F 763, Practice for Short-Term Screening of Implant Materials.

[14] ASTM F 981, Practice for Assessment of Compatibility of Biomaterials for Surgical lmplants with Respect to Effect of Materials on Muscle and Bone.

[15] NF S 90-703: 1989, Materiel medico-chirurgical - Implants chirurgicaux - Essais de tolerance d'un biomaterial destine a entrer en contact avec les tissus musculaires et osseux: implantations a court terme et a long terme.

[16] UNI 9582-3: 1990, Biocompatibility of Medical Materials and Devices - Bone Implant Test.

[17] U.S. Pharmacopeia XXII:1 990, Bio/ogica/ reactivity tests, In-Vivo.

C.3 Additional literature

[18] COHEN, J. Assay of Foreign-Body Reaction, Journal of Bone and Joint Surgery, 41A,

pp. 152-l 66 (1959).

[19] FERGUSON, AB. Jr., LAING, PG. and HODGE, ES.The Ionization of Metal Implants in Living Tissues, Journal of Bone and Joint Surgery, 42A,pp. 77-90, 1960.

[20] GERET, V., RAHN, BA., MATHYS, R., STRAUMANN,F. and PERREN, SM. In vivo Testing of Tissue Tolerance of Implant Materials: Improved Quantitative Evaluation through Reduction of Relative Motion at the Implant Tissue Interface. From Current Concepts of Internal Fixation of Fracture. HK. Uhthoff (ed.). Springer Verlag, 1980.

[21] GERET, V., RAHN, BA., MATHYS, R., STRAUMANN,F. and PERREN, SM. Chapter 35: A Method for Testing Tissue Tolerance for Improved Quantitative Evaluation Through Reduction of Relative Motion at the Implant-Tissue Interface. Evaluation of Biomaterials, GD. Winter, JL. Leray, K. de Groot teds). John Wiley & Sons Ltd., 1980.

[22] KAMINSKI, EJ., OGLESBY, RJ., WOOD, NK. And SANDRIK, J. The Behavior of Biological Materials at Different Sites of Implantation. JournaI of Biomedical Materials Research, 2, pp. 81-88, 1968.

[23] LAING, PG., FERGUSON, AB. Jr. and HODGE, ES.Tissue Reaction in Rabbit Muscle Exposed to Metallic Implants. Journal of Biomedical Materials Research, 1, pp. 135-149, 1967.

[24] LANGELAND, K., Gunuso, J., LANGELAND, LL. And TOBON, G. Methods in the study of biological response to endodontic materials. Tissue response to N2 (root canal sealer). Oral Surg, 27, p. 522, 1.969.

[25] PIZZOFERRATO, S., SAVARINO, L., STEA, S. and TARABUSI, C. Result of Histological Grading on 100 cases of Hip Prosthesis Failure. Biomaterials, 9, pp. 314-318, 1988.

[26] RAHN, BA., GERET, V., CAPAUL, C., LARDI, M. and SOLOTHURNMANN, B. Morphometric Evaluation of Tissue Reaction to Implants Using Low Cost Digitizing Techniques. Clinical Applications of Biomaterials, AJC. Lee, T. Albrektsson and P.-l. Branemark (eds). John Wiley & Sons Ltd.,1982.

[27] TORNECK, CD. Reaction of Rat Connective Tissue to Polyethylene Tube Implants. Oral Surg, 21, p. 379, 1966.

[28] TORNECK, CD. Reaction of Rat Connective Tissue to Polyethylene Implants, Oral Surg, 24, p. 674,1967.

[29] TURNER, E., LAWRENCE, WH. and AUTIAN, J. Subacute Toxicity Testing of Biomaterials Using Histological Evaluation of Rabbit Muscle Tissue. Journal of Biomedical Materials Research, 7, pp. 39-58, 1973.

제6장 혈액적합성시험

1. 적용범위

본 장에서는 다음의 내용을 기술한다.:

1) 제1장에서 정의한 혈액과 접촉하는 의료기기 및 치과재료

2) 혈액과 접촉하는 의료기기의 평가에 대한 기본적 원리

3) 시험의 선정에 대한 이론적 근거와 시험의 원리 및 시험에 대한 과학적 근거

2. 정의

2.1. 혈액과 의료기기의 상호작용

혈액(또는 혈액구성성분)과  의료기기(혈액, 기관, 조직, 의료기기에 영향을 줄 수 있는 의료기기) 사이의 상호작용.

주)이러한 영향은 임상적으로 유의하거나 바람직하지 않은 결과로 나타날 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 자세한 사항은 부록A를 참조한다.

2.2. 체내‧외 순환(ex vivo)

사람 또는 시험동물로부터 혈액을 체외에 있는 챔버로 순환시키는 시험 시스템에 적용하는 용어.

주) 시험동물을 사용하는 경우 혈액을 시험동물의 체내로 재순환시킬 수도 있고, 분석을 위하여 시험관에 채집할 수도 있다.

2.3. 혈전증(thrombosis)

혈전에 의해 혈관 또는 의료기기의 부분적 또는 완전 폐색을 유발하는 체내현상

주) 혈전증의 특성규명을 위해 동물 또는 임상모델을 사용하여 체내․외 순환 및 체내 방법을 사용한다.

주) 혈전은 적혈구, 응집된 혈소판, 피브린과 기타 세포 구성요소의 혼합으로 이루어져 있다.

2.4. 혈액응고(coagulation)

일련의 응혈 인자 단계적 반응(clotting factor cascade)이 활성화되어 일어나는 현상.

주) 단계적 응고반응(coagulation cascade)과 피브린용해 시스템(fibrinolytic systems)의 인자들은 의료기기를 체내, 체외에 노출한 후 측정할 수 있다.

2.5. 혈소판(platelet)

순환계에 존재하는 무핵 세포체로 출혈을 최소화하기 위해 표면에 부착되고 응집되어 지혈마개(hemostatic plug)를 생성함.

주) 혈소판 시험은 혈소판의 정량 뿐 아니라 구조 및 기능의 분석도 포함한다. 시험은 혈소판 표면의 혈소판 인자분석 시험 및 혈소판에서 방출되었거나 의료기기 표면에 부착되어 있는 혈소판 표면의 구성성분을 분석하는 시험을 포함한다.

2.6. 혈액학(haematology)

혈액을 연구하는 것으로 혈액의 세포구성성분 또는 혈장 구성성분의 정량을 포함함.

2.7. 보체계(complement system)

선천적 면역 체계의 일부로, 효소와 세포수용체를 포함하여 여러 가지 혈장 단백질로 구성되어있음.

주) 보체계 구성성분으로부터 생성된 작용 분자(Effector molecules)는 염증반응, 대식작용, 세포용해와 관련있다.

3. 약어

표 10은 본 장에 사용되는 약어에 대한 목록이다.

약 어	의 미
Bd	보체활성화 대체경로의 생성물
β---TG	베타 트롬보글로블린(Beta-thromboglobulin)
C4d	보체활성화 고전경로의 생성물
C3a, C5a	C3와 C5의 (활성화된)보체단편생성물
CD62L	L-selectin
CH-50	50% total haemolytic complement (50% 전 용혈성 보체)
CT	컴퓨터 단층촬영 (computerized tomography)
D-Dimer	특정 피브린 분해산물(F XIII 교차 연결된 피브린)
ECMO	체외 순환용 막(membrane)산소공급기
ELISA	enzyme/linked immunosorbent assay
E.M	전자현미경
FDP	피브린/피브리노겐 분해산물
FPA	피브리노펩타이드 A(Fibrinopeptide A)
F1+2	프로트롬빈 활성프래그먼트(activation fragment) 1 + 2
iC3b	중앙 C 보체 활성화 생성물
IVC	하대 정맥(Inferior vena cava)
MRI	자기공명사진
PAC-1	혈소판 표면의 당단백질IIb/IIIa의 활성된 형태를 인식하는 단일항체
PET	양성자 방출 단층 촬영(Positron Emission Tomography)
PF-4	혈소판 인자 4
PRP	혈소판 풍부 혈장 (platelet-rich plasma)
PT	프로트롬빈 시간(Prothrombin time)
PTT	부분 트롬보플라스틴 시간(Partial thromboplastin time)
P-selectin	혈소판 또는 내피세포 방출반응 동안 노출되는 수용체 (receptor exposed during either platelet or endothelial cell release reaction)
RIA	방사면역측정법(Radioimmunoassay)
S-12	혈소판방출반응에 발현되는 알파입자 GMP140을 인식하는 단클론항체
SC5b-9	보체활성화의 종료경로의 생성물
TAT	트롬빈-항트롬빈 복합체(Thrombin-antithrombin complex)
TCC	Terminal Complement Complex
TT	트롬빈시간(Thrombin time)
VWF	폰 빌레브랜드 인자(von Willebrand factor)

표 10 약어 목록

4. 혈액과 접촉하는 의료기기

혈액과 접촉하는 의료기기는 제1장 제5항에 분류되어 있다.

4.1. 비접촉형 의료기기

체외시험법(in vitro)에서 사용되는 진단용 의료기기가 이에 포함될 수 있다.

4.2. 체내‧외 연결형 의료기기 (External communicating devices)

순환혈액과 접촉하며 혈관계의 도관역할을 하는 의료기기.

1) 간접적인 혈액 경로 역할을 하는 체내‧외 연결형 의료기기에는 다음과 같은 것이 포함되나 이것으로 한정되지 않는다.

- 캐뉼라 (cannulae)

- 연장 장치 (연장튜브 등)

- 채혈 기기

- 혈액 및 혈액제제 보관 및 투여를 위한 기기 (예들 들어, 튜브, 바늘, 주머니)

- 자가 수혈기 (cell saver)

2) 순환하고 있는 혈액과 접촉하는 체내‧외 연결형 의료기기(체내‧외 연결형 의료기기)에는 다음과 같은 것이 포함되나 이것으로 한정되지 않는다.

- 죽종 제거 장치 (atherectomy devices)

- 혈액 모니터 (blood monitors)

- 카테터 (catheters)

- 가이드와이어 (guidewires)

- 혈관 내시경 (intravascular endoscopes)

- 혈관 내 초음파 (intravascular ultrasound)

- 혈관내 레이저 시스템 (intravascular laser systems)

- 역행성 관상동맥 관류 카테터 (retrograde coronary perfusion catheters)

- 심폐 우회 회로 (cardiopulmonary bypass circuitry)

- 체외 막형 산소 공급기 (extracorporeal membrane oxygenators)

- 혈액 투석기와 혈액 여과기

- 공혈자 혈액분리장치와 치료적 혈액분리장치 (donor and therapeutic apheresis equipment)

- 혈액에서 특정 물질을 흡수하는 장치

- 심혈관 중재기와 혈관 기기

- 경피성 순환 유지기

4.3. 체내이식형 의료기기

체내이식형 의료기기의 대부분 또는 전 부분이 혈관계에 이식되는 기기를 말한다. 다음과 같은 예가 포함되나 이것으로 한정되지 않는다.

- 윤상 성형용 고리

- 기계적 또는 조직 심장 판막

- 보형물 또는 조직 혈관 이식재

- 순환 유지기 (심실 보조 장치, 인공 심장, 대동맥 내 풍선 펌프)

- 하대정맥 필터

- 색전술 기기

- 혈관내막 이식재

- 이식형 심장충격기

- 스텐트

- 동정맥 션트

- 혈액 모니터

- 체내 약품 전달 카데터

- 인공 심장 박동기 전극선

- 혈관 내 막형 산소 공급기 (인공폐)

- 백혈구 제거 필터

5. 시험방법

5.1. 일반사항

5.1.1

혈액과의 상호작용에 대한 시험이 필요한가의 여부를 결정하는데 그림 3를 참조한다.

혈액 상호작용은 주요 측정 과정 또는 시스템을 근거로 하여 5개의 범주로 분류할 수 있다.

순환 혈액에 접촉하는 의료기기의 예와 이에 적합한 시험방법의 범주가 표11과 12에 나타나있다.

주) 시험의 선정에 대한 이론적 근거를 제시하여야 한다. 혈전증 시험은 의료기기의 특성을 규명하기 위한 방법으로 자주 이용된다. 많은 경우 혈전증 시험 대신 혈액학 및 보체 시스템시험, 혈소판시험, 응고시험을 조합한 시험을 실시한다. 이러한 경우 이론적 근거를 제시하여야 한다.

개별규격이 존재하는 의료기기의 경우에는 개별규격에서 정하고 있는 생물학적 평가 요건 및 시험방법이 본 장에서 제시하는 일반적 요건보다 우선시된다.

5.1.2 시험조건은 접촉시간, 온도, 멸균상태, 유동상태 등을 포함한 실제 임상적 적용에서의 혈액과 의료기기의 접촉조건을 최대한 재현할 수 있는 모델과 시스템을 사용하여야 한다. 기하학적 형태가 정해진 의료기기의 경우, 시험 매개변수(단위부피당 농도)와 노출되는 표면적(㎠)의 비율을 평가하여야 한다.

혈액과 접촉되는 부분만을 시험하여야 한다.  선택된 시험방법과 매개변수는 당시의 최신기술에 따라야 한다.

5.1.3 대조군을 사용하여야 한다. 대조군이 생략되는 경우에는 이론적 근거를 제시하여야 한다. 대조군은 가급적 이미 임상적으로 사용되어지는 의료기기 또는 특성이 알려진 참고물질을 사용한다. 사용하는 참고물질은 음성 및 양성대조를 포함하여야 한다. 시험대상 의료기기 및 원자재는 제조자 및 시험기관의 품질관리 및 품질보증에 부합하여야 하고 출처, 제조자, 등급 및 형태를 밝혀야 한다.

5.1.4 의료기기의 구성성분 원자재에 대한 시험은 사전 선별시험의 목적으로 수행될 수 있다. 그러나 이러한 예비시험이 완제품 의료기기나 의료기기 부분품의 모의사용조건에서의 시험 또는 과장임상사용조건에서의 시험을 대신할 수는 없다.

5.1.5 의료기기의 실제 임상조건을 재현할 수 없는 시험은 임상에서 사용하는 동안에 일어날 수 있는 혈액과 의료기기의 상호작용을 정확하게 예측할 수 없다. 예를 들어 단기 체외 혹은 체내‧외 순환시험으로 장기간의 혈액과 의료기기의 체내 상호작용을 예측하기 어렵다.

5.1.6 사용목적이 체내‧외 순환인 의료기기는 체내‧외 순환조건을 통하여 시험하고, 사용목적이 체내이식형인 의료기기는 임상사용조건이 최대한 재현된 상태에서 시험동물을 이용한 체내시험으로 한다.

5.1.7 체외시험은 외부접촉 또는 이식형 의료기기의 사전 선별시험목적으로 유용하지만 장기간 반복되는 노출 또는 지속접촉으로 발생하는 혈액과 의료기기의 작용에 대한 정확한 예측은 불가능하다. 비접촉 의료기기만이 혈액과 의료기기의 작용시험이 요구되지 않는다. 순환혈액과 아주 짧은 시간동안 접촉하는 의료기기(란셋, 피하주사침, 모세튜브 등)는 혈액과 의료기기의 상호작용시험이 요구되지 않는다.

5.1.8 제4항, 그림 3, 표 12와 함께 5.1.6항과 5.1.7항의 추천사항은 5.2.1항에 나열되어 있는 시험의 선택에 지침이 된다.

5.1.9 혈액의 수집 및 혈액에 대한 체외시험에 사용되는 1회용 시험기구는 시험결과와 간섭현상이 없음을 확인하여야 한다.

5.1.10 앞에 기술된 방법으로 선정되고 임상적 적용을 모방하는 조건하에서 실시된 시험의 결과는 의료기기의 임상적 성능을 예견하는데 있어서 적중확률이 높다. 그러나 종(species)간의 차이 및 다른 요소들은 이러한 확률에 대한 제한요인으로 작용할 수 있다.

5.1.11 혈액과의 반응에 있어서 종 간의 차이가 있으므로 가능하다면 사람의 혈액을 사용한다. 지속노출 또는 반복노출 및 영구접촉 등에 대한 의료기기의 평가를 위하여 시험동물모델을 사용한다면 종간의 혈액접촉에 대한 차이점을 고려하여야 한다. 사람과 영장류 동물사이의 혈액성질과 반응성은 매우 비슷한 것으로 보고되어 있다. 영장류이외에 돼지, 송아지, 양과 같은 시험동물을 사용했을 때에도 유용한 결과를 얻을 수 있다. 종간의 차이가 유의하기 때문에(예를 들면 혈소판 부착, 혈전증 및 용혈반응은 개 과에서 쉽게 일어나는 경향이 있다.), 모든 동물시험의 결과는 주의 깊게 해석하여야 한다.

사용된 종 및 종의 수는 타당하여야 한다.

주) 체내 혈액적합성시험 및 의료기기 시험에 영장류를 사용하는 것은 EU법 및 몇몇 국가법에 의해 금지되었다.

5.1.12 의료기기가 항응고제를 사용하지 않는 경우라면 시험과정에서 항응고제를 사용하지 않는다. 사용되는 항응고제의 농도와 종류는 혈액과 의료기기의 상호작용에 영향을 주므로 그 선택은 타당하여야 한다. 항응고제와 같이 사용되는 의료기기는 임상적으로 사용되는 농도범위의 항응고제와 함께 평가되어야 한다.

5.1.13 임상적으로 허용된 의료기기의 변경은 혈액과 의료기기의 상호작용 및 임상적 성능에의 영향을 고려하여야 한다. 설계와 형태의 변화, 의료기기 표면부분의 화학조성 변화 또는 의료기기 전체 화학조성의 변화, 조직결의 변화, 표면의 다공성, 기타 특성의 변화 등이 고려되어야 한다.

5.1.14 시험결과의 통계적 평가를 위해서 충분한 횟수의 시험을 한다. 몇몇 시험방법의 경우 시험과정 중 변이요인이 존재하므로 충분한 횟수의 시험을 반복하여 유의성을 결정하여야 한다. 또한 혈액과 의료기기의 연장된 접촉기간에 걸친 반복시험을 통하여 접촉시간에 따른 시험정보를 얻을 수 있다.

5.2  시험방법

5.2.1 의료기기 및 의료용 원자재와 혈액과의 상호작용평가 시험방법

권장되는 시험들은 의료기기의 형태에 기초하여 표13과 표14에 따라 구성한다.

시험은 측정되는 주요과정 또는 시스템에 따라서 다섯 가지로 분류된다.

1) 혈전증

2) 혈액응고

3) 혈소판

4) 혈액학

5) 보체계

이 시험들에 대한 원리 및 과학적 근거는 부록B에 있다.

5.2.2 비접촉형 의료기기

그림 3 혈액과 상호작용 시험이 필요한지 여부를 결정하는 의사결정 순서도

일반적으로 혈액과 의료기기와의 상호반응시험을 요구하지 않는다. 1회용 시험키트는 정확성을 저해할 수 있는 원자재의 영향을 검증하여야 한다.

5.2.3 체내‧외 연결형 의료기기 (External communicating devices)

표11과 12를 이용하여 특정 의료기기 유형에 대해  관련된 혈액 상호작용 범주를 결정한 후, 표13에 의해 체내‧외 연결형 의료기기의 혈액 상호작용 평가에 적절한 시험방법을 선택한다. 시험 평가되는 개별 의료기기에 따라 선정기준은 달라진다.

5.2.4 체내이식형 의료기기 (Implant devices)

표11과 12를 이용하여 특정 의료기기 유형에 대해  관련된 혈액 상호작용 범주를 결정한 후, 표14에 의해 체내이식형 의료기기의 혈액 상호작용 평가에 적절한 시험방법을 선택한다. 시험 평가되는 개별 의료기기에 따라 선정기준은 달라진다.

5.2.5 시험분석의 반응지표와 한계(Indication and limitations)

면역측정법(Immunoassay)은 사람 혈액시험에는 적절하지만 일반적으로 다른 종의 시험에는 적절하지 않다. 사람혈액용 시험 키트는 보통 몇몇 영장류를 제외하고 다른 종과 교차 반응 하지 않는다. 인위적 요소가 아닌 시험검체에 의한 시험시스템의 활성(activation)을 측정하는 것임을 확인하기 위해 시험시스템 설계에 주의를 기울여야 한다. 면역측정법의 유효 범위 내에서 측정하기 위해 사람 혈액의 체외 모의사용 및 체내․외순환 모의사용의 경우 시험조건에 따라 반응물의 혈장수준을 저․중․고 수준의 희석물로 만들 필요가 있다. 시험되는 검체의 희석범위가 측정됨을 확인하는 데에도 주의를 기울여야 한다.

부적절한 원자재 특성규명 또는 시험 전 검체에 대한 부주의한 취급 때문에 혈액과 의료기기의 상호작용 평가에 오차가 생길 수 있다.

예를 들면 한 종류의 시험에만 의존하거나 시험 중인 원자재 또는 의료기기와 관련 없는 외래 물질이 들어간 경우 그러하다. 유속이 느린 환경(정맥)에서 사용되는 원자재는 유속이 빠른 환경(동맥)에서 사용하는 경우 혈액과의 상호작용이 약간 다르게 나타날 수 있다. 설계나 유속 조건이 바뀌면 원자재의 체내 혈액적합성도 바뀔 수 있다.

5.3 시험유형

5.3.1 체외시험

체외시험을 시행할 때는 적혈구용적(haematocrit), 항응고제, 검체 채집, 검체의 오래된 정도, 검체 저장, 공기의 순환 및 pH, 온도, 시험군 대 대조군의 시험결과, 표면과 부피의 비율, 유체역학상태(특히 벽면 전단율)등의 변수를 고려하여야 한다. 수집 후 혈액의 일부 성질은 급속히 변하므로 시험은 최소한의 시간, 일반적으로 4시간 이내에 시행되어야 한다.

5.3.2 체내‧외 순환시험(Ex vivo tests)

사용목적이 체내‧외 순환인 경우(예: 체내‧외 연결형 의료기기)는 체내‧외 순환시험을 시행하여야 한다. 체내‧외 순환시험은 의료기기의 사용목적이 체내인 경우(예: 체내이식형 의료기기의)에도 유용하다. 그러나, 체내‧외 순환 시험이 이식시험을 대체할 수는 없다.

체내‧외 순환시험 시스템은 혈소판 침착, 색전 형성, 피브리노겐 침전, 혈전 응집, 백혈구 침착, 혈소판 소모, 혈소판 활성화 등의 관찰에 유용하다. 혈류속도는 도플러 또는 전자기혈류측정기를 이용하여 측정한다. 혈류의 변화는 혈전 및 색전의 생성 정도 및 경로를 나타낸다.

많은 체내‧외 순환시험은 혈액과 의료기기의 상호작용을 관찰하기 위하여 방사성동위원소를 혈액 구성성분에 표지시켜 분석하는 방법을 사용한다. 혈소판 및 피브리노겐은 가장 보편적으로 방사성동위원소를 표지하여 분석하는 혈액 구성요소이다. 방사선동위원소 표지방법으로 인한 혈소판의 반응성 변화는 기술적인 처리에 주의를 기울여 최소화하도록 한다.

체내‧외 순환시험을 체외시험과 비교하였을 때의 장점은 자연상태의 혈액을 사용할 수 있어서 생리학적 흐름의 상태를 제공하며, 챔버를 바꾸어 시험할 수 있어서 여러 원자재의 평가가 가능하고, 몇 가지 시험에 대하여 실시간 관찰이 가능하다는 점이다. 단점은 시험마다 혈액 흐름의 차이가 있고, 시험동물 사이의 혈액 반응성의 차이가 있으며, 평가될 수 있는 시간간격이 상대적으로 짧다. 본 시험에서는 동일한 시험동물을 이용한 양성 및 음성대조의 사용이 추천된다.

5.3.3 체내시험

체내시험은 의료용 원자재 또는 의료기기를 시험동물에 이식하여 시험한다.

혈관 패치, 혈관이식재, 보형물 고리, 심장 판막과 순환보조 의료기기 등은 체내시험을 하는 형태의 예이다.

도관의 개방성이 체내시험에 대한 성공 혹은 실패를 가늠하는 척도이다. 폐색율 및 혈전의 질량은 이식된 의료기기를 제거한 후 측정한다. 의료기기에 혈전이 형성되어 말단기관에 색전을 형성하는 현상은 이식된 의료기기 주변기관에 대한 현미경 검사 뿐 아니라 세심한 총체적 검사를 통해 측정하여야 한다. 그리고 주변 조직 및 기관에 대한 조직병리학적 평가가 유용할 수 있다.

특히 신장은  이식된 의료기기(심실보조장치, 인공심장, 대동맥 보철이식물 등)에서 생성된 혈전을 신동맥에서 수집하는 경향이 있다.

시험을 종료시키지 않고 평가하는 방법이 있다. 동맥조영법은 이식조직의 개방성 혹은 의료기기에 축적된 혈전 등을 측정하는데 사용된다. 방사선 영상처리기법은 다양한 시간에서의 체내 혈소판 침착을 관찰하는데 사용될 수 있다 ; 혈소판의 생존과 소모는 혈액과 의료기기의 상호작용 및 신생내막(neointima)형성 또는 단백질 흡착으로 인한 막형성(passivation)의 지표로 사용될 수 있다.

일부 체내시험시스템에서 원자재의 특성이 혈액과 의료기기의 상호작용을 결정하는 주요요소가 아닐 수도 있다. 흐름의 변수, 유연성, 다공성, 이식물의 디자인이 원자재 자체의 혈액적합성보다 중요할 수 있다. 동일한 원자재에 대해서 평가하는 경우라도 유속이 낮은 시스템에서와 유속이 높은 시스템에서의 결과는 상당히 다르게 나타날 수 있다. 이러한 경우에는 체내시험시스템 결과가 체외시험결과보다 중요하다.

표 11 - 순환 혈액과 접촉을 하는 의료기기 및 의료기기 부분품과 적합한 시험의 범주 - 체내‧외 연결형 의료기기 (External communicating devices)

의료기기의 예	시험 범주
	혈전증	응고	혈소판	혈액학	보체계
죽종 제거 장치 (atherectomy devices)				×a
혈액 모니터	×			×a
혈액 보관 및 투여 장치, 채혈 기기, 확장 장치		×	×	×a
체외 막형 산소 발생기 시스템, 혈액 투석/혈액 여과 장치 경피적 순환 유지기	×	×	×	×	×
카데터, 가이드와이어, 혈관 내시경. 혈관 내 초음파, 레이저 기기, 역행성 관상동맥 관류 카데터	×	×		×a
자가 수혈기(Cell saver)		×	×	×a
혈액에서 특정 물질을 흡수하는 장치		×	×	×	×
공혈자 혈장교환장치 및 치료적 혈장교환 장치		×	×	×	×
a 용혈성 시험만 해당

표 12 - 순환 혈액과 접촉을 하는 의료기기 및 의료기기 부분품과 적합한 시험의 범주  - 이식형 의료기기

의료기기의 예	시험 범주
	혈전증	응고	혈소판	혈액학	보체계
윤상 성형용 고리 (annuloplasty rings), 기계적 심장 판막	×			×a
대동맥 내 풍선 펌프	×	×	×	×	×
모든 인공 심장, 심실 보조 장치	×			×
색전술 기기				×a
혈관내막 이식재	×			×a
이식형 심장충격기	×			×a
심장 박동기 전극선	×			×a
백혈구 제거 필터		×	×	×a
인공혈관 이식재와 패치, 동정맥 션트 포함	×			×a
스텐트	×			×a
조직 심장 판막	×			×a
조직 혈관 이식재와 패취, 동정맥 션트 포함	×			×a
대정맥 필터	×			×a
a 용혈성 시험만 해당

표 13. 체내‧외 연결형 의료기기 (External communicating devices)의 시험방법

시험의 종류	시 험 방 법	비 고
혈전증	폐색율 (Percent occlusion)
	유속 감소
	중량분석(혈전 질량)
	광학현미경(부착된 혈소판, 백혈구, 응집, 적혈구, 피브린, 등)
	의료기기 통과 압력
	혈전 성분에 대한 표지항체
	주사 전자 현미경 (혈소판 점착과 응집 ; 혈소판과 백혈구 형태, 피브린)
혈액응고	PTT(비활성)
	혈전 생성: 특정 응고 요소 분석법 ; FPA, D-dimer, F1+2, TAT
혈소판	혈소판 수치 및 점착
	혈소판 응집
	템플레이트(template)출혈시간
	혈소판 기능 분석
	PF-4, β-TG; 트롬복세인B2
	혈소판 활성 표지자
	혈소판 미세 입자
	방사선 표지 혈소판의 감마 영상, 111 In(인듐) 표지 혈소판 잔존물	지속 사용이나 반복 사용 (> 24시간에서 30일)과 영구 접촉 (> 30일)의 경우 111 In(인듐) 표지가 권장됨
혈액학	미분화 백혈구/분화 백혈구 수치
	백혈구 활성화
	용혈
	망상 적혈구 수치 ; 말초 혈액 세포의 활성화-특정 방출 산물 (과립구)
보체계	C3a, C5a, TCC, Bb, iC3b, C4d, SC5b-9, CH50, C3 전환 효소, C5 전환 효소

표 14.  이식형 의료기기의 시험방법

시험의 종류	시 험 방 법	비 고
혈전증	주사 전자 현미경 (혈소판 점착과 응집) ; 혈소판과 백혈구 형태, 피브린
	폐색율(percent occlusion)
	유속 감소
	혈전 성분에 대한 표지 항체
	의료기기의 검시 (육안 및 현미경) : 조직 병리학
	말초 기관의 검시 (육안 및 현미경) : 조직 병리학
혈액응고	특정 응고 인자 평가 ; FPA, D-dimer, F1+2, PAC-1, S-12, TAT
	PTT (비활성), PT, TT ; 혈장 피브리노겐 ; FDP
혈소판	PF-4, β-TG ; 트롬복세인 B2 (thrombozane B2)
	혈소판 활성 표지자
	혈소판 미세 입자
	방사선 표지 혈소판의 감마 영상, 111 In(인듐) 표지 혈소판 잔존물
	혈소판 기능 분석
	혈소판 수치/점착
	혈소판 응집
혈액학	미분화 백혈구/분화 백혈구 수치
	백혈구 활성화
	용혈
	망상 적혈구 수치 ; 말초 혈액 세포의 활성화-특정 방출 산물 (과립구)
보체계	C3a, C5a, TCC, Bb, iC3b, C4d, SC5b-9, CH50, C3 전환 효소, C5 전환 효소

부록 A

심장 혈관계 의료기기와 보형물에 대한 전임상 평가 방법

A.1 일반적인 고려 사항

A.1.1 배경

본 부록은 혈액과 심장 혈관계 의료기기의 상호작용을 평가하는 시험방법의 선정에 관련된 배경 정보를 제시하고 있다. 본 장의 4항에는 시험이 필요한 경우와 특정한 의료기기에 적합한 혈액 상호작용의 범주 그리고 비접촉형 의료기기, 체내․외 연결형 의료기기 그리고 체내이식형 의료기기의 혈액-의료기기 상호작용을 평가하는 방법들에 대한 지침이 수록되어 있다.	·

A.1.2 분류

아래의 분류는 혈액과 의료기기의 상호작용에 관한 배경 정보로 제공된 것이다.

a) 의료기기에 상당한 영향을 미치는 혈액과의 상호작용은 다음과 같다.(환자에게 바람직하지 못한 영향을 줄 수도 있고, 주지 않을 수도 있음)

1) 혈액의 혈장 단백질, 지방질, 칼슘 또는 기타 물질들이 의료기기 표면에 흡착되거나 의료기기 안으로 흡수됨

2) 혈소판, 백혈구 또는 적혈구가 의료기기의 표면에 점착되거나 의료기기 안으로 이들의 구성성분이 흡수됨

3) 의료기기의 표면에 조직피막(tissue capsule)이나 또는 가내막(pseudointima)을 형성

4) 의료기기의 기계적 특성과 기타 특성의 변경

b) 사람 또는 동물에게 바람직하지 못한 영향을 미칠 가능성이 있는 상호작용은 다음과 같다.

1) 혈소판, 백혈구 또는 기타 세포의 활성이나 응고, 피브린 분해성 또는 보체경로의 활성화

2) 의료기기 표면에 혈전 형성

3) 의료기기의 관 표면에서 나온 혈전성물질 또는 기타 물질이 색전화하여 순환계 내의 다른 곳으로 옮겨감.

4) 순환 혈액 세포가 손상되어 빈혈, 용혈, 백혈구 감소, 혈소판 감소 또는 혈액 세포 기능 변화가 일어남.

5) 의료기기 인접 조직 및 세포의 손상

6) 의료기기 표면과 접촉해 있거나 인접한 조직의 내막 비대 또는 증식이 일어나 혈류를 감소시키고 의료기기의 기능에 영향을 줌.

7) 의료기기 표면 및 인접부위에 세균(박테리아) 또는 전염성 병원균이 점착하여 생장

A.1.3 동물시험과 체외시험의 장점과 한계

동물 모델은 의료기기를 지속적으로 관찰하고, 중요한 변수가 있는 시험을 체계적으로 관리할 수 있도록 해준다. 그러나 동물 모델의 선정은 비용, 특정 종의 이용 가능성 그리고 크기 조건에 의한 제약이 있다. 조사자는 특히, 마취제, 항응고제, 혈전제 및 항혈소판 약품 그리고 항생제와 같은 의약품에 대한 반응과 응고, 혈소판 기능 및 섬유소 용해와 관련하여 사람과 선정된 종사이의 생리학적 차이 및 유사성을 염두에 두는 것이 중요하다. 반응에 대한 종 간의 차이, 반응에 대한 대상개체의 차이 그리고 서로 다른 의료기기에 대한 다양한 반응으로 인해 단일 종에서 얻은 자료는 신중하게 해석하여야 한다. 개코 원숭이와 같은 사람이외의 영장류는 혈액학 수치, 혈액 응고 기전 그리고 심혈관계가 사람과 상당히 유사하다. 사람이외의 영장류의 또 다른 장점은 사람을 위해 개발된 많은 혈전용 면역학적 탐침을 이들에게도 사용할 수 있다는 것이다. 이들 탐침에는 PF-4, b-TG, FPA, TAT, F1+2가 포함된다. 개는 보편적으로 사용되는 종이며, 유용한 정보를 제공해주고 있다. 그러나 개에게서는 의료기기와 관련된 혈전증이 사람에게서 보다 더 쉽게 발생하는 경향이 있으며, 차이는 이러한 합병증을 평가할 때 장점이 될 수도 있다. 일반적으로 돼지는 혈액학적 특성과 심혈관계가 사람과 유사하기 때문에 적합한 동물 모델로 간주된다. 외과적 이식 과정이 결과에 미치는 영향을 염두에 두고 적합한 대조군을 포함시켜야 한다.

종 간에는 지혈과 혈액학적 인자 및 활성의 차이가 있기 때문에 가능한 한 사람의 혈액으로 체외 시험을 실시하는 것이 바람직하다.

혈전 형성은 동적 과정이다. 따라서 혈전증이 발생하는 동적상태 (예를 들어, 혈액과 의료기기 상호작용의 전단력)를 가능한 많이 모방하여 체외 시험을 실시하는 것이 바람직하다. 원자재와 의료기기의 상호 작용을 평가하는 일부의 경우에는 정적 시험이 유용할 수도 있다.

심혈관용 의료기기를 사용하는 환자들은 항혈전제나 항응고제를 투여 중일 수 있기 때문에 이러한 조건을 체외에서 모방하는 것이 중요하다.

A.1.4 동물 시험에 관한 시험 방법

혈전증, 혈전색전증, 출혈과 감염은 진보된 심혈관용 보형물의 개발과 사용을 진보시키는데 있어서 주요한 방해 요소이다. 제한적으로(24시간 미만) 혈액에 노출되는 의료기기의 경우, 중요한 측정은 혈액학적 변수, 혈액역학적 변수 및 성능의 변수, 전반적인 혈전의 형성과 색전 가능성의 급성정도와 관련이 있다. 지속노출, 반복노출, 영구접촉 (24시간 초과)의 경우에는 시간경과에 따라 혈전과 혈전색전증, 순환 혈액 성분의 소진, 내피 비대증과 감염의 발생에 관한 정보를 얻을 수 있는 연속적인 측정 기법이 중요하다. 앞에서 언급한 노출과 접촉 범주는 용혈과 혈소판 기능을 평가하는데 중요하다. 예를 들어, 혈전 형성은 외과적 기법, 다양한 시간에 따른 혈전 용해 및 색전 현상, 겹쳐진 의료기기의 감염성, 노출된 표면의 변이 가능성(예를 들면 내막 비대와 내피화) 등에 의해 많은 영향을 받을 수 있다.

혈액과 인공 표면(artificial surface)의 상호작용 결과의 범위는 전반적인 혈전과 색전에서부터 지혈성분의 가속소모와 같은 미세한 영향까지를 포함한다 ; 지혈성분은 소모량이 상쇄되거나 고갈될 수 있다. (상쇄되는 경우는 의료기기에 의해 소모되는 총 혈소판수가 미미하여 총 혈소판수 계수에 영향이 없는 경우이고, 고갈되는 경우는 총혈소판수 계수에 영향을 줄 만큼 충분한 혈소판을 소모할 정도로 의료기기 표면적이 큰 경우이다.)

A.1.5 체외시험에 관한 시험 방법

체외 시험은 상대적으로 저렴한 비용과 동물을 희생시키지 않고도 통계적 평가를 위한 충분한 횟수의 시험을 가능하게 한다. 측정은 혈액학적 변수, 혈액역학적 변수와 성능 변수, 전반적인 혈전의 형성과 보체활성의 급성정도와 관련이 있다. 체외 접근법은 의료기기 또는 원자재를 혈액에 노출시키는 기간을 다양하게 함으로써 다양한 인자와 활성의 역학을 평가할 수 있도록 한다.

A.2 캐뉼러(Cannulae)

캐뉼러는 일반적으로 혈액 통로를 반복적으로 제공하기 위하여 하나 이상의 주요 혈관에 삽입된다. 캐뉼러는 심폐 우회술 및 기타 과정에도 사용된다. 캐뉼러는 급성 또는 만성으로 시험할 수 있으며, 일반적으로 동정맥 (AV) 션트와 같이 시험된다. 캐뉼러를 이용하는 경우에는 응고 또는 보체계의 인자나 순환 혈액 세포의 농도가 약간 변한다. 다른 간접 혈액 경로 의료기기(3.2 1) 참조)와 같이 캐뉼러는 일반적으로 순환 혈액과 직접 접촉을 하는 의료기기만큼 시험할 필요는 없다. (3.2 2), 3.3 참조).

A.3 카테터와 가이드와이어 (Catheters and guidewires)

캐뉼러에서 고려되는 대부분의 시험은 카테터와 가이드와이어 시험과 관련이 있다. 정맥계나 동맥계에 있는 카테터의 배치와 위치는 혈액과 의료기기의 상호작용에 주요한 영향을 미칠 수 있다. 반대편의 동맥 또는 정맥을 이용하여 대조 시험을 동시에 실시할 것을 권장한다. 혈전이 떨어지지 않도록 주의하면서 카테터를 제거하여야 한다. in situ 평가는 혈전형성에 기여하는 내피 또는 입구 부위의 손상 정도를 평가할 수 있도록 해준다. 일반적으로 도플러 (Doppler) 혈액 유속 탐침이 혈관 조영기보다 유용한 정보를 제공해준다. 방사능 표지 혈액 성분에 대한 동적 시험은 만성 카테터(chronic catheters)의 경우에만 권장된다.

A.4 체외 산소공급기, 혈액 투석기, 치료용 혈장교환기, 혈액에서 특정한 물질을 흡수하는 기기 (Extracorporeal oxygenators, haemodialysers, therapeutic apheresis equipment, and devices for absorption of specific substances from blood)

심폐우회술에 대한 지혈반응은 급성이고 아주 클 수 있다. 노출 시간, 혈액과 공기와의 접촉, 저체온증, blood-pump priming fluid의 성분, 혈액 흡입과 같은 다양한 변수들이 시험 값에 영향을 미친다. 초음파 방사선 기법이나 비침습 기법을 이용하거나 체내․외 순환형(ex-vivo) 혈액 여과기를 주기적으로 교체하여 유출선 내의 색전을 검출할 수 있다. 산소공급기 통과 압력의 감소 및 산소 전달율과 같은 성능 인자를 관찰함으로써 우회술을 진행하는 동안 혈전누적을 직접적으로 평가할 수 있다. 심폐 우회술을 받은 환자에게서 선택적 알파(alpha) 과립 방출과 관련이 있는 후천적이고 일시적인 혈소판 기능 장애가 관찰되어 왔다; 특히 일시적인 출혈 시간과 혈소판 기능 및 방출에 대한 다른 시험들이 유용하다.

보체 활성은 혈액 투석기와 심폐우회장치에 의해 발생할 수 있다. 임상적으로 유의적인 폐울혈(pulmonary leukostasis)과 기능 장애를 동반한 폐 손상이 나타날 수 있다. 이런 이유로 이런 의료기기의 경우 보체 활성을 측정하는 것이 유용하다.

치료용 혈액분리장치(Therapeutic apheresis equipment)와 혈액에서 특정 물질을 흡수하는 의료기기는 표면적 대 부피 비율이 높기 때문에 잠재적으로 보체, 응고, 혈소판 및 백혈구 경로를 활성화시킬 가능성이 있다. 혈액과 의료기기의 상호작용에 대한 시험은 체외 산소 발생기와 혈액 투석기의 원리와 동일한 원리를 따라야 한다.

A.5 심실보조장치와 인공심장 (Ventricular-assist devices and total artificial hearts)

이들 의료기기는 다양한 혈액 성분에 상당한 변화를 일으킬 수 있다. 이런 영향을 일으키는데 도움을 주는 인자들에는 혈액이 노출되는 넓은 표면적, 높은 유속, 교란된 흐름(분리된 흐름[seperated flow]과 난류[turbulence flow]와 같은)이 포함된다. 이런 의료기기의 시험에는 용혈성, 피브리노겐 농도, 트롬빈 생성, 혈소판 잔류물과 활성, 보체 활성의 측정과 간․신장․폐․중추 신경계 기능에 대한 면밀한 관찰이 포함된다. 평가에 있어 외과적 회복 단계의 세부적인 병리학적 검사는 중요한 요소이다.

A.6 인공판막(Heart valve prostheses)

인공판막(prosthetic valves)을 평가하는데 있어서 침습적, 비침습적, 체외 유체역학적 시험이 중요하다.

청진(auscultation)은 인공판막 기능장애를 선별하는 가장 효과적인 수단 가운데 하나이다. 2D와 M 방식의 심장초음파검사는 초음파 방사선을 이용하여 심장의 영상을 조영한다. 서로 다른 음향 임피던스 (acoustic impedances)를 원자재에 반사시켜 영상을 조영한다. 인공판막의 구조를 평가할 수 있다. 기계적 보형물은 강력한 음향 신호를 방사하고, 일반적으로 폐색의 움직임을 선명하게 조영해줄 수 있다. 그러나 영상의 질은 시험되는 특정 판막에 따라 달라진다. 심장초음파검사는 조직유래 인공판막의 기능을 평가하는데 유용할 수 있다. 조직증식, 엉긴덩어리, 판막편이 두꺼워졌는지 등을 알 수 있다. 전통적 도플러 심장초음파검사와 칼라 도플러 심장초음파검사를 이용하여 역류를 규명하고 준정량하는 것이 가능하다.

혈소판 잔류물과 혈소판 응집 측정, 혈전증과 용혈 시험, 혈압과 혈류 측정, 판막과 주변 조직 검시가 권장된다.

A.7 혈관 이식재 (Vascular grafts)

다공성 원자재와 비다공성 원자재는 모두 동맥계나 정맥계 내의 다양한 위치에 이식할 수 있다. 이식부위 선정은 대부분 보형물의 사용목적에 따른다. 이식재의 개방성은 직경이 클수록 그리고 길이가 짧을수록 향상된다. 일반적으로 내부 직경이 4mm 이하인 이식재의 경우에는 길이가 직경의 10배 이상(즉, 직경 4mm에 대해 길이 40mm)이 되어야 한다. 주기적인 혈관 조영과 일부 위치에 있는 말초부위 맥박의 촉진(觸診; palpation)을 통해 개방성을 측정할 수 있다. 초음파 방사선, MRI와 PET도 유용할 수 있다. 방사능 표지 혈소판에 대한 연속적 영상 관찰의 결과는 개코원숭이에 이식된 비내피화 이식재의 표면적과 상호관련이 있다. 방사능 표지 혈소판으로 혈관벽의 혈전 축적을 비침습적으로 조영할 수 있다. 혈소판 수치, 혈소판 방출 인자, 피브리노겐/피브린 분해산물, 응고가 활성화된 종(activated coagulation species)의 연속적인 측정도 권장된다. 이식재와 인접 혈관 분절에 대한 검시는 내피 보전성(endothelial integrity)과 증식 반응에 대한 형태계량학적 연구에 유용한 정보를 제공해 줄 수 있다. 의료기기의 안전성을 평가하는 동안 말초 부위 문합, 중앙 부위 문합 그리고 대표적인 중간형 이식재의 종단면과 횡단면에 대한 체계적인 평가가 필요하다.

A.8 하대정맥필터(IVC filters), 스텐트, 스텐트형 이식재

이들 의료기기는 혈관 조영술과 초음파 방사선으로 시험할 수 있다. 혈관 이식재 평가 (A.7 참조)에 유용한 다른 기법들 또한 적합하다.

부록 B (참조)

시험실 시험 - 원리, 과학적 근거 및 해석

B.1 일반사항

B.1.1 배경

본 장에서는 5.2.1항의 시험의 원리와 과학적 근거를 설명한다. 세부적인 방법은 진단검사의학과 임상병리의 표준교재에 제시되어 있다.

B.1.2 체외 시험에 관한 원리

정적 시스템과 동적 시스템, 예를 들면 순환고리(circulatory loop)와 원심분리(centrifugation)시스템이 사용된다.

B.1.3 시험조건

혈액과 의료기기의 상호작용을 체외평가하기 위한 시험에서, 항응고 처리된 정상인 또는 시험동물의 혈액 및 혈장은 먼저 원자재 또는 의료기기에 표준화된 조건으로 노출시켜야 하고, 표준화된 조건에는 시간, 온도, 유속이 포함된다. 노출된 혈액이나 혈장의 분취량은 노출시킨 이후에 바로 시험하도록 한다. 노출조건은 의료기기의 사용목적을 근거로 하여야 한다.

시험을 준비함에 있어 시험 전에 혈액 성분의 방출이나 혈액의 활성화가 일어나지 않게 해야 한다. 그러나 적절한 조건은 시험하는 의료기기나 원자재 그리고 이들의 사용목적에 따라 결정된다.

B.1.4 분류

사용 중인 위치에서 체내․외 연결형(externally communicating)의료기기와 체내이식형 의료기기를 평가하는 경우에는 항응고제 처리된 용기에 혈액을 채취하며, 사전 노출 단계를 거치지 않고 시험을 실행한다. 시험은 시험과정이나 시험 시스템에 따라 5.2.1항에 정의되어 있는 5가지 범주로 분류된다 : 혈전증, 혈액응고, 혈소판, 혈액학, 보체계.

B.2 혈전증(Thrombosis)

B.2.1 폐색율

폐색율은 의료기기를 사용하고 제거한 후에 시각적으로 측정한다. 이는 도관 내에서의 혈전 진행의 심각한 정도를 측정하는 것이다. 폐색율을 측정하기 전에 혈전은 색전이 되거나 또는 제거되기 때문에, 폐색이 없다는 것이 반드시 혈전 생성 과정이 없다는 것을 뜻하는 것은 아니다. 폐색은 혈전뿐 아니라, 내피 비대, 특히 혈관 이식재 주변문합 부위의 내피 비대에 의해서도 발생할 수 있다.; 폐색 진행의 특성을 규명하기 위하여 현미경 검사가 필요하다. 혈전이 덮여있는 표면적과 그렇지 않은 표면적 측정은 상대적인 개념으로 사용될 수 있는 준정량적인 시험이다.

B.2.2 혈류 감소

혈류(속도 또는 부피)는 사용 후에 측정한다. 사용 전․후 또는 사용하는 동안 혈류을 측정할 수도 있다. 이에 대한 이론적 근거와 해석은 B.2.1과 같다.

B.2.3 중량 분석 (혈전 질량)

사용 중인 위치에서 의료기기를 제거한 후에 실시한다. 이에 대한 이론적 근거와 해석은 B.2.1과 같다.

B.2.4 광학 현미경

본 기법을 이용하여 원자재에 대한 세포 밀도, 세포 응집, 섬유소 점착에 관련된 정보뿐만 아니라 원자재나 의료기기에 나타나는 침전물의 배치 분포에 관련된 정보도 얻을 수 있다. 이 시험방법은 준정량적인 방법이다.

B.2.5 의료기기 통과시 압력 강하

이 시험은 사용 전․후에 시행한다. 이에 대한 이론적 근거와 해석은 B.2.1과 같다.

B.2.6 주사 전자 현미경 (SEM): Scanning electron microscopy

이에 대한 이론적 근거와 해석은 B.2.4와 같다. 이 방법은 시험하는 성분의 미세 구조에 대해 보다 세부적인 정보들을 제공해 준다는 점에서 B.2.4의 방법보다 더 이점이 있다. 재현성의 정도를 확실하게 하기 위하여 충분한 반복을 통해 정량적 결정을 내려야 한다.

B.2.7 항체 결합

피브린과 원자재에 대한 혈소판 점착을 현미경으로 정성분석 한 후, 피브린(피브리노겐) 또는 혈소판 막 리셉터에 대한 표지된 항체를 측정하여 정량분석을 한다. 이러한 목적을 위하여 표지 항체 결합 전에 비점착 혈액 성분을 제거하기 위해 노출 후 원자재를 세척한다.

B.2.8 의료기기의 회수 및 검사

이 방법은 이식된 의료기기에 대한 생물학적 반응을 평가하는데 있어 대단히 중요하다. 신중하고 세부적인 시험방법을 통해 단백질성 침전물, 세포의 현미경적 특성, 세포의 크기및 분포 상태를 측정한다. 제안된 과정들은 출판되어 있다.

B.2.9 말초 기관의 검시

이에 대한 이론적 근거는 이식된 의료기기가 말초 부위에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 이 영향은 혈전색전증과 의료기기 구성 성분의 색전이 포함된다.

B.2.10 조영 기법 - 혈관 조영술, 혈관내 초음파, 도플러 (Doppler) 초음파, CT, MRI

이 방법들 중에서 선정하여, 이식재나 기타 도관의 협착 정도나 개방성을 측정하고, 체내에서 작동하는 동안 의료기기에 대한 혈전 점착을 검출한다.

B.3 혈액응고

혈액응고 시험은 천연(신선하고 항응고처리되지 않은)전혈과 항응고처리된 전혈(일반적으로 구연산염화된), 혈소판 풍부 혈장 또는 혈소판 결핍 혈장을 이용한다. 대부분의 표준 응고 평가 방법은 과다 출혈이나 응고 지연의 원인이 되는 임상적 응고 이상을 측정하기 위하여 설계되기 때문에, 생체재료(biomaterial)가 유도하는 가속 응고를 측정하기 위하여 혈액과 의료기기의 상호작용 평가 방법에 관한 방법을 적합하게 변형시켜야 한다. aPTT(activated partial thromboplastin time)에 근거한 시험에 쓰이는 시약에는 고령토(kaolin)나 규조토(celite),  엘라직 산(ellagic acid)과 같은 활성제가 포함된다. 그러한 활성제를 이용하는 시약은 원자재와 의료기기가 일으키는 응고의 가속화를 가리는 경향이 있으므로 피해야 한다. 시험하려는 원자재를 활성제로 이용한다.; (시험물질이 들어있지 않은)대조군이 포함되어야 한다.

관의 내표면이 시험원자재인 경우에는 평행 판 세포(parallel plate cell)와 같은 정적 챔버 또는 폐회로 시스템(closed-loop system)에서 혈액을 원자재에 노출시킨다. 시험 표면에 대한 접촉 시간을 미리 결정한 후에 표면과 혈액에 대한 시험을 할 수 있다.

B.3.1 부분 트롬보플라스틴 시간 (PTT; Partial thromboplastin time)

PTT는 재석회화된 구연산염 첨가 혈장에 부분 트롬보플라스틴(partial thromboplastin)을 넣어주었을 때 혈장이 응고하는데 걸리는 시간이다. 부분 트롬보플라스틴은 일반적으로 포유류의 뇌나 폐로부터 나오는 균질한 현탁액이거나, 조직 트롬보플라스틴에서 용출된 인지질 현탁액이다. 표준조건에서 원자재와 접촉했을 때 PTT가 단축되는 것은 접촉면의 혈액응고가 활성화되었음을 나타내는 것이다. PTT가 길어진 것은 혈장내 응고 인자 Ⅰ (섬유소원), Ⅱ (프로트롬빈), Ⅴ, Ⅷ, Ⅸ, Ⅹ, Ⅺ, Ⅻ의 결핍을 암시하지만, Ⅶ 또는 ⅩⅢ 의 결핍을 암시하는 것은 아니다. 헤파린과 기타 항응고제에 의해서도 PTT는 길어진다.

고령토나 규조토와 같이 다양한 활성제를 이용하는 부분 트롬보플라스틴 시약은 시판되는 상품을 이용할 수도 있다. 이들 시약을 이용하는 시험은 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간 (APTT)이라고 부른다. APTT는 활성제가 의료기기나 또는 의료기기의 부분 원자재가 일으키는 활성을 가리기 때문에 혈액과 의료기기의 상호작용을 체외 평가하는데 유용하지 않다.

B.3.2 프로트롬빈 (Prothrombin)시간 (PT)

이 시험은 프로트롬빈 인자와 부속 인자를 측정한다. 조직 트롬보플라스틴이 존재하는 경우, 응고 시간은 프로트롬빈과 인자Ⅴ, Ⅶ, Ⅹ (피브리노겐, 피브린용해성, 항응고제 활성이 정상이라고 가정함)에 의해 좌우된다. 프로트롬빈 시간(PT)이 길어졌다는 것은 일반적으로 프로트롬빈과 인자Ⅴ, Ⅶ, Ⅹ, 또는 피브리노겐의 결핍을 나타낸다. 시험 키트는 시판되는 상품을 이용할 수 있다.

B.3.3 트롬빈 (Thrombin) 시간 (TT)

트롬빈 시간(TT)[38]은 트롬빈 용액을 첨가했을 때 혈장이 응고하는데 걸리는 시간이다.  피브리노겐의 결핍(100mg/dl 이하), 피브리노겐의 질적 이상, FDP 또는 헤파린의 수준이 높아진 경우에 트롬빈 시간(TT)은 길어진다. 이 시험은 체내이식형 의료기기를 평가하는 경우에만 유용하다.

B.3.4 혈전 생성

손상되지 않은 응고 시스템에 노출된 원자재는 인지질 존재시(B.3.1 참조) 혈전을 생성하는데 이는 발색성 기질의 전환(conversion of a chromogenic substrate)에 의해 측정할 수 있다. 이 시험방법은 전통적인 응고시험에 비해 변수가 훨씬 적다.

B.3.5 피브리노겐

이섬유소원혈증(dysfibrinogenaemia), 무섬유소원혈증(afibrinogenaemia), 저섬유소원혈증(hypofibrinogenaemia)은 프로트롬빈 시간(PT), 부분 트롬보플라스틴 시간(PTT), 트롬빈 시간(TT)을 길게 한다.

B.3.6 피브리노겐과 피브린 분해산물(Fibrinogen and fibrin degradatin products; FDP)

정상적인 생리학적 섬유소 분해 과정에서 FDPs X, Y, C, D, E가 혈장농도 2mg/ml 이하로 생긴다. 분해반응 속도는 낮고, 순환계에서 FDPs를 제거하는 속도는 빠르기 때문에 FDP는 낮은 농도로 유지된다. 플라스미노겐(plasminogen)의 활성이 증가되면 피브린과 피브리노겐의 병적인 분해가 일어나 2mg/ml~40mg/ml 또는 그 이상의 FDP를 만들어낸다. 이 시험은 체내이식형 의료기기를 평가하는 경우에만 유용하다. 시판되고 있는 제품을 사용할 것을 권장한다.

B.3.7 특정 응고인자 검사법

표준조건에서 원자재 또는 의료기기에 혈액을 노출시켰을 때, 응고 인자가 현저하게 감소하였다는 것은(예를 들어, 정상 또는 대조 수준의 50% 이하까지) 그 요소들이 흡착, 응고, 기타 기전에 의해 가속 소모되었음을 나타낸다.

B.3.8 FPA, D-dimer, F1+2, TAT

FPA, D-dimer, F1+2 수준의 상승은 응고 기전이 활성화되었음을 의미한다. FPA와 F1+2는 프로트롬빈이 트롬빈으로 활성화되었음을 나타낸다. TAT 복합체의 증가는 생성된 트롬빈과 순환하는 항트롬빈 사이의 복합체 형성과 혈액응고가 활성화되었음을 의미한다. D-dimer는 F XIII에 의해 가교된 피브린(F XIII cross-linked fibrin; F XIII는 피브린 안정화 인자)이 플라스민에 의해 분해되어 생기는 분해산물이다(응고와 피브린용해). ELISA와 RIA를 사용할 것을 권장한다.

B.4 혈소판과 혈소판 기능

혈소판 현탁액을 준비하는 과정에서는 활성화를 예방하는 것이 중요하다.

B.4.1 혈소판 수치

혈소판의 핵심적인 역할이 출혈을 예방하는 것이므로 혈소판 수치를 측정하는 것은 중요하다. 의료기기나 원자재에 의한 혈액 응고 또는 혈소판 점착과 혈소판 응집 그리고 혈소판 격리(예들 들어, 비장 내에서의)에 의해 의료기기에 노출된 혈액의 혈소판 수치가 현저하게 감소될 수 있다. 순환계에서의 혈소판 제거나 파괴가 가속화되어 체내이식형 의료기기를 사용하는 동안 혈소판 수치가 감소할 수도 있다. 혈소판 수치는 EDTA 현탁 배지를 이용하여 측정한다.

채혈 기법은 재현성이 있어야 한다. 혈소판은 부적절한 채혈을 포함하여 다양한 조건 하에서 지나치게 활성화될 수 있다. 정상적인 혈소판 반응을 입증하는 시험은 일반적으로 응집 측정기(aggregometer)를 이용해 실시한다. 이러한 방법을 이용하면 반응이 감소된 혈소판 표본을 쉽게 검출할 수 있으나 지나치게 활성화된 혈소판은 정상적으로 검출되지 않는다. 혈소판이 원자재나 의료기기에 노출된 후에 과활성화된 경우에는 혈소판 응집 시험을 변경시켜서(혈소판 또는 응집제의 농도를 적절하게 낮추어서) 이를 측정할 수 있다.

B.4.2 혈소판 응집

지속적으로 교반한 PRP(platelet rich plasma)에 응집제(예들 들어, ADP, 에피네프린 [epinephrine], 콜라겐 [collagen], 트롬빈 [thrombin] 등등)를 첨가하여 혈소판 응집을 유도한다. 혈소판 응집될수록 혈장은 점점 더 맑아진다. 광학 시스템(응집측정기)은 광 투과의 변화를 검출하는데 사용되고, 기록계는 도식적으로 기준선으로부터 광 투과가 변한 정도를 나타낸다. 입자성분, 증가된 FDP 또는 특정한 약품 (예들 들어, 아스피린, 비스테로이드성 항염증제)의 방출과 혈소판 활성화에 의해 혈소판 응집이 지연되거나 또는 감소될 수 있다. 혈소판 응집은 이용하는 약품에 따라 다양하게 나타나거나 또는 일부 동물 종에서는 나타나지 않을 수 있다는 사실에 주의하여야 한다. 작용물질을 첨가하지 않아도 일어나는 자연 발생적인 혈소판 응집은 혈소판의 활성화를 의미하는 비정상적인 상태이다. 혈소판 응집은 또한 WU/HOAK 방법으로도 자동 선별할 수 있다.

B.4.3 혈액세포점착

혈액세포점착은 말초부위 색전 또는 하나 이상의 혈액학적 인자 활성화의 증거와 관련하여 원자재의 혈액적합성을 측정하는 것이다.

Kuniki K-score와 같이 표면에 대한 세포의 점착을 측정하는 다양한 방법들이 설계되어 왔다. 이 방법들의 대부분은 통제된 흐름이나 압력 조건에서 유리 비드 컬럼(a column of glass beads)을 통과하면서 정상적 전혈에서 제거되는 혈소판의 특정 비율을 관찰하는데 기초한다. 이 원리는 유리 비드에 코팅된 중합체에 대한 기타 혈액세포의 정량에 적합하도록 변형되어왔다. 이런 방법으로 연구한 결과 폴리(수산화에틸 메타크릴레이트)[poly(hydroxyethylmethacrylate); PHEMA]로 코팅된 비드에 대한 개과 종의 말초 림프구와 다형핵 백혈구(PMNs)의 점착은 폴리스티렌(polystyrene)과 기타 중합체로 코팅된 비드에 대한 점착보다 낮은 것으로 보고되고 있다. 이 연구에는 고립성 림프구와 다형핵 백혈구(PMNs)가 이용되었다.

다른 방법으로 시험 표면에 대한 혈소판 점착을 직접 측정하는 방법이 있다. 표준화된 조건 하에서 PRP(platelet rich plasma)나 혈액에 시험표면을 노출 시킨 다음 점착되지 않은 세포를 씻어내어 제거한 후, 표면을 고정시키고, 주사 전자 현미경이나 광학 현미경 검사를 위한 준비를 한다. 단위 면적당 점착 혈소판의 수치를 직접 측정하고, 형태(예들 들어, 확산된 양, 응집 형성의 정도)를 기록한다. 51Cr(크롬)이나 111 In(인듐)으로 사전 표지한 혈소판을 대신 이용할 수도 있다.

B.4.4 혈소판 활성화

특정한 원자재나 의료기기를 이용하는 경우 그로 인해 혈소판이 활성화될 수 있다.

어떤 원자재 또는 의료기기를 사용하면 혈소판 활성화를 유발할 수 있고, 이는 다음의 결과를 나타낼 수 있다.

a) 혈소판 인자 4(PF 4), 세로토닌(serotonin) 그리고 BTG (베타 트롬보글로블린[Beta thromboglobulin])과 같은 혈소판 과립체의 방출

b) 변형된 혈소판 형태

c) 혈소판 미립자의 생성

활성화된 혈소판은 혈전형성성(pro-thrombotic)이다. 혈소판 활성화는 다양한 방법으로 측정할 수 있다. ; 원자재나 의료기기에 점착된 혈소판의 형태에 대한 현미경 (광학 현미경과 전자 현미경)검사, BTG, PF4, 세로토닌의 측정 및 유세포 분석기(Flow cytometry)를 이용한 혈소판 활성화 평가(미립자 생성 측정, P-selectin 발현 측정, 또는 단클론 항체를 이용하여 활성화된 글리코프로테인lb 및 llB/llla 발현 측정). 활성화된 혈소판의 다른 에피톱(epitope)들은 두 개의 항체를 사용하여 유세포 분석기(Flow cytometry)에 의해 인식된다: 하나는 혈소판(GPlb or GP llb/llla)에 대해 특이적이고, 또 하나는 혈소판 활성(P-selectin)에 대해 특이적이다.

B.4.5 템플레이트 출혈 시간 (TBT: Template bleeding time)

표준 조건 하에서 표준 깊이와 길이로 피부를 절개하는데 멸균한 1회용 기구를 상업적으로 이용할 수 있게 되면서 이러한 시험의 유용성과 재현성이 현저하게 향상되었다. 출혈 시간이 길어졌다는 것은 혈소판 기능의 감소나 혈소판 수치의 감소를 나타낸다.; 혈소판 수치는 독립적으로 측정할 수 있다 (B.4.1 참조). 제한적으로 인체에 접촉하는 몇몇 체내․외 연결형 의료기기(external communicating devices; 예를 들면 심폐 우회로 관련 의료기기)와 관련하여 혈소판 수치가 정상임에도 출혈시간이 길어지는 것이 관찰되어왔다. 이 시험은 몇몇 실험동물에 사용하기에 적합하다. 체외 출혈시간 측정도 적절하다.

B.4.6 혈소판 기능 분석

전형적인 템플레이트 출혈 시간은 자동화된 방법을 위한 원리로 이용되어 왔다. 구경이 150 ㎛인 콜라겐 필터를 통해 전혈을 흡입한다. 흡입이 완료될 때까지 혈소판은 점착되고, 응집된다. 혈압과 온도가 표준화되고, 항응고요법(anticoagulation)는 이 시험에 영향을 미치지 않는다. 동물의 혈액을 이용하는 경우 적합한 시험방법이다.

B.4.7 방사선 표지 혈소판의 감마 영상

이 시험을 위하여 감마선 방출이 높은 111 In(인듐)을 이용할 수 있다. 본 방법을 통해 혈소판이 침착된 의료기기의 부위와 침착된 양을 측정할 수 있다. 체내․외 연결형 의료기기(external communicating devices)뿐만 아니라 체내이식형 의료기기에도 유용한 시험법이다.

B.4.8 혈소판 수명 (잔존 혈소판)

환자의 혈액에서 혈소판을 채취한 후 51Cr이나 111In으로 표지를 한다. 검체에 존재하는 모든 연령(ages)의 혈소판에 표지하는 이 두 시약은, 혈소판으로부터 지나치게 녹여서 분리하지 않고, 다른 세포에 흡수되거나 혈전형성에 재사용되지 않는다. 수명 연구와 연관된 국소적 혈소판 점착을 평가하는데 있어 111In(인듐)은 체표면 수치를 측정할 수 있고, 보다 적은 수의 표지 혈소판을 필요로 하며, 강력한 감마방사체라는 장점을 지니고 있다. 혈소판 수명의 감소는 면역, 혈전 또는 기타 과정에 의해 순환계로부터 제거되는 속도가 가속화되었음을 의미한다.

B.5 혈액학

B.5.1 백혈구

L-selectin과 CD11b와 같이 증가된 백혈구 표지자를 평가하고, 백혈구 아집단(subgroup) 내의 교란을 정량적으로 평가하기 위하여 유세포 분석기를 이용하고, 활성화된 백혈구 또는 의료기기 표면을 현미경으로 검사하여 백혈구 활성을 측정한다.

B.5.2 용혈성

이는 증가된 혈장 헤모글로빈 수치로 인해 특히 중요한 선별 시험으로 간주된다. 만일 이 시험이 적합하게 수행되면, 증가된 혈장 헤모글로빈 수치는 용혈을 의미하며, 이는 의료기기와 원자재에 접촉 하는 적혈구 막의 취약성을 반영한다(부록 C 참조).

B.5.3 망상 적혈구 수치

증가된 망상 적혈구 수치는 골수에서 적혈구의 생성이 증가되었음을 의미한다. 이는 만성적인 혈액 손실 (출혈)이나 용혈 또는 기타 기전에 의해 적혈구 양이 감소된 결과일 수 있다.

B.6 보체계 - CH50과 C3a, C5a, TCC, Bb, iC3b, C4d, SC5b-9

CH50의 감소는 전체 보체 소비량의 지표이다. 이들 보체 성분의 수준 상승은 보체계가 활성화되었음을 의미한다. 일부 원자재는 보체를 활성화 시키고, 활성화된 보체 성분은 백혈구를 활성화 시키며, 이로 인해 폐에서 보체 성분들을 응집시키고 격리시킨다.

체외 시험 후에 보체 분해 산물을 측정하면, 종 특이성과 기선 수준(baseline level)이 높다는 단점이 있다. 전형적인 CH-50 방법은 사람, 소, 돼지 그리고 토끼의 혈청에 유용한 것으로 나타났다.

체외 보체 활성 측정에 대한 또 다른 기능적 방법은 기질 전환법으로 측정되는 C3-전환 효소나 C5-전환 효소의 보체 생성이다.

부록 C

의료기기와 의료기기 부분품의 용혈성에 대한 평가

C.1 일반적 고려 사항

혈액과 의료기기의 상호작용에 관한 논문은 광범위하게 존재하고 있다. 그러나 신뢰할 만하고, 재현 가능하며, 임상적 성능을 예측하는 방법은 소수에 지나지 않는다. 본 부록은 이미 알려져 있는 용혈성 시험방법을 검토하고, 의료용 및 치과용 원자재와 의료기기의 특성을 규명하기 위한 시험방법의 요건과 관련된 요소들을 논의하고자 한다.

C.2 용어 및 정의

본 부록에서는 다음의 정의를 적용한다.

C.2.1 항응고제

혈액 응고를 지연시키거나 예방하는 약품

예) 헤파린 또는 구연산염

C.2.2 교질 삼투압, 콜로이드 삼투압

단백질 또는 분자량이 큰 물질이 혈장의 삼투활성에 미치는 총체적 영향

C.2.3 적혈구 용적 (haematocrit)

주어진 검체의 전혈 중 적혈구의 용적율

C.2.4 용혈

세포막이 파괴된 적혈구 또는 부분적으로 손상되었으나 세포막은 그대로인 적혈구에서 헤모글로빈이 유리되는 것

C.2.5 음성 참고 물질

고밀도 폴리에틸렌 또는 유사한 것으로 검증된 대체물질

C.2.6 농축 적혈구(packed erythrocytes)

1단위의 혈액을 원심분리하고 혈장 상층액을 제거한 후 얻은 성분

주) 수혈에 관한 적혈구의 특성 : 성분의 적혈구 용적율은 0.65에서 0.80이다. 농축 적혈구 1단위에는 원래혈액 1단위의 적혈구 전체가 들어있고, 백혈구의 대부분이 들어있으며(약 2.5~3.0 × 109 개), 혈소판의 양은 원심분리 방법에 따라 다양하게 들어있다.

C.2.7 세척 적혈구(washed erythrocytes)

전혈에서 혈장을 제거하고 등장액으로 세척한 후 얻은 적혈구 현탁물

주) 세척 적혈구는 혈장과 백혈구 그리고 혈소판을 대부분 제거한 후 얻은 적혈구 현탁물이다. 잔류 혈장의 양은 세척 방법에 의해 좌우된다. 세척 이후 보관 기간은 가능한 짧아야 하며, 1~6℃ 에서 24시간을 넘기지 않도록 한다.

C.2.8 전혈(whole blood)

선정된 기증자로부터 유래한 혈액으로, 항응고제인 헤파린이나 구연산염을 함유하고 있는 분리되지 않은 혈액

C.3 용혈의 원인

C.3.1 기계적 힘 - 압력

적혈구 막은 반투막이다. 농도가 다른  두 용액이 반투막에 의해 분리되어 있을 때 압력의 차이가 발생한다. 막이 수동 수송에 대해 불투과성일때 삼투압이 생긴다. 압력의 차이는 유리된 헤모글로빈의 방출과 함께 적혈구 팽창과 세포막 파열을 유발한다.

C.3.2 기계적 힘 - 유동학 (레올로지;Rheology)

혈액의 유속, 전단력, 기타 힘에 영향을 주는 요소로 적혈구 막을 변형시켜 파열을 유발할 수 있다.

C.3.3 생화학적 인자

분자 수준에서의 막 구조 변경으로 적혈구 막의 탄력 특성과 강도가 변할 수 있다. 영양소나 대사 에너지(ATP)의 결핍은 원반 형태로 미세 소수포를 가지고 있는 헤모글로빈의 손실을 유발할 수 있다. 기타 화학물질, 세균 독소 그리고 pH와 온도에 의해 유도되는 대사 변화 등에 의해 적혈구 막이 손상될 수도 있다. 이런 변화는 예상한 삼투압보다 낮은 삼투압에서 막을 파열시킬 수 있다. 적혈구 막이 파열되는(삼투압 취약성) 압력을 측정하기 위한 시험을 실시하여야 한다.

C.4 용혈의 임상적 중요성

C.4.1 독성 효과

자유 혈장 헤모글로빈의 수준이 높아지면 신장이나 또는 기타 기관에 스트레스를 줄 수 있는 진행이 시작되거나 독성 효과가 유도될 수 있다. 자유 혈장 헤모글로빈(free plasma haemoglobin)의 농도는 적혈구의 손상을 측정하기에도 편리할 뿐 아니라, 기타 혈액 성분 손상의 간접적 지표가 되기도 한다.

C.4.2 혈전증(Thrombosis)

혈관 내 용혈은 인지질을 유리시켜 혈전을 촉진할 수 있다. 용혈로 인해 임상적으로 적혈구 수치가 현저하게 떨어지는 경우에는 뇌와 기타 기관 또는 조직에 영향을 줄 수 있는 빈혈과 산소운반능력 감소현상이 발생한다.

C.5 용혈에 대한 적합/부적합 평가 결정

용혈은 표면 에너지, 표면 형태 그리고 표면의 화학적 성질과 같은 물질의 특성과 시간의 작용이다. 용혈은 또한 전단력, 세포벽 상호작용, 흡수된 단백질 층의 특성, 흐름 안정성, 공기유입(air entrainment), 혈액의 출처․수명․화학적 변수에 의한 작용이기도 하다. 이런 변수들은 원자재와 의료기기 사이의 잠재적 용혈성을 비교하기 위하여 적절하게 조절되어야 한다. 용혈을 평가하기 위한 방법의 범위는 단순한 모델에서 고도로 복잡한 모델까지 다양하다. 흐르는 혈액에 대한 특정 체외 평가모델 및 체내 평가모델이 알려져 있다. 잠재적 용혈성은 절대적 측정보다는 특정 시험실에서 동일한 모델로 시험하여 의료기기 또는 원자재를 상대 비교한다. 체내 조건 하에서는 측정할 수 없는 매우 낮은 수준의 혈장 헤모글로빈의 양을(예들 들어, 혈장 헤모글로빈이 합토글로빈[haptoglobin]과 결합되거나 인체에서 급속히 제거되는 경우) 체외 시험방법으로 측정할 수 있다. 또한 체내 시험 환경에서 용혈을 나타내는 지표로써 유산염(lactate) 탈수소 효소와 합토글로빈의 측정을 고려할 수 있다.

모든 의료기기의 이용과 관련해 허용될 수 있거나, 허용될 수 없는 용혈의 보편적인 양을 규명하는 것은 불가능하다. 의료기기가 용혈에 미치는 영향은 외과적 시술에서의 외상에 의해 단기간에 가려질 수 있다. 의료기기는 상당한 양의 용혈을 일으킬 수 있지만, 생명에 치명적인 상황에서 가능한 유일한 조치이다. 직관적으로, 혈액 적합성인 원자재는 비용혈성이다. 사실상 많은 의료기기가 용혈을 일으키지만, 이들 의료기기의 임상적 혜택은 용혈과 관련된 위험성을 능가한다. 따라서 의료기기가 용혈을 일으키는 경우에는 의료기기가 제공하는 임상적 혜택과 임상적으로 허용될 수 있는 용혈의 한도를 확실하게 하는 것이 중요하다. 허용 기준은 위험성과 혜택 평가의 일정 형식을 바탕으로 정당화되어야 한다. 다음의 질문들이 그러한 평가를 위해 제안된다.

a) 환자에게 얼마동안 의료기기를 노출 시키는가?

b) 원자재나 의료기기가 일으키는 용혈 정도는? 의료기기가 환자에게 노출되어 있는 시간 내내 계속해서 용혈을 일으키는가? 의료기기를 제거한 후에도 용혈이 지속되는가?

c) 치료조건에 대해 이용할 수 있는 다른 방법들의 혜택과 위험성은 무엇인가?

d) 알려진 치료법의 용혈 특성은 무엇인가? 문제의 의료기기와 다른 치료법을 비교하는 방법은 무엇인가?

e) 시험 의료기기는 다른 형태의 치료법과 비교하여 얼마나 효율적인가? 보다 효율적인 의료기기가 사용하는 동안 더 많은 용혈을 유발할 수도 있지만, 이런 추가적인 효율성은 환자에게 보다 큰 혜택을 제공할 수도 있다.

C.6 용혈성 시험  - 일반적 고려 사항

C.6.1 방법

C.6.1.1 일반사항

적혈구의 손상을 평가하기 위하여 체외 시험을 이용한다. 직접적 방법은 적혈구와의 화학적, 물리적 상호작용에 의한 용혈을 측정한다. 간접적 방법은 시험검체의 용출물에 의한 용혈을 측정한다. 이외에도 전체 의료기기의 구조 효과, 사용목적, 혈액 역학적 요소를 평가하기 위해 동적 시험을 고려하여야 한다.

가장 간단한 형태로, 많이 희석된 적혈구 현탁액과 시험원자재가 접촉을 하는 경우 (시험 시작 시에 측정할 수 있는)총헤모글로빈에 대한 상청액에 유리된 헤모글로빈의 비율로 기록한다[즉, (유리된 헤모글로빈 농도/총헤모글로빈 농도) × 100%]. 만일 시험의 시작 단계에 존재하던 모든 적혈구가 파괴괴면, 용혈성이 100%이다. 많이 희석한 적혈구 현탁액을 의료기기 시험에 사용할 수 없는 경우에는, 용혈지수의 표준화에 있어서 헤마토크리트와 기타 요소들을 설명하여야 한다.

각각의 실험에서는 최소한 전혈 헤모글로빈 농도와 혈장 헤모글로빈 농도 또는 상청액 헤모글로빈 농도를 측정할 수 있어야 한다. 혈장에 있는 헤모글로빈의 농도는 전혈 헤모글로빈 농도보다 훨씬 적다. 전혈 헤모글로빈의 정상 범위가 11000mg/dl에서 18000mg/dl 인 반면에 유리된 혈장 헤모글로빈의 체내 농도는 일반적으로 0mg/dl 에서 10mg/dl이다. 이런 이유로 용혈 시험을 실시하는 동안 나타나게 되는 광범위한 헤모글로빈 농도를 측정하기 위하여 다양한 방법들을 이용되어 왔다.

관행에 따라, 세 가지 분석 방법을 혈액 헤모글로빈 (Hb) 농도를 측정하는데 이용해 왔다.

주) 연구자들은 의료용 원자재나 용액에 들어 있는 화학물질이 적혈구 취약성을 변경시키고(예들 들어, 포름알데히드 또는 글루탈알데히드와 같은 정착제에 의해), 헤모글로빈을 침전시키거나(예들 들어, 구리 또는 아연 이온에 의해) 헤모글로빈의 흡수 스펙트럼을 변경시킬 수 있는(예들 들어, 폴리에틸렌글리콜 또는 에탄올에 의해) 부작용을 일으킬 수 있음을 인식하여야 한다.

C.6.1.2 전혈 헤모글로빈 농도 측정

C.6.1.2.1 시안메트헤모글로빈 (Cyanmethaemoglobin) 방법

첫 번째로 전형적인 방법인 시안메트헤모글로빈 검출법은 ICSH(International Committee for Standardization in Haematology)에 의해 발표되었다. 시안메트헤모글로빈 (헤모글로빈시아나이드; HiCN) 분석법은 1차 참조 표준 (HiCN)을 이용할 수 있으며, 자동화되어 쉽고, 편리하다는 것이 장점이다. 이 방법은 Hb를 산화시켜 540nm에서 넓은 흡광영역을 가지는 헤모글로빈시아나이드를 형성하는 것이다. 세정제와 같은 적혈구 용혈제를 이용하여 적혈구에서 Hb를 방출시키고, 단백질 침전에 의한 혼탁도 (540nm에서의 유사 흡광을 나타내어 간섭을 일으키는 원인)를 감소시킨다. 총헤모글로빈 농도의 경우, 혈장으로 인한 스펙트럼 간섭이 가장 적으며, 검체의 흡광도를 HiCN 표준 용액과 직접 비교할 수 있다.

이 범위 내에서 HiCN의 흡광 영역이 넓기 때문에 수동 또는 자동 검출용 협대역 분광 광도계뿐만 아니라 단순한 필터형 광도계도 이용할 수가 있다. HiCN 참조 표준을 이용하면 이 방법을 이용하고 있는 모든 시험실 간에 비교가 가능하다. 시아나이드 용액을 이용하는 경우 가장 큰 단점은 잠재적으로 인체에 위해할 수 있다는 것이다. 시아노 시약들은 독성의 노출 경로가 다양할 뿐만 아니라 산성화 되어 HCN을 방출한다. 또한 시약과 제품의 폐기에 상당한 주의를 기울여야 하고 많은 비용이 필요하다.

C.6.1.2.2 산화헤모글로빈 (Oxyhaemoglobin) 방법

총헤모글로빈 농도를 측정하는 두 번째 전형적인 방법은 오늘날 그다지 널리 사용되지 않고 있다. 산화헤모글로빈 방법은 수산화암모늄을 처리하는 동안 형성되는 HbO2를 분광광도계로 검출하는 것이다. 또한 희석한 탄산나트륨 용액에서 산화헤모글로빈을 정량하는 방법이 이용되기도 하였다. 안정적인 참조 물질을 이용할 수는 없으나, 원래 검체의 총 헤모글로빈이 혈장에도 존재하는 비율이 측정에 필요한 전부이기 때문에 이는 중요하지 않다. 어느 경우든 단기 표준은 신선한 혈액 검체에서 준비하여야 한다.

C.6.1.2.3 철분 방법

총헤모글로빈의 농도를 측정하는 세 번째 전형적인 방법은 용액의 헤모글로빈 철분 농도를 측정하는 것이다. 먼저 일반적으로 산이나 회화법(ashing)을 이용하여 Hb에서 철분을 분리시킨 다음에 광도를 측정할 수 있도록 색상을 발현시키기 위하여 삼염화티탄(TiCl3)또는 시약과 합성한 삼염화티탄으로 적정한다. 본 방법은 일상적인 연구에 이용하기에는 너무 복잡하기 때문에 거의 이용되지 않고 있다.

C.6.1.3 혈장 또는 상청 헤모글로빈 농도 측정법

C.6.1.3.1 직접 광학 기법과 부가적인 화학적 기법

수많은 다양한 요인들 (예들 들어, 전통, 사용의 용이함, 폐기 화학물질의 처리, 표준 용액의 이용가능성)로 인해, 현재 용혈에 대한 지표로 혈장 헤모글로빈을 측정하는 데에는 약 20개의 방법이 이용되고 있다. 그러나 그 중 어느 방법도 폭넓게 인정받지는 못하고 있다. 평가 방법은 두 개의 커다란 범주로 분류될 수 있다. 하나는 직접 광학 기법 (즉, 미분 분광 광도계[derivative spectrophotometry]를 이용하거나 직접적으로 415, 541 그리고 577nm에서 산화헤모글로빈 흡광 피크를 측정하는 것을 이용하는 방법)이며, 다른 하나는 부가적인 화학적 기법 (즉, 벤지딘 같은 발색제나 과산화수소와 같은 시약들과의 화학적 상호작용 또는 시안메트헤모글로빈의 형성을 근거로 헤모글로빈을 정량하는 방법)이다. 모든 분석은 수동이나 자동으로 실행할 수 있다.

헤모글로빈의 농도를 측정하는데 가장 널리 이용되고 있는 방법은 테트라메틸벤지딘(tetramethylbenzidene)과 같은 벤지딘 유도체의 산화에서 과산화수소에 의한 촉매 작용을 근거로 하고 있다. 착색된 산출물 (600nm에서 흡광도 측정법으로 측정되는)의 형성 비율은 헤모글로빈의 농도와 정비례한다. 이 방법의 장점은 자동화되어 있어 용이하며(상업적 장비), 잠재적 독성을 제거하고 환경적으로 불안전한 시아노 시약들을 사용하지 않으며, 1차 참조 표준인 HiCN에 대응하여 Hb 표준세트를 이용할 수 있다는 것이다. 평가의 측정 한도 (5.0 mg/dl 정도로 낮은 측정한도)는 헤모글로빈 시아나이드 방법과 유사하다. 주요 단점은 벤지딘 염료를 이용하기 때문에 건강에 대한 잠재적 위험이 여전히 있으며, 시약과 산물의 폐기에 비용이 많이 든다는 점이다. 더욱이 이 방법의 동적 범위는 낮은 것 (5 mg/dl에서 50mg/dl)으로 보고되고 있고, 칼슘 킬레이트 항응고제 (예들 들어, 구연산염, 수산염, EDTA), 알부민, 또는 과산화수소의 산화에 간섭을 일으킬 수 있는 기타 비특정 혈장 성분에 의해 반응 억제가 일어날 수도 있다(40%정도).

이러한 이유들로 인해, 하보(Harboe), 크립스 (Cripps) 또는 타우리어 (Taulier)가 제시한 비교 가능한 민감도 및 재현성을 가진 방법들과 같은 직접 광학 방법이 대체방법이 될 수 있다. 그러나 앞에서 언급했던 바와 같이 헤모글로빈과 스펙트럼에 화학적으로 유도된 변형이 생기면 일부 헤모글로빈에 대한 평가가 무효화될 수도 있다. 더욱이, 혈장 배경간섭(background interference)은 헤모글로빈의 스펙트럼도 변형시킬 수 있기 때문에 이를 보정할 필요가 있다. 연구자는 혈장 헤모글로빈 평가에서 이러한 한계를 인식하고, 적합한 기법을 이용하고 있는 지의 여부를 확인하여야 한다. 여기에는 시험 상청액에 침전물의 존재여부를 평가하는 것과 검출된 광학 스펙트럼(예들 들어, 400nm에서 700nm)을 분리된 산화헤모글로빈의 광학 스펙트럼과비교하는 것이 포함된다.

C.6.1.3.2 면역네펠로메트릭 (Immunonephelometric) 방법

면역네펠로메트릭 방법의 근거는 상업적으로 이용 가능한 항체를 이용하여 네펠로메트리(nephelometry) 장치로 혈장 헤모글로빈을 측정하는 것이다. 이 방법은 일상적인 검사를 위한 것이며, 광학기법과 유사하고 상관관계가 좋은 방법이다.

C.6.2 혈액과 혈액 성분 보관

이 항에는 미국 혈액 은행 협회(American Association of Blood Banks)와 유럽 이사회(Council of Europe)가 인증한 사람의 혈액을 보관하는데 가장 좋은 방법이 제시되어 있다. 일반적으로 원자재와 의료기기는 임상적으로 적용될 때의 조건(예들 들어 적절한 항응고제 선택, 최소한의 혈액방부제 사용, 적합한 혈액 pH)을 모방하고 있는 혈액을 사용하여 시험하여야 한다.

항응고 용액은 채혈시 응고를 방지하고, 일정 기간동안 적혈구의 보관을 위하여 개발되었다. 이 용액들은 모두 구연산나트륨, 구연산 그리고 포도당을 함유하고 있고, 일부 용액들은 추가적으로 아데닌, 구아노신, 만니톨, 자당(sucrose), 소르비톨 그리고/또는 인산염을 함유하고 있다. 헤파린은 혈액보관에는 사용되지 않지만, 종종 임상에서 의료기기에 노출되는 환자들을 위한 항응고제로 사용된다.

구연산은 칼슘과 결합하여 혈액의 응고를 방지한다. 적혈구는 저장되는 동안 포도당을 대사 시킨다. Embden-Myerhoff 혐기성 해당과정(anaerobic glycolysis cycle)을 거쳐 대사된 각각의 포도당으로 인해 ADP가 인산화(phosphorylation)되어 ATP 두 분자를 생성한다. ATP분자는 적혈구가 막 수송 기능 및 막 탄력성을 유지하는데 필요한 에너지를 보충해준다. 이런 기능들을 위해 필요한 에너지는 ATP가 ADP로 전환되면서 방출된다. 보관 기간을 연장하기 위해서는 항응고액에 구연산을 첨가하여 알칼리성을 유도하여야만 한다. 이는 4℃에서 적혈구를 보관하기 시작할 때 고농도의 수소 이온을 적절하게 제공하기 위함이다. 보관 기간 동안에 산도가 증가하면 해당율(rate of glycolysis)은 감소된다. 아데노신 뉴클레오티드 (ATP, ADP, AMP)는 보관 기간 동안 고갈되는데, 항응고액에 아데노신을 첨가하면 대체 AMP/ADP/ATP가 합성될 수 있다.

적혈구 농축액이 마련되면 포도당과 아데닌의 상당 부분은 혈장에 의해 제거된다. 세포가 과도하게 농축되지 않는 경우에는 혈장을 제거하여야만 적혈구의 충분한 생존력이 유지될 수 있다. 보통의 CDP (citrate phosphate dextrose) 아데닌 적혈구 농축물의 적혈구 부피율은 0.80보다 크지 않아야 한다. 혈장의 90%이상이 제거된다고 하더라도 현탁 배지나 첨가 배지를 추가하면 적혈구의 생존력을 유지시킬 수 있다. 세포막을 안정화시키고, 용혈을 방지하지하기 위해서는 만니톨이나 자당을 이용하는 반면에 생존력을 유지하기 위해서는 염화나트륨, 아데닌, 그리고 포도당이 필수적이다.

혈액 생성물을 보관하기에 적합한 용기는 혈액 생성물의 질을 측정하는 다양한 방법으로 평가되었다. 적절한 항응고제가 들어있는 혈액 생성물 용기는 정적인 조건 하에 1℃~6℃ 사이의 온도에서 똑바로 세워 보관한다. 미리 정한 시간 간격마다 보관된 생성물의 질과 생존력을 평가하기 위하여 무세포(cell-free) 혈장 헤모글로빈의 양을 측정한다. 일주일에 한번씩 가볍게 섞어주면 보관된 생성물의 질이 향상될 수 있다. 혼란을 일으키는 다른 요인들이 없는 경우에는 용기에 보관하는 것에 대한 평가는 간접적으로는 적혈구 대사로 생긴 이산화탄소를 내보내는 용기의 투과성을 평가하는 것이다.

C.6.3 혈액을 취급하는 사람들의 보호

앞서 쓰여진 과정들은 잠재적으로 오염되어 있을 수 있는 사람의 혈액을 채혈하고, 취급하며 연구하고 있는 사람들을 위하여 필수적인 것이다. 잠재적으로 오염됐을 수 있는 원자재에는 혈액/ 체액/ 생성물들과, 혈액 또는 체액과 접촉을 했거나 또는 하고 있는 장치, 그리고 혈액 유래 감염을 일으키는 미생물 배양에 사용된 물질이 포함된다.

C.6.4 채혈 (정맥 절개)

정맥을 절개한 피부 표면이 100% 무균임을 보증하는 것이 불가능하다고 하더라도, 정맥 절개 부위를 준비하는 것과 관련된 엄격하고 표준화된 과정이 있어야 한다. 특히 정맥 천자에 앞서 피부 표면을 건조하게 하기 위하여 살균용액을 사용하고, 정맥 절개용 바늘을 삽입하기 이전에 피부 표면에 더 이상의 접촉이 없도록 하는 것이 중요하다.

세균에 의한 오염을 방지하기 위하여 밀폐 용기 시스템 (즉, 공기가 들어가지 않는 것)이 가장 널리 이용되고 있다. 바늘을 뺀 후에는 검체를 담은 용기의 고무마개에 있는 바늘구멍을 완전히 밀봉시켜야 하며, 그렇지 않은 경우에는 냉각을 시킨 이후에 부분적으로 진공 상태를 만들어 오염된 공기를 빼내도록 한다.

주) 진공관을 이용하는 경우에는 약간의 용혈이 일어날 수도 있다.

오픈된 시스템에서 채혈을 하는 경우에는 공기 중에 노출되어 오염이 될 수 있어 무균 상태로 간주되지 않는다. 세균에 의한 오염은 용혈을 일으키는 것으로 알려져 있다.

C.6.5 종의 선정

가장 이상적인 용혈 시험은 사람의 적혈구를 가지고 실시하는 것이다. 그러나 몇몇의 요인들로 인해 사람의 적혈구로 시험 하는 것은 어렵거나 불가능하다. 일부 국가들에서는 사람 혈액의 공급을 제한하고 있으며, 혈액은 사람에게 수혈을 하기 위해서만 보관하여야 한다. 동물과 사람 기증자의 건강에 대한 기준도 또한 고려되어야 한다. 모든 혈액의 ‘보존 기간’은 한정되어 있으므로, 적시에 사람의 혈액 세포를 얻는다는 것이 한층 어려울 수 있다. 동물의 적혈구를 사용하는 경우에는 동물 종들 사이에서도 막 안정성이 서로 다르기 때문에 전체 헤모글로빈 성분을 얻기 위하여 100% 용혈을 보증하는데 주의를 기울여야 한다. 음성 대조군이 최소한의 용혈을 일으켜야 시험원자재의 활성이 감추어지지 않는다. 토끼와 사람의 적혈구 용혈 특성은 유사한 것으로 보고된 반면에, 원숭이의 적혈구는 보다 민감하며, 기니피그의 적혈구는 보다 덜 민감한 것으로 보고되어 있다.

C.6.6 용혈성에 대한 평가 - 혈액 또는 혈액 성분에 대한 체외 노출, 체내․외 순환 노출, 체내 노출

체외 노출, 체내․외 순환 노출, 체내 노출조건으로 의료기기 또는 원자재를 노출시켜 용혈성을 평가할 수 있다. 체외 조건은 의료기기뿐만 아니라 원자재를 평가하는데도 이용한다. 하나 이상의 원자재를 함유하고 있는 의료기기는 체내․외 순환 조건 및 체내 조건을 이용하여 평가한다.

체내 또는 체내․외 순환 평가는 동물 모델이나 임상 시험을 하는 동안 가능하다. 다음에 따라 시험을 설계하는 경우에는 정당성을 입증할 수 있다. 첫째, 허용된 용혈 수준을 가지고 있고 판매되고 있는 의료기기를 참조 대조군으로 하여 시험 의료기기와 비교한다. 두 번째, 임상적으로 유의한 용혈의 결과로 시험 대상을 평가한다.

체내 또는 체내․외 순환 시험의 목적은 의료기기의 잠재적 용혈성을 규명하는 것이다. 선행 연구로 체외 시험을 시행할 수 있고, 신선하거나 시일이 지난 사람의 혈액 또는 사람이외의 종의 혈액을 이용할 수 있다. 체내에 사용될 의료기기와 관련된 일반적인 방법은 임상적 용도를 모방한 조건을 이용하여 혈액을 의료기기를 통해 재순환시키는 것이다. 이런 조사 후에 체내․외 순환 모의시험을 시행하는데, 체내․외 순환 모의시험은 동물모델에서 몇몇 의료기기에 대해 시행하거나, 제한되고 통제된 조건으로 사람에게 시행하여야 한다. 의료기기의 크기와 용도는 시험의 설계에 영향을 준다.

C.6.7 직접 접촉 방법 대 간접 접촉 방법

이용해야 하는 용출 조건은 “제9장 검체준비와 참고물질”에 요약되어 있다. 일부 시험방법은 적혈구와 직접 접촉을 하는 의료기기를 평가하는 반면에 이외의 방법들은 적혈구에 노출되는 용출물의 준비를 설명하고 있다. 사용하게 될 조건과 의료기기 자체를 근거로 시험방법을 선정하여야 한다. 상승된 온도를 이용하는 경우에 고려하여야 하는 한계 조건은 “제9장 검체준비와 참고물질”에 요약되어 있다.

제7장 유전·발암·생식독성시험

1. 적용범위

본 장은 아래와 같은 생물학적 관점에서 의료기기의 위해 및 시험방법에 대한 전략을 제시하고 있다.

- 유전독성

- 발암성

- 생식독성과 발생독성

본 장은 유전독성, 발암성 또는 생식독성의 잠재성이 있는 것으로 알려진 의료기기의 평가에 적용할 수 있다.

2. 정의

2.1. 유전독성시험

포유동물 또는 비포유동물의 세포, 세균, 효모 및 곰팡이들을 배양하거나 기타  다른 기법을 사용하여 의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물에 의한 염색체 구조의 변화, DNA 또는 유전자의 변화 유무를 평가하는 시험.

2.2. 발암성시험

의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물을 시험동물에 전체 수명에 해당하는 기간동안 1회 노출 또는 반복 노출시켜 종양형성의 가능성을 평가하는 시험.

주)종양유발성과 만성독성을 단일시험으로 설계하기도 한다. 단일시험으로 만성독성과 발암성을 평가하는 경우에는 투여량 선정에 중점을 두고 신중하게 시험을 설계하여야 한다. 이는 만성/누적 독성에 의한 조기 사망이 시험 종료시점까지 살아남은 동물의 통계적인 평가에 영향을 주지 않도록 보증하는 데 도움이 될 수 있다.

2.3. 생식독성시험

의료기기 및 원자재 또는 이들의 용출물이 생식기능, 배기형(최기형성), 태아기와 출생 후 초기 발생에 대하여 잠재적으로 영향을 주는지의 여부를 평가한다.

2.4. 최대내성용량(maximum tolerated dose (MTD))

시험동물이 부작용 없이 견딜 수 있는 최대투여량

2.5. 에너지 전달형 의료기기

전자기 방사선, 전리방사선, 초음파 등을 전달하여 치료 또는 진단을 하기 위한 의료기기

주3) 2.5항에는 전기소작기, 인공심장박동기 또는 기능성 전기자극기와 같이 단순 전류를 운반하는 의료기기는 포함하지 않는다.

3. 유전독성시험

3.1 일반사항

유전독성시험의 실시를 결정하기 전에 제1장과 원자재의 화학적 특성을 고려하여야 한다. 모든 관련 요소들을 고려하여 시험 프로그램에 대한 이론적 근거와 타당성을 상세하게 기록하여야 한다.

본 규격 제1장은 전반적인 생물학적 안전성 평가 시험에서 유전독성과 관련된 잠재적 위험성을 고려하여야 하는 경우들을 지적하고 있다 (제1장, 표 1 참조). 그러나  유전독성이 나타나지 않는 것으로 알려진 원자재로 만들어진 부분품 및 의료기기의 경우에는 유전독성에 관한 시험을 실시하지 않아도 된다. 원자재의 조성을 검토한 결과 유전물질과 상호 작용을 할 수 있는 물질이 완제품에 존재할 가능성이 있거나, 의료기기의 화학적 조성이 알려져 있지 않은 경우에 유전독성시험이 제안된다. 이러한 조건에서는 의료기기나 원자재에 대한 유전독성시험을 총체적으로 실시하기 이전에 화학적 조성의 공동작용(synergy)의 가능성을 염두에 두고 의심스러운 화학적 조성에 대한 유전독성의 가능성을 평가하여야 한다.

의료기기의 유전독성을 평가하는 경우 일련의 체외시험을 연속적으로 시행한다. “3.2항 시험전략”의 선택사항 1을 채택하는 경우에는 세 가지 시험을 시행하며, 선택사항 2를 채택하는 경우에는 두 가지 시험을 시행한다. 유전독성시험을 시행할 때에는 최소한 두 종류 이상의 시험을 실시하여야 하고, 유전독성영향의 종점(endpoint)을 서로 다른 두 종류 이상 관찰하여야 하며, 포유동물 세포를 이용한 시험이 포함되어야 한다.

3.2 시험전략

3.2.1

선택 사항 1 (3.2.1.1)이나 또는 선택 사항 2 (3.2.1.2)에 따라 최초의 시험을 결정하고 이를 바탕으로 유전독성 시험을 실시하여야 한다.

3.2.1.1

선택사항 1

a) 세균을 이용한 유전자 돌연변이 시험 (OECD 471)과

b) 포유류 세포를 이용한 유전자 돌연변이 시험 (OECD 476)과

c) 포유류 세포를 이용한 염색체 이상 시험 (OECD 473)

3.2.1.2

선택사항 2

a) 세균을 이용한 유전자 돌연변이 시험 (OECD 471)과

b) 포유류 세포를 이용한 유전자 돌연변이 시험 (OECD 476) 중 특히 염색체 이상 시험과 유전자 돌연변이 시험을 모두 다루기 위하여 군체(colony) 수와 크기를 측정하는 마우스 림프종 시험(Mouse lymphoma assay)

3.2.2 3.2항에 따라 시행한 체외 유전독성시험이 음성인 경우 동물을 이용한 유전독성시험을 추가적으로 시행하여서는 안된다.

체내 유전독성시험은 “제17장 시험동물관리”에 따라 시행되어야 한다.

3.2.3 체외시험이 양성인 경우, 체내 돌연변이성 시험을 시행하거나 돌연변이를 나타내는 물질을 추정하여야 한다. (3.2.4항 참조)

3.2.4 체내시험은 체외시험에서 밝혀진 가장 적절한 종점(endpoint)을 바탕으로 하여 선택하여야 한다. 시험물질이 표적기관에(target organ) 도달하였음을 입증하여야 한다. 만약 입증하지 못한다면, 체내 유전독성이 없음을 증명하기 위해 다른 표적기관(target organ)에 대한 두 번째 체내시험이 시행되어야 한다.

일반적으로 사용되는 체내시험방법은

a) 설치류를 이용한 소핵시험(micronucleus test) (OECD 474) 또는

b) 설치류의 골수를 이용한 중기분석(metaphase analysis) (OECD 475) 또는

c) 포유류의 간세포를 이용한 비정기DNA합성(unscheduled DNA synthesis) (OECD 486) 이다.

가장 적합한 것으로 결정한 시험 시스템의 타당성을 입증하고 문서화하여야 한다.

3.2.5 추가적인 정보를 얻기 위하여 유전독성의 조사에 다른 체내시험 시스템을 이용하는 경우에는 이에 관한 이론적 근거를 제시하고 문서화하여야 한다.

3.3 검체(검액)의 준비

3.3.1 의료기기나 원자재의 유전독성을 평가하거나 총괄적으로 유전독성시험을 실시하는 경우 제9장에 따라 검체(검액)를 준비하여야 한다. 시험은 용출물이나, 과장된 조건에서 용출한 용출물, 또는 원자재/의료기기의 개별 화학물질에 대하여 실시하여야 한다. 최고의 시험농도는 OECD 지침에 수록되어 있다. 과장된 용출조건을 사용하는 경우에는 이로 인해 화학적 특성이 변경되지 않도록 주의해야 한다.

3.3.2 시험 시스템에 적합하고 의료기기나 원자재의 용출을 최대화할 수 있는 용매를 선정하여야 한다. 용매의 선정에 관한 이론적 근거를 문서화하여야 한다.

3.3.3 해당되는 경우, 두 개의 적합한 용출용매를 이용하여야 하는데 하나는 극성 용매이고, 다른 하나는 비극성 용매 또는 의료기기의 용도와 특성에 적합한 액체이다. 이 두 가지 용매는 모두 시험 시스템에 적합한 것이어야 한다.

3.4 시험방법

3.4.1 체외 유전독성시험

일반적으로 시험방법은 화학물질 시험에 대한 OECD지침(OECD guidelines for testing of chemicals)을 준용한다.

관련 시험방법 : OECD 471, OECD 473, OECE 476, OECD 479, OECD 482

시험을 설계하고 선정할 때 항생제와 소독제와 같이 시험에 영향을 미칠 수 있는 물질이나 원자재의 수를 고려하여야한다. 해당되는 경우 시험방법 선정의 타당성을 입증하고 문서화하여야 한다.

3.4.2 체내 유전독성시험

체내 유전독성시험의 시험방법은 화학물질 시험에 대한 OECD 지침에 따라 선정한다.

관련 시험방법: OECD 지침 474, 475, 478, 483, 484, 485, 486

주) 최근에 유전독성시험 기법으로 형질전환 시험동물시스템이 개발되고 있다. 형질전환 시험동물에 대한 참조사항은 참고문헌에 제시되어 있다.

4. 발암성시험

4.1. 일반사항

발암성시험의 시행을 결정하기 이전에 제1장과 원자재의 화학적 특성을 고려하여야 한다. 시험의 시행에 대한 결정은 의료기기의 사용으로 인한 발암현상의 위해평가를 바탕으로 타당성이 입증되어야 한다. 새로운 발암성 시험자료 없이 위해에 대한 평가와 관리를 적절하게 수행할 수 있는 경우에는 발암성시험을 시행해서는 안된다.

주) 발암성의 사전선별을 위해 체외 세포형질전환시스템(In vitro cell transformation systems) 을 이용할 수 있다. 국제 표준에는 아직까지 세포형질전환시험에 관한 설명이 수록되어 있지 않다. 세포형질전환시험 시스템에 관한 추가 정보는 부록 A에 제시되어 있다.

4.2 시험전략

4.2.1

발암성에 대한 위해를 배제할 수 있는 증거가 없는 경우, 발암성시험의 필요성이 고려되는 상황은 아래의 항목을 포함한다.

a) 사람에게 사용 또는 노출에 대한 적절한 자료가 없고, 흡수기간이 30일 이상인 흡수성 원자재와 의료기기인 경우.

b) 인체 및/또는 체강(body and/or its cavities)에 삽입되어 30일 이상 영구접촉 또는 누적접촉되는 의료기기와 원자재인 경우. 단, 적절한 인체사용 이력이 있는 경우는 제외한다.

유전독성물질에 대한 발암성시험은 과학적으로 타당하지 않다. 유전독성물질의 경우에는 발암성의 위험을 추정하고, 그에 따라 위험성을 관리하여야 한다.

4.2.2

제1장에 따라 만성독성시험과 발암성시험이 고려되고, 시험이 필요하다고 결정된 경우 시험은 OECD지침 453에 따라 수행하여야 한다.

4.2.3

제1장에 따라 발암성시험만이 고려되고, 시험이 필요하다고 결정된 경우 시험은 OECD지침 451에 따라 수행하여야 한다.

4.2.4

의료기기의 발암성 시험은 한 가지 동물 종만으로도 충분하게 시험할 수 있다. 종의 선정에 관한 타당성을 입증하고, 상세하게 기록하여야 한다.

주) 최근 형질전환 동물시험이 발암성시험용으로 개발되었으나 본 규격 제정 당시에는 의료기기에 대해서 검증되지 않은 상태였다. 시험시스템에 대한 참조사항은 형질전환 동물시험에 관한 참고문헌에 제시되어 있다.

4.4 시험방법

4.4.1 발암성시험이 생물학적 안정성 평가의 일부로 필요한 경우에는 의료기기의 특성이 규명된 용출물이나 화학물질을 이용하여 시험을 실시하여야 한다. 이식시험 (부록 C 참조)의 실시에 관한 타당성을 입증하여야 하며, 인체 위해성 평가에서의 역할을 기술하고 문서화하여야 한다.

4.4.2

이식시험의 이식부위를 선정하기 위해, 의료기기의 임상적용에서의 사용방법을 고려해야 한다.

4.4.3

용출물을 이용한 시험은 OECD 451이나 OECD 453에 따라 발암성시험을 시행하여야 한다.

4.4.4

조직에 대한 평가는 이식조직과 주변조직뿐만 아니라 OECD 451이나 OECD 453에 제시되어 있는 목록에 있는 조직들을 포함하여야 한다.

5. 생식독성시험/발생독성시험

5.1 일반사항

5.1.1 생식독성 및 발생독성 시험의 실시를 결정하기 이전에 제1장과 원자재의 화학적 특성을 고려하여야 한다. 시험의 시행에 대한 결정은 의료기기의 사용으로 인한 생식독성 및 발생독성 위해평가를 바탕으로 타당성이 입증되어야 한다.

5.1.2  흡수성이 있는 의료기기 또는 용해물을 포함하는 의료기기의 흡수, 대사, 분포 연구에 대한 적절한 자료가 있거나, 의료기기 또는 원자재의 용출물의 모든 성분이 생식독성이 없다고 밝혀진 경우에는 생식독성시험이 필요하지 않다.

5.1.3 생물학적 위해 평가에서 생식독성 및 발생독성의 위해가 배제될 수 있다는 사실이 밝혀진다면 생식독성 및 발생독성 시험은 시행하지 않는다.

5.2 시험전략

생식독성/발생독성에 대한 위해를 배제할 수 있는 증거가 없는 경우에는 생식독성/발생독성 시험을 고려하여야 한다. 시험대상은 다음이 포함될 수 있다.

a) 배/태아 또는 생식조직과 직접적으로 지속접촉 또는 영구접촉하는 의료기기

b) 에너지 전달형 의료기기

c) 흡수성의 원자재 또는 용해물

시험이 필요한 경우에는 생식 및/또는 발생에 미칠 수 있는 영향과 관련된 초기 정보를 제시하기 위하여 OECD 421로 시험을 시작하여야 한다. 시험의 결과가 양성인 경우에는 초기 위험성을 평가하는데 유용하며, 추가적 시험의 필요성과 시기를 결정하는데 도움이 된다.

추가적 시험이 필요한 것으로 고려되는 경우에는 OECD 414, OECD 415 또는 OECD 416 가운데 적합한 방법에 따라 시험을 시행하여야 한다.

5.3 검체(검액)준비

5.3.1

검체는 제9장에 따라 준비하여야 한다. 가능한 경우, 의료기기는 사용 가능한 상태를 대표하는 형태로 시험되어야 한다.

5.3.2

에너지 전달형 의료기기의 경우에는 동물의 전신에 노출시키는 것이 적합하다. 사람의 생식기관에 반복 노출될 수 있는 경우를 적용시켜야 한다.

5.3.3

동물에게 사용하는 최대 투여량은 최대내성용량이거나 시험동물 모델의 신체적 제약에 의해 제한된 용량이다. 이러한 투여량은 최대인체노출량(사람의 체중 [kg]당 투여량의 면적 및/또는 질량)의 배수로 제시되어야 한다.

체내 시험은 “제17장 시험동물관리”에 따라 실시하여야 한다.

5.4 시험방법

5.4.1

1세대 (F1)나 또는 2세대 (F2)에 미치는 영향에 대한 평가는 OECD 414, OECD 415 또는 OECD 416과 OECD 421에 따라 실시하여야 한다. OECD 지침은 의료기기에 대한 것이 아니므로 아래의 수정된 사항들을 고려하여야 한다.

- 투여량 (에너지 전달형 의료기기의 경우)

- 적용 경로 (이식, 비경구성, 기타)

- 용출 배지 (수성 및 비수성 용출물)

- 노출 시점 (가능한 경우, 기관형성[organogenesis] 동안 혈액의 상승된 수준)

주) 사람에게 사용하고자 하는 목적과 원자재의 특성에 따라 출생 전/후 시험을 제안할 수 있다.

5.4.2

다른 시험에서 도출된 정보가 남성의 생식기에 영향을 미칠 수 있는 잠재성을 나타내는 경우에는 남성 생식독성에 관한 적합한 시험을 실시하여야 한다.

주) 최근에 체외 생식독성 시험시스템이 개발되었다. 이 시험방법은 생식독성과 발생독성의 사전선별 시험방법으로 유용하게 사용될 수 있다. 체외 생식독성 시험시스템에 관한 참조사항은 생식독성/발생독성 시험에 관한 참고 문헌에 수록되어 있다.

6. 시험보고서

6.1 해당되는 경우 시험보고서에는 적어도 아래의 세부적인 사항들이 포함되어야 한다.

a) 사용목적을 포함하여 의료기기 및/또는 원자재에 관한 기술. (예: 화학적조성, 공정(processing), 조절(conditioning) 및 표면처리)

b) 시험방법, 시험조건, 시험원자재와 시험과정에 대한 설명과 타당성 제시.

c) 정량한계를 포함한 분석방법에 대한 기술.

d) GLP(Good Laboratory Practices)를 준수하고 있음을 제시.

e) 요약된 내용을 포함하는 시험결과

f) 통계적 방법

g) 결과에 대한 해석 및 검토

6.2

관련 OECD지침에서 기술된 것보다 세부적인 내용들도 시험보고서에 포함되어야 한다.

부록 A

세포 형질변환 시험시스템(Cell transformation test system)

세포 형질변환 시험시스템은 발암성을 사전선별 하는 데 이용할 수 있다.

체외 세포형질변환 시험에 관한 지침은 참고문헌[12]에 수록되어 있다. 세포 형질변환 시험시스템에 관한 자세한 참조 사항은 세포형질변환 시험에 대한 참고 문헌에 제시되어 있다.

2단계 세포 형질변환 시험으로 유전독성을 가지지 않은 발암물질을 검출할 수 있다는 증거들이 일부 존재한다. 그러나, 현 시점에서는 세포 형질변환 시험을 통해 유전독성이 없는 발암물질을 모두 검출해내는 것은 불가능하다. 따라서 세포 형질변환 시험시스템이 설치류를 이용한 수명발암성시험(lifetime carcinogenicity studies)의 대안으로 이용될 수 없다.

부록 B

시험시스템에 관한 이론적 근거

B.1 유전독성시험

유전독성시험의 주요 기능은 시험세포나 생물체를 이용하여 의료기기를 사람에 사용할 때 생식세포(germ cell)를 통하여 다음 세대에 전달될 수 있는 유전적 변이를 일으킬 수 있는 잠재성을 조사하는 것이다. 일반적으로 과학적인 자료들은 체세포의 DNA 손상이 암 발생의 치명적인 원인이라는 가설을 입증해준다. 그러한 손상은 돌연변이를 일으키는 원인이 될 수 있고, 유전독성의 활성을 검출해내는 시험은 발암을 유발시킬 잠재성이 있는 화학물질을 식별해낼 수 있다. 따라서 일부 시험은 추정되고 있는 발암 활성을 조사하는데 유용하다.

전통적인 독성시험에서는 시험 설계 과정에서 여러 가지의 적절한 변수나 종점(endpoint)을 관찰할 수 있으나, 유전독성의 경우에는 이와 같지 않다. 일반적으로 유전학적 종점(endpoint)의 다양성으로 인해 단일 시험시스템에서 유전학적 종점(endpoint)을 하나 이상 검출해내는 것은 불가능하다.

시험지침서에는 대략적으로 15개 정도의 서로 다른 시험방법들이 인용되어 있다. 이들 가운데서 특정한 요건에 부합하도록 가장 적합한 방법을 선정하는 일은 수많은 요소들에 의해 좌우된다. 여기에는 검출이 필요한 유전적 변이의 유형이나 시험시스템의 대사능력이 포함된다.

가장 적절한 시험의 선정을 조화시키려는 시도가 계속 있어 왔음에도 불구하고, 특정 목적을 위한 시험의 가장 좋은 조합(combination)에 대한 국제적 합의는 없다는 사실이 강조되어야 할 것이다. 또한 비록 OECD 지침에는 수록되어 있지 않지만, 사용되고 있거나 개발 중에 있는 기타 돌연변이 시험이 유용할 수 있다는 사실에 주목하는 것도 도움이 될 것이다. 의약품에 관한 ICH/S2B 도 참고할 수 있을 것이다.

DNA와 상호작용을 하는 화학물질은 다양한 회복 과정의 영향 후에 유전자 수준에서 유전적 변화를 일으킬 수 있고(예를 들어, 유전자 돌연변이 또는 점 돌연변이, 적은양의 결손, 유사 분열의 재조합이나 미세하고 가시적인 다양한 염색체 변화와 같이), 유전독성시험방법은 이러한 각각의 문제들을 조사하는데 이용할 수 있다.

물론, 현재의 단기 시험으로는 발암 과정의 모든 단계를 모방할 수가 없으며, 종종 최초의 단계 즉, 다시 말해, 돌연변이 DNA 손상 또는 염색체이상 DNA 손상을 유도하는 능력이 발휘되는 사건을 검출하는데에만 이용하고 있다. 따라서 이들 과정의 주요 가치는 특정한 노출조건 하에서 발암 과정의 최초의 단계를 유도하거나 또는 주로 유전독성의 기전에 의해 암을 일으키는 물질을 식별하는 능력에 있다. 비록 단기 시험이 유용한 정성 정보를 제공해 준다고 하더라도 상대적으로 단순한 단기 시험에 비해 발암성 과정은 복잡하게 나타나므로 발암 물질의 활동에 대한 해석에 특별한 주의를 기울일 필요가 있다.

단일 시험으로는 포유류의 돌연변이 유발원과 발암물질을 만족스러운 수준에서 재현하고 정확하게 검출할 수 있음이 입증되지 못했기 때문에 ‘일련의 시험’으로 적용하는 것이 과학적인 관행이다. 물질의 변이원성에 대한 최초의 정보는 염색체 손상과 유전자 돌연변이를 평가하는 시험방법을 이용하여 얻을 수 있다. 이들의 각각의 종점(endpoint)을 조사하려면 각각의 독립적인 과정이 필요하기 때문에 일련의 시험이 필요하다.

B.2 발암성시험방법

장기간의 발암성시험의 목적은 적합한 경로를 통하여 시험물질을 다양한 투여량에 노출시킨 이후나 노출시키는 동안 종양의 발생(neoplastic lesion)을 시험동물의 수명 기간 동안 관찰하는 것이다. 이러한 시험을 수행하기 위해 신중한 시험설계와 기록, 전문적인 병리학 분석, 객관적인 통계분석이 요구된다.

B.3 생식독성/발생독성 시험방법

생식독성시험방법은 생식, 수정 능력 그리고 최기형성 분야를 포괄한다. 많은 물질들이 별다른 독성의 징후가 없이 잠복하였다가 수정 능력과 생식에 영향을 미칠 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 수정 능력은 남성과 여성에게 영향을 미칠 수 있으며, 생식 능력이 다소 감소되는 것으로부터 불임까지 영향을 미칠 수 있다.

최기형성은 발생하고 있는 배아와 태아에 미치는 물질의 부작용을 말하는 것이다. 생식독성은 사람의 건강과 중요한 관련이 있다. 생식독성의 모든 측면을 포함하는 조합시험이라는 개념의 시험기법(the concept of combined tests)이 개발 중에 있으며, 성공할 가능성이 높을 것으로 보인다.

부록 C (참조)

이식 발암성시험의 역할

C.1 개요

이식에 의해 유발되는 종양은 랫트를 이용한 시험에서 잘 알려져 있다. 이러한 현상을 ‘이물성 발암’(foreign body carcinogenesis) 혹은 ‘고체 상태의 발암’(solid state carcinogenesis)이라고 부른다. 현상은 다음과 같이 요약된다.

일반적으로 종양은 이식물 주변이나 또는 이식물 가까이에서 발생하는데 그 빈도수는 여러 가지 요인들에 의해 좌우된다.

a) 이식물의 크기 (크기가 작은 이식물보다는 대체로 크기가 큰 이식물이 커다란 육종을 유발함)

b) 이식물의 형태 (원반 모양이 가장 효과적인 것 가운데 하나로 알려져 있음)

c) 이식물의 평활도 (표면이 거친 이식물이 표면이 매끄러운 이식물 보다 발암성이 낮음)

d) 표면적의 연속성 (세공이나 그보다 큰 구멍이 있는 이식물의 종양 발병률이 더 낮음)

e) 어떠한 원자재의 경우, 원자재의 두께 (두꺼운 이식물이 육종을 많이 유발함)

f) 이식물이 조직에 남아있는 시간

같은 원자재라 해도 대부분 분말이나 나사, 다공성 원자재를 이식할 경우보다 필름이나 박판형태로 이식하는 경우 종양을 일으키지 않거나 더 적게 일으킨다. [33], [34].

다른 한편, 동일한 동물의 시험 방법을 이용한 다수의 보고서들은 모양과 크기가 유사하더라도 서로 다른 원자재는 종양 형성률에 차이가 있음을 보여주고 있다.

기계학적 이해는 IARC 모노그래프(Monograph)에 요약되어 있다 [35].

C.2 발암성 위해 결정에 대한 이론적 근거와 과정

고체 상태의 발암성이 세포와 원자재 상호작용에 의해 발생하는 간극연결부위의 세포간 연락(gap-junctional intercellular communication)의 간섭현상과 관련이 있을 수 있다는 새로운 가설이 제시되었고 이 이론은 가능성이 있는 것으로 보이나 사람에 대한 발암성 위해와의 관련성은 모호한 것으로 여겨진다.

발암성의 위해에 대한 판단은 고체 상태의 발암성만을 근거로 결정해서는 안 된다. 고체상태의 발암성 결과를 이용하여 발암성의 위험에 관한 판단을 내린 몇 가지 사례에서는 언제나 양성 돌연변이 자료와 같은 근거자료들이 제시되어 왔다.

이식으로 발암성시험을 실시하는 경우에는 시험동물과 대조(모의시험)동물 모두에게 외과적 침습 과정이 필요하다. 따라서 연구를 시행하는 데는 상당한 동물관리비용이 든다. 발암성시험에 대한 방법론을 고려함에 있어서 사람에 대한 위해 관계가 모호할 때 이식에 의한 발암성시험을 요구하는 것은 더 이상 타당하지 않은 것으로 간주되고 있다. 생물학적 안정성 평가에 미치는 영향을 결정함에 있어 상당한 동물관리 비용을 수반하는 이식시험의 역할은 이론적으로 명확하게 입증되지 못하였다.

그러나 발암성시험이 필요하다고 간주되는 경우에는 (4.4.1 참조) C.3에 제시되어 있는 방법이 이식에 의한 발암성시험을 해석하는데 도움이 될 수 있다. 그러한 시험을 시행하는 경우에는 시험 설계의 필요성을 입증하여야 하며, 인체 위험성을 평가함에 있어 해당 시험의 역할을 설명하여야 한다.

C.3 이식시험에 의한 발암성시험

이식시험에 의한 발암성시험을 수행하고자 할 때에는 다음의 방법을 준수하여야 한다.

1회 최대이식투여(MID)군으로 충분하다고 할지라도, 최대이식투여군과 부분투여군 (통상적으로 최대이식투여량의 절반)을 포함하는 두 개의 군을 권장한다. 일반적으로 음성 대조군에는 폴리에틸렌 (polyethylene) 이식물과 같이 잠재적 발암성이 부재하다고 입증된 참조 대조군이나 임상적으로 허용될 수 있는 원자재의 형태와 비교 가능한 모양의 이식물이 삽입될 것이다.

설치류를 이용한 발암성시험에서는 의료기기나 원자재의 최대 이식 투여량을 적용할 수 있다. 가능하다면, 이러한 투여량은 최악의 인체 노출량(체중 당 밀리그램으로 [mg/kg])의 배수로 표시하도록 한다.

이식투여량을 결정하는 질량 및/또는 표면적은 예상되는 임상적 노출을 초과한 것이어야 한다. 투여량 선정에 관한 이론적 근거를 문서화하여야 한다. 해당되는 경우 고체 형태의 발암을 유발할 가능성을 적절하게 고려하여 제5장 이식시험에 따라 시험원자재를 적합한 이식물의 형태로 만들어야 한다. (오펜하이머 효과 [Oppenheimer effect], 유전독성과 발암성시험에 관한 참고 문헌 참조 [31])

참고문헌

[1] OECD 474, Mammalian Erythrocyte Micronucleus Test

[2] OECD 475, Mammalian Bone Marrow Chromosome Aberration Test

[3] OECD 478, Genetic Toxicology - Rodent Dominant Lethal Test

[4] OECD 479, Genetic Toxicology - In vitro Sister Chromatid Exchange Assay in Mammalian Cells

[5] OECD 480, Genetic Toxicology - Saccharomyces cerevisiae . Gene Mutation Assay

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제8장 에틸렌옥사이드 잔류량 시험

1. 적용범위

본 장은 에틸렌 옥사이드 가스 멸균 의료기기의 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린(ECH)의 잔류량의 허용 한계, 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린의 측정과정, 출고허가여부를 결정하는 방법을 기술하고 있다.

인체에 접촉하지 않는 에틸렌 옥사이드가스 멸균 의료기기(예: 체외진단 의료기기)는 본 기준에 포함되지 않는다.

2. 정의

본 장에서는 제1장에 설명된 정의와 다음의 정의가 적용된다.

2.1 모의사용용출(Simulated-use extraction)

본 장의 요건을 따르는 용출법은 의료기기를 일상적으로 사용하는 동안 환자 또는 사용자에게 전달되는 잔류량 수준을 평가하는 방법으로 물로 용출하여 제품의 실제 사용에서의 조건을 모방함.

주) 분석적 실험에 대한 검증은 사용목적과 관련하여 가장 극한의 조건에서 모의사용용출을 수행하는 것을 말한다. 노출시간 동안 해당 의료기기가 가장 엄격한 범주에 해당하는 것으로 가정하고 제품 모의 사용을 수행하여야 하고, 이 때 노출되는 조직 및 노출 온도를 고려하여야 한다.

2.2 완전용출법(Exhaustive extraction)

일련의 용출과정에서 에틸렌 옥사이드 또는 에틸렌 클로로히드린의 양이 처음 검출된 양의 10% 미만일 때까지 또는 검출된 누적 잔류물의 양이 유의하게 증가하지 않을 때까지 용출함.

주) 잔류물의 완전 회수를 증명하는 것은 불가능하기 때문에 “완전용출”을 위와 같이 정의한다.

3. 필요조건

3.1 일반사항

본 항은 에틸렌 옥사이드로 멸균된 의료기기에 대한 에틸렌 옥사이드의 최대 허용 잔류량을 명시하고 있다. 에틸렌 옥사이드로 멸균된 의료기기에서 에틸렌 클로로히드린이 검출될 경우 에틸렌 클로로히드린에 대한 최대 허용 잔류량도 명시하고 있다.

위해요소 분석에서 에틸렌 옥사이드의 잔류량이 본 장의 요건대로 제어되면, 에틸렌글리콜(EG)의 잔류량이 생물학적으로 유의한 정도로 나타나지 않기 때문에 에틸렌글리콜에 대한 허용한계는 정하지 않는다.

본 장의 기준에는 제1장에서 지정된 생물학적 시험의 요구사항도 고려되어야 한다. 에틸렌옥사이드로 멸균되는 의료기기에 대한 시험 중 제3장(10993-10; 자극시험 및 지연성 과민반응시험) 및 제7장(10993-3 유전독성 발암성 생식독성시험)에 특별히 주의를 기울여야 한다. 제1장의 적용가능한 모든 요건들은 각각 개별적으로 디자인된 의료기기에 대한 출고시점의 에틸렌 옥사이드 잔류량 수준을 고려하여야 한다.

의료기기의 생물학적 평가 결과는 전신 영향을 막기 위해 3.3항에 명시된 한계치보다 엄격한 한계를 요구할 수도 있다. 예를 들어 자극 효과(irritation effects)는 모든 의료기기에 대해 고려되어야 하고, 특히 소형 의료기기에 대해서 고려되어야 한다. 국제 규격은 데이터가 불충분하기 때문에 급성 국부 영향의 가능성은 고려하지 않고 있다. 특히 소형 의료기기에 대해서는 그러한 영향 의 가능성 및 단위표면적 당 에틸렌옥사이드 농도에 주의를 기울여야 한다.

3.2 의료기기의 분류

의료기기를 환자에게 적용할 때 환자에게 전달되는 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린의 일일 최대량을 설정하기 위해 의료기기를 환자접촉기간에 따라 분류하여야 한다.

의료기기를 제1장 5.3항의 세 가지 접촉기간에 따른 분류 중에 한가지로 분류한다.

1) 제한접촉 : 24시간 이내에 1회 또는 반복 접촉하는 의료기기

2) 지속접촉 : 24시간 이상 30일 이내에 1회, 반복(누적되는) 또는 장기간 접촉하는 의료기기

3) 영구접촉 : 접촉기간이 30일을 초과하며 1회노출 또는 반복노출(누적되는)되거나 장기간 사용되는 의료기기

주) 의료기기 또는 원자재가 2개 이상의 접촉기간 분류에 해당되면 보다 엄격한 시험기준이 적용되어야 한다. 반복 노출 의료기기에 대한 분류를 할 때는 잠재적인 누적효과와 이러한 노출이 지속되는 시간을 염두에 두어야 한다.

주) 본 장에 적용되는 “반복 노출”은 동일한 의료기기를 반복적으로 사용함을 의미한다.

3.3 허용한계

각각의 의료기기에 대하여 접촉으로 인하여 환자에게 전달되는 에틸렌 옥사이드 또는 에틸렌 클로로히드린의 최대 허용량이 다음의 한계치를 초과하여서는 안된다.

주) 영구접촉 및 지속접촉 의료기기의 한계치는 일일 전달양의 최대 평균치로 나타나 있다. 이 한계치는 최초 24시간에 대해 추가적인 제약을 수반하고, 영구 접촉 의료기기의 경우 최초 30일에 대해 추가적인 제약을 수반한다. 이러한 제약은 환자접촉기간 초기에 환자에게 전달될 수 있는 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린의 양에 제한을 두는 것이다.

3.3.1 영구 접촉 의료기기

환자에 전달되는 에틸렌 옥사이드의 일일 평균량은 0.1 ㎎/일 을 초과해서는 안된다. 부가적으로, 최대 에틸렌 옥사이드가스의 양은 다음을 초과해서는 안된다.

- 최초 24시간이내 20 ㎎

- 최초 30일이내 60 ㎎

- 일생동안 2.5 g

환자에 전달되는 에틸렌 클로로히드린의 일일 평균량은 2 ㎎/일을 초과해서는 안된다. 부가적으로, 최대 에틸렌 클로로히드린의 양은 다음을 초과해서는 안된다.

- 최초 24시간이내 12 ㎎

- 최초 30일이내 60 ㎎

- 일생동안 50 g

3.3.2 지속 접촉 의료기기

환자에 전달되는 에틸렌옥사이드의 일일 평균량은 2 ㎎/일을 초과해서는 안된다. 부가적으로, 최대 에틸렌 옥사이드의 양은 다음을 초과해서는 안된다.

- 최초 24시간이내 20 ㎎

- 최초 30일이내 60 ㎎

환자에 전달되는 에틸렌클로로히드린 일일 평균량은 2 ㎎/일을 초과해서는 안된다. 부가적으로, 최대 에틸렌 클로로히드린의 양은 다음을 초과해서는 안된다.

- 최초 24시간이내 12 ㎎

- 최초 30일이내 60 ㎎

3.3.3 제한 접촉 의료기기

환자에 전달되는 에틸렌 옥사이드의 일일 평균량은 20 ㎎을 초과해서는 안된다.

환자에 전달되는 에틸렌 클로로히드린의 일일 평균량은 12 ㎎을 초과해서는 안된다.

주) 두 가지 이상의 의료기기를 동시에 사용하거나 신생아를 다루는 의료기기는  추가적인 노출이 있을 수 있다.

3.3.4 특수 상황

여러개의 의료기기를 동시에 사용하는 조합형 의료기기 시스템에서는 각각의 의료기기에 대한 한계치를 적용한다.

안점막과 접촉하는 렌즈의 에틸렌 옥사이드가스 잔류량은 렌즈당 0.5 ㎍/일을 초과해서는 안되고 렌즈당 1.25 ㎍을 초과해서는 안된다.

혈액 산소 발생기 및 혈액분리기의 경우 환자에게 전달되는 일일평균 에틸렌 옥사이드 가스는 60mg을 초과해서는 안된다.

체외 혈액정제세트에 대한 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린 한계치는 위에 기술된 지속접촉 및 제한접촉 분류에 적용시킨다. 그러나 일생동안 허용 가능한 에틸렌 옥사이드가스의 양을 초과할 수 도 있다.

3.4 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린 잔류량 측정

3.3항에 부합하는지 여부를 결정하는 과정은 검체로부터 잔류물 용출, 잔류량 측정, 데이터 분석 및 해석으로 이루어져있다.

3.4.1 안전성 검증

주의사항 - 화학물질과 용매의 사용과 관련하여 가스 배출구(hume hood)가 확보된 시험실을 이용하여야 하며, 적절한 보호장구를 착용하여야 한다. 분석을 시행하기 전에 각각의 화학물질에 대한 물질 안전 정보를 검토하여야 한다.

3.4.1.1 에틸렌 옥사이드

에틸렌 옥사이드는 인체표면에 자극을 주며 반응성이 매우 강한 인화성 가스이다. 여러 상황 하에서 유전자변이를 유발할 수 있으며, 태아독성 및 태아기형발생의 특성을 가지며 남성생식기능에 부작용을 일으킬 수 있으며 인체의 여러기관계(organ system)에 손상을 줄 수 있다. 시험동물의 발암성시험에서 에틸렌 옥사이드 가스의 흡입은 백혈병, 뇌종양, 유방암 등 몇 가지 종류의 종양을 일으켰으며, 섭취 또는 피하투여의 경우 접촉한 부위에서만 종양이 발생하였다. 작업장에서 노출시 높은 발암율과 사망률을 보인다는 보고가 있었으나 최근의 여러 연구에 의하면, 이 결과와 일치하지는 않는 것으로 나타났다.

3.4.1.2 에틸렌 클로로히드린

에틸렌 클로로히드린은 인체표면에 자극을 주고, 급성독성을 가지며, 독성을 유발할 수 있는 정도의 양이 피부를 통하여 쉽게 흡수될 수 있다. 약한 유전자변이 잠재성이 있고, 태아독성 및 태아기형발생의 특성을 가지며, 폐, 신장, 중추신경계 및 심혈관계를 포함한 기관계에 손상을 줄 수 있다. 시험동물에서의 발암성 시험결과는 음성이었다.

3.4.2 잔류량 측정

검증된 용출 및 측정 방법으로 에틸렌 옥사이드가스의 양을 측정하며, 필요한 경우 환자에 전달되는 에틸렌 클로로히드린의 양을 측정한다.

주) 에틸렌 클로로히드린을 측정하였는데 검출되지 않았다면 더 이상의 모니터링은 필요하지 않다.

이 요건을 충족시키는 검증된 방법은 부록B에 기술되어 있다. 그러나 어떤 방법이 분석적으로 유효하다고 보여져왔고, 부록A의 요건을 충족시키는 시스템으로 이루어져 있고, 부록B의 참조방법과 비교하여 평가되어 왔다면 부록B에 없더라도 사용될 수 있다.

에틸렌옥사이드의 정량, 그리고 필요한 경우 에틸렌클로로히드린의 정량을 위한 적절한 용출방법 선택에 관한 원리는 환자에 대한 노출량을 평가하여 3.3항의 요건에 부합함을 보이는 것이다.

완전용출에 의한 잔류량의 결과가 요건에 적합하다면 모의사용용출에 의한 평가가 필요하지 않으며 적용되는 한계치는 3.3항과 같다. 완전용출법을 사용할 때 3.3항에서 최초 24시간 및 최초 30일에 대한 한계치에 특별히 주의하여야 한다.

많은 EO 멸균 잔류량 분석방법들은 논문에서 설명되고, 검토되어 왔다 이러한 분석방법들은 시설을 잘 갖추고 있는 시험실에서 지식이 있는 사람이 수행하는 시험실간 시험에서 평가되고 비교되어온 것으로 부록 B에 기술되어 있다. 그러나 현재 의료기기 멸균방법 및 원자재의 다양성으로 인해 어떠한 경우에는 부록 B에 제시되어 있는 방법들을 이용하여 EO와 ECH 잔류량을 측정하는 것에 여전히 문제가 있을 수 있다.

따라서 검증된 경우에는 분석적으로 유효한 것으로 보이는 방법들 (다시 말해 정확성, 정밀성, 선형성, 민감성 그리고 선택성이 입증된)을 이용할 수 있다. 부록 A에는 검증에 필요한 일반 요건들이 수록되어 있으며, 부록 B에는 대안적인 방법들을 평가하기 위한 참조 방법들로 이용할 수 있는 방법들이 제시되어 있다.

3.4.3 검체의 선택

3.4.3.1 대표 검체

잔류량 분석을 위하여 사용되는 검체는 대상 의료기기를 대표할 수 있는 것으로 선택하여야 한다. 검체를 선택할 때는 멸균과정의 매개변수(원자재의 성분, 포장방법, 에틸렌 옥사이드 멸균 사이클의 횟수, 통풍정도, 검체회수), 멸균과정의 조절방법 등의 요소를 고려하여야 한다. 이러한 요소들은 의료기기 부분품의 초기 잔류량 수준뿐만 아니라 잔류량 감소속도에 영향을 미치므로 검체를 꺼내어 분석할 때 고려하여야 한다.

멸균장치에서 멸균완료 직후에 검체를 꺼내거나, 검체를 멸균장소에서 멀리 떨어진 시험실로 옮기거나, 차후의 분석을 위해 시험실에 저장해 두는 것은 검체의 잔류량과 나머지 제품의 잔류량의 상관관계 분석에 어려움을 줄 수 있다.

3.4.3.2 검체의 취급

멸균완료제품에서 꺼낸 시험검체의 경우 시험실의 통풍율 조건에 따른 영향을 최소화하고 통제하기 위하여 주의를 기울여야 하며, 시험자 및 분석자의 안전도 보장하여야 한다.

검체는 분석일까지 멸균완료제품과 함께 있어야 한다. 통제된 통풍 지역에서 검체를 꺼내는 것과 용출을 시작하는 공정 사이의 시간 간격을 최소화하여야 한다.

분석이 지연될 때는 검체를 밀봉하고 냉동상태로 보관하고 운반하여야 한다.  검체를 드라이아이스와 함께 익일 배송 서비스로 가능한 신속하게 운송하여야 한다. 드라이아이스는 운반과정 동안 및 시험실에서 개봉할 때까지 운반 용기 안에 존재하여야 한다. 다른 방법으로 원하는 통풍 기간을 거친 멸균완료제품에서 직접 채취한 시험검체는 즉시 적절한 용출용액 또는 헤드 스페이스 바이알(head space vial)로 옮기고 밀봉하여 분석시험실로 운반한다.

검체는 제품 라벨에 있는 사용 전 지시사항에 따라 준비한다.

분석될 검체는 후드에 넣은 다음 포장을 제거한다. 용출은 검체의 포장을 제거한 후 또는 사용 전 준비가 완료된  후에 가능한 한 신속하게 시작하도록 한다.

3.4.3.3 공시험검체 (Sample “blank”)

동일한 유지시간(retention time)을 가진 검체의 다른 성분이 잔류물로 측정되지 않음을 보증하기 위해 에틸렌옥사이드 멸균 검체에 적용된 것과 동일한 공정을 거친 비멸균검체의 용출물에 이러한 방해물질이 존재할 가능성을 공시험검체로 평가해야 한다. 공시험검체에서 용출한 물질이 가스크로마토그래피 분석에서 유지시간(retention time)이 겹치거나 충돌할 수 있는 경우 분석물질 피크(peak)와 방해물질 피크(peak)를 분리하기 위해 크로마토그래피의 조건을 변형하거나, 다른 분석기법을 적용하여야 한다.

3.4.4 검체/용출용매의 비율

의료기기 또는 이들의 대표적인 부분의 잔류물 용출에 사용되는 용출용매의 부피는 검출 감도를 유지하면서 용출효율을 극대화하기에 충분하여야 한다. 용출용매의 최적부피는 의료기기 검체의 특성 및 크기에 따라 결정한다. 다양한 의료기기의 검체/용출용매의 비율은 1:2~1:10 이다(검체 1g에 대하여 용출액 2㎖ ~ 검체 1g에 대하여 용출액 10㎖). 흡수성 원자재로 구성된 의료기기의 경우 또는 충전재에 의해 잔류물이 용출되는 경우 증가된 용매부피를 반영하여 검체/용출용매의 비율을 설정해야 한다. 어떤 경우에도 검체/용출용매의 비율이 검출 감도에 영향을 주어서는 안된다.

3.4.5 용출시간 및 조건

용출의 목적은 의료기기의 실질적인 사용조건에서 환자에게 전달될 수 있는 가장 심한 조건을 가정하여 수행하는데 있다 : 제한 접촉에 대하여 1일을 기준으로하고, 지속 접촉에 대하여는 1일부터 최대 1개월까지를 기준으로 하며, 영구 접촉에 대하여는 1일, 1개월부터 일생까지를 기준으로 한다. 아래에 기술된 완전 용출은 영구접촉 의료기기에 대하여 유용하다.

3.4.6 제품의 용출

의료기기의 에틸렌 옥사이드가스 멸균 후 잔류량 결정을 위해 사용되는 용출 방법에는 기본적으로 두 가지가 있다. 하나는 참고 방법(reference method)인 모의사용용출법이며, 다른 하나는 특별한 경우에 선택적으로 적용되는 완전용출법이다. 용출방법의 선택은 의료기기의 사용목적에 근거한다. 제시된 용출방법의 예는 부록D에 있다.

선택된 용출방법은 제품의 사용목적에 있어서 환자에게 최대로 영향을 미칠 수 있는 조건을 나타내며, 신속한 분석이나 잔류량 농도의 최소화만을 위한 것은 아니다.

용출온도 및 시간은 3.2항과 3.3항에 기술된 바와 같이 환자에게 노출되는 양상과 의료기기와 환자와의 접촉시간에 따라 결정된다.

3.4.6.1 모의사용용출법(참고방법)

3.4.6.1.1 수성 용매를 사용한 모의사용용출법은 참고방법으로서 3.3항에 명시된 한계치와 직접적으로 비교할 만한 시험결과를 나타낸다. 이러한 한계치는 환자에게 전달된 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린의 양으로 나타나 있다.

의료기기를 일상적으로 사용할 때 환자 또는 최종 사용자에게 노출될 수 있는 잔류물 수준을 평가해야 하므로, 모의사용조건에서의 용출이 요구된다. 모의사용용출은 환자에게 최대로 영향을 미칠 수 있는 조건하에서 시행되어야 한다.

예를 들어 많은 혈액접촉의료기기와 비경구 의료기기는 혈관 또는 체액관에 물 또는 다른 수용성 액체가 채워지거나 분출되어져서 이 물질들에 의해 용출될 수 있다. 한 번 사용할 때 걸리는 최대시간과 동일시간 또는 이를 초과하는 시간 (또는 전체 용출을 보증할 수 있는 시간)동안 검체를 용출하여야 하고, 가장 실제 같은 모의용출이 가능한 온도에서 용출하여야 한다. 대안은 다양한 단기간 용출조건을 반영하여 일련의 용출을 해서(최소 3개 이상이 권장됨) 용출속도를 구하고 이 용출속도로부터 장기 또는 매일 반복노출의 영향을 평가할 수 있도록 하는 것이다.

정상적인 사용과정에서 환자 또는 사용자에게 전달되는 에틸렌옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린의 양을 결정하기 위하여 수용액을 사용한 모의사용용출(Simulated use aqueous extraction)과정이 사용된다. 모의사용용출은 실제 환자에게 노출되는 정도를 나타내는데 유효하다.

주) 정상적 사용조건을 모방하였을 때 용출되는 에틸렌 옥사이드(또는 에틸렌 클로로히드린)의 양은 의료기기에서 용출된 총잔류량과 비슷하지 않을 수 있다.

물 또는 기타 수용액은 모의사용용출에서 잔류 에틸렌 옥사이드 및 에틸렌 클로로히드린 회수를 위한 용출용매로 통상적으로 사용된다. 이러한 수용액은 검체자체를 용해하는 것이 아니라 검체로부터 에틸렌 옥사이드 잔류물을 용출하는데 사용된다. 만일 기구에 액체를 채워서 기구의 실제 사용을 모방하고자 한다면 공기방울이 생기지 않도록 하여야 한다. 분석을 바로 시행하지 않는 경우 용출물을 검체로부터 분리하여 폴리테트라플루오르에틸렌 재질이 입혀져 있고, 격벽이 있는 뚜껑이 달린 용기(PTFE-lined, septum-capped vial)에 밀봉하여 보관한다.

표준용액 또는 용출물이 담긴 용기는 남은 윗 부분이 전체부피의 10%이하이어야 한다. 용출물을 수 일간 냉장 보관할 수는 있으나 용출용매로 물을 사용하였을 경우 보관하는 동안 에틸렌 옥사이드가 에틸렌 글리콜 또는 에틸렌 클로로히드린으로 변환되지 않도록 주의를 기울여야 한다. 분석자는 분석장소에서의 보관으로 인한 변환 가능성을 평가하여야 한다.

3.4.6.1.2 완전용출법은 대체방법으로서 유용한 정보를 제시한다. 이 방법의 결과는 환자가 받을 수 있는 양 이상을 나타내는 경향이 있으며, 이러한 용출은 투여량에 대한 시간의 개념을 배제하였으므로 잔류량의 측정치가 환자에게 노출된 첫째 일 또는 첫째 달에 전달된 것이라고 보증할 수 없다. 그러나 3.3항에 나타나 있는 한계치에 부합하고 완전용출에 의하여 시험된 제품에 대한 잔류량이 기준에 적합할 경우, 더 이상 모의사용용출을 시행할 필요가 없다. 완전용출법을 사용할 경우 3.3항에 명시된 최초 24시간 및 최초 30일에 대한 한계치에 특별한 주의를 기울여야 한다.

3.4.6.2 완전용출법

3.4.6.2.1 완전용출법은 의료기기에 있는 잔류물 총량을 회수하기 위한 것이다. 에틸렌 옥사이드가스 잔류량의 결정방법은 열을 가하여 용출한 후에 용출용액에 대해 헤드스페이스 가스분석(headspace gas analysis)을 수행한다; 용매에 대한 헤드스페이스 가스분석(headspace gas analysis)을 수행하고 용매의 크로마토그래피를 수행하거나 좀더 민감한 GC검출기로 측정되는 에틸렌 옥사이드의 브롬모히드린 유도체를 준비한다.

1) 에틸렌 옥사이드 잔류물

에틸렌 옥사이드 잔류물의 용출을 위하여 여러 가지 용출용매가 사용되어 왔다. 열흡수 후에 헤드스페이스 가스분석(headspace gas analysis)은 용출용매를 사용하지 않는 방법의 한 예이다. 이런 경우 헤드스페이스 방법은 검체로부터 전체 에틸렌옥사이드 잔류량을 회수하기 때문에 완전용출로 간주된다. 그러나 헤드스페이스 가스분석(headspace gas analysis)방법은 대형의료기기나 복합의료기기를 그대로 시험하려고 하는 경우에는 적절하지 않다. 분석자는 EO 총량을 회수함을 확인하기 위해 폴리메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate)와 같은 고분자물질의 잔류량을 분석하는 경우 헤드스페이스방법을 적용하는데 주의를 기울여야한다.

용제 용출과정에서 용출용매는 의료기기 또는 부분품의 구성성분에 따라 적절한 것을 선택한다. 검체로부터 EO를 완전회수하기 위해 검체를 용해시키는 용액을 일반적으로 사용하고, 이 과정에서 간섭물질이 용액에 들어가지 않도록 해야 한다. 헤드스페이스 가스분석(headspace gas analysis)과 결합된 용제 용출과정은 검체로부터 함께 용출되는 간섭물질과 EO를 분리할 수 있다.

완전 용출법을 실시하는 경우에는 원자재를 최초로 분석함에 있어서 하나 이상의 과정을 이용하여 정량적 회수를 확인하여야 한다. 에틸렌옥사이드의 잔류량이 비교적 소량인 의료기기의 경우에는 일반적으로 사용되고 있는 방법으로는 상대적으로 오랜 시간동안 용출하더라도 그 소량을 용출할 수 없을 수도 있다.

2) 에틸렌 클로로히드린 잔류물

일반적으로 의료기기로부터 에틸렌 클로로히드린 잔류물을 용출하는 용매로서 물이 사용된다.

3.4.6.2.2 크기가 작은 의료기기는 용기에 넣은 후 전체에 대하여 용출하고, 크기가 큰 의료기기는 의료기기를 대표할 수 있는 부분을 선택하여 의료기기의 부분에 대하여 에틸렌 옥사이드 잔류량을 결정한다. 후자의 경우에는 주의를 기울여야 한다. 크기가 큰 의료기기로부터 일부 검체를 채취하여 용출할 경우 결과의 신뢰성 보장을 위하여 의료기기의 대표적인 몇 개의 부분을 동시에 채취하여 시험한다.

이러한 대표적 부분에 대한 선택은 두 가지 방법 중 한 가지를 선택한다. 몇 개의 다른 원자재를 이용하는 경우에 의료기기 전체 질량에서 각 부분의 질량에 비례하게 선택하거나, 가장 잔류물이 많은 부품 중 하나를 선택한다.

3.4.7 결과 분석

3.4.7.1 용출된 잔류량의 계산

용출액에서의 잔류물의 농도 AE는 다음과 같이 밀리그램 단위로 환산된다 :

AE=ER × EV

모의사용용출법에 의한 잔류량은 다음 식으로 계산한다 :

완전용출법에 의한 잔류량은 다음 식으로 계산한다 :

AE : 잔류량 (㎎)

n  : 용출 횟수

ER : 표준곡선으로부터 계산된 에틸렌옥사이드 농도 (㎎/㎖)

EV : 용출부피 (㎖)

AR : 회수된 잔류량 (㎎)

m  : 용출물 중량 (g)

ρ  : 물의 밀도 (g/㎖)

Rs  : 검체에서 용출된 잔류량 (㎎)

: 의료기기 전체 중량 (g)

: 검체 중량 (g)

3.4.7.2 "3.3항"의 잔류허용량 기준을 근거로 한 평균 노출량(ADD)의 계산

영구접촉 의료기기에 대한 평균 노출량(ADD, ㎎/일)은 다음과 같다 :

[eqn: ADD= {AE } over {25,000 }]

이 때, 25,000 : 평생 생존기간을 나타낸 일수

영구적 접촉 의료기기는 지속접촉과 제한접촉 기준을 다음의 식에 의하여 만족시킬 수 있다.

지속접촉 의료기기의 경우

[eqn: ADD= {AE } over {30 } ~],  30 : 1 달의 총 일수

제한접촉 의료기기의 경우

[eqn: ADD=AE]

4. 제품출고

에틸렌옥사이드와 에틸렌클로로히드린의 기준에 부합하는 제품은 본 장을 충족시켜야 한다. 잔류물 확산 운동에 대한 충분한 시험 자료가 있다면, 제조 과정과 용도, 원자재의 유사성을 근거로 원자재들의 품질 보증 시험을 위해 의료기기를 분류할 수 있다. (부록 C 참조)

멸균된 제품들을 출고하는 경우에는 4.1항과 4.2항에 제시된 두 가지 방법 가운데 하나를 이용하여야 한다.

4.1 잔류물 소실 곡선 자료가 없는 제품의 출고

제품에 대한 소실 곡선 자료를 이용할 수 없는 경우에는 제품이 본 장을 충족시키고 있고, 자료가 부록 B에 서술되어 있는 적합한 과정에 따라 실시된 시험에서 얻어진 것이며, 3.3항에서 제시된 에틸렌 옥사이드와 에틸렌클로로히드린의 요건에 부합하고 있다면 제품을 출고할 수 있다.

4.2 잔류물 소실 곡선을 이용한 제품 출고 과정

소실 곡선은 제품 또는 유사제품군이 3.3항에 따른 잔류량 한계치에 도달하는데 걸리는 멸균 후 시간을 추정하는데 사용된다. 제품은 사전에 결정된 멸균 후 시간과 실험에 의해 결정된 조건에 따라 시장에 출고하여, 목표 EO 잔류량 수준이 보증될 수 있도록 하여야 한다. 제품 통풍 시 통풍온도가 다를 경우 연간 다른 시점에 격리저장하여 통풍시킨 멸균제품의 축적된 데이터(pooling data)를 고려하여야 한다. 소실 곡선을 만들기 위해 실험데이터를 수집할 때 근처의 다른 EO 멸균의료기기의 존재도 고려하여야 한다.

만약 다른 시기에 측정된 최소 세 개의 멸균 롯트에서 데이터를 모았다면, 통제된 조건에서 제조되고 멸균된 제품의 출고는 ISO11135 또는 EN550([1][2])에 서술된 바와 같이 수행될 수 있다.  대부분의 원자재와 의료기기에서 소실된 EO는 1차 반응 속도, 다시 말해 “[EO] α 멸균 후 시간”을 따른다. 실험으로 측정된 멸균 후 시간에 따른 EO 농도의 자연로그의 플랏(plot)은 직선이다. 평균 회귀 직선이 최대 허용 잔류량과 교차할 때의 멸균 후 시간을 근거로 출고하여야 한다. 이러한 접근법은 충분한 양 (멸균한 횟수)으로 멸균되지 않은 제품인 경우 또는 소실 곡선 자료를 수집하는 동안 사용할 수 있다.

소실 곡선의 특성을 확립하기 위하여 동일한 제품에 대한 자료를 최소한 세 군데에서 충분한 수의 시점마다 수집하여 회귀 분석을 하면 제품의 허용 잔류량 한도에 관하여 계산된 95% 이상 예측한도 (prediction limit; PL)에서 제품을 출고할 수 있을 것이다.

예측 한도 (PL)를 계산하는 공식은

[eqn: {x}_{o}={{y}_{o}-a} over {b}]

[eqn: PL={x}_{o}+{t}_{α}×SQRT { {{({S}_{α}) }^{2 }} over {{b}^{2 } }×LEFT [ 1+{ 1} over {n } RIGHT ]+{{({y }_{o }-{ y}_{μ }) }^{2 } } over {{ b}^{2 }×SUM{({ x}_{i }-{ x}_{μ }) }^{2 } }}]

χo	EO 한도에 상응하는 출고 시간을 계산한 평균 값

yo	EO 한도의 로그값

a	직선 회귀선의 절편

b	회귀선의 기울기

PL	1개 제품의 예측 한도

ta	자유도 n-2와 유의값 α에서의 잔류량 변화

(sa)2	회귀선의 잔류량 평방 편차

yμ	값의 숫자

xi	측정한 곳에서 멸균을 한 이후의 개개의 시간

xμ	멸균을 한 이후의 평균값

∑(xi - xμ)2	는 x (시간)의 제곱합

본 장에 부합하는 의료기기를 출고하기 위하여 모든 자료는 시험을 통해 얻어야 하며, 인증된 표준 실행 과정을 따라 자료를 분석하여야 한다.

부록 C에 수록된 멸균 과정 변수가 변경된 경우에는 제품 잔류량을 심사하여야 한다. 이러한 심사에서 EO 잔류량의 수준이 증가된 것으로 나타난 경우에는 허용할 수 있는 제품인지 확인하기 위하여  잔류물 소실 곡선을 새롭게 작성하여야 한다. 이러한 심사에서 EO 잔류량의 수준이 감소된 것으로 나타나는 경우에는 회귀 곡선을 새롭게 작성하는 것을 고려하여야 한다.

부록  A  (참조)

가스 크로마토그램의 평가

A.1 개요

본 부록은 EO와 ECH를 측정하는데 사용하는 분석 과정에 필요한 최소한의 요건을 논하고 있다.

A.2 배경

이러한 요건은 가스 크로마토그래피 (USP, 1989)에 대한 참고 문헌에 수록되어 있으며, 분석자들은 과정을 이용하기 전에 이들을 검토하여야 한다. 또한 검출 한도와 관련된 문헌들을 검토할 것을 권고한다 (Ball, 1984 ; Chesler et al,, 1985, Hubaux and Gilbert, 1970).

A.3 기호

본 부록에서는 다음의 기호들을 적용한다 (그림 A.1과 A.2 참조).

R	분리능

T	꼬리끌림 요소

t1, t2	t1이 EO (또는 ECH)이고, t2는 그 옆에 바로 붙어있는 피크인 경우에 크로마토그래피 피크 1과 2의 머무름 시간

w1, w2	머무름 시간에 따라 동일한 단위의 피크 1과 2를 기선에 외삽한 각각의 너비  the respective widths extrapolated to the baseline for peaks 1 and 2 in the same units as the retention time 피이크 1의 좌우 변곡점에서의 접선이 자르는 바탕선의 길이

w0.05	높이 5%인 지점의 피크 너비

f	피크 최대점의 위치에서 진행방향 선행경계(leading edge)까지의 거리

kˊ	용량 인자

ta	컬럼을 통과하는데 방해가 되지 않는 공기와 같은 비지연형 요소에 대한 머무름 시간

t	관련 잔류량 피크 (EO 또는 ECH)의 머무름 시간

A.4 최소 필요조건

A.4.1 이러한 과정에 있어 이들 변수에 다음의 최소 요건들을 충족시킬 것을 권고한다 (그림 A.1과 그림 A.2 참조). :

다음에 따라 계산한 분리능 R은 1.2와 같거나 또는 그보다 커야 한다. :

(t1 - t2)

R = 2 ───────

(W1 - W2)

피크 넓이 또는 피크 높이 측정하는 경우.

대신에, 다음의 방정식은 1.5와 같거나 커야하는 용량 인자 kˊ 를 계산하는데 유용할 수 있다.

t

kˊ =  ─── - 1

ta

아래의 방정식으로 구한 꼬리끌림 요소 T는 1.5보다 작거나 같아야 한다.

W0.05

T =  ───

2f

EO와 ECH의 저농도 측정의 경우에는 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)가 최소한 10 : 1이 되어야 한다 (신호 대 잡음비를 측정하기 위하여 GC attenuation(GC 감쇠)을 1 × 1로 설정할 필요가 있을 것이다). 분해능과 꼬리끌림을 정확하게 계산하기 위하여, 그래프 기록 장치의 속도는 적어도 10 cm/min이 되어야 하며, 피크 높이는 최대 편차(full scale delfection)의 최소 75%가 되어야 한다.

그림 A.1- 두 가지 물질의 크로마토그래피 분리

그림 A.2 - 비대칭 크로마토그래피 피크

A.4.2 EO와 ECH의 경우 표준 곡선의 상대 편차 (RSD: Relative deviation of standard curve)는 사용된 표준 범위에서 5%를 초과해서는 안 된다 (AAMI, 1988과 AAMI, 1989).

σ

RSD =  (──) ×  100

λ

(∑y2)                  (∑x∑y)

[ ∑y2 _ ──── ]- S ×  [ ∑xy - ───── ]

n                       n

σ2 = ────────────────────────

n - 2

y

λ = ────

n

n         피크의 총 개수

y         크로마토그래피 피크의 넓이 또는 피크의 높이이다.

x         표준의 농도

S         표준 곡선에 대한 최소 제곱 회귀선의 기울기

λ         평균

σ         표준 편차

σ2        평방 편차

이들 기준은 EO와 ECH를 분석하는데 사용하는 표준 곡선의 각 예측된 직선성 동적 범위를 포함하기 위하여 최소한 세 가지 표준의 반복 분석에 대해 계산되는 것이다.

A.5 크로마토그래피 기선(baseline)

이외에도 크로마토그래피 기선(baseline)은 크로마토그래피 작동 간에 초기 기선 5% 이내로 회복되어야 함을 권고한다.

A.6 출처(Resources)

이들 분석 과정에서 보정 변화가 나타나는 경우에는 다음의 정보 출처를 제시하여야 한다. : 사용한 가스 크로마토그래피 제조업자의 사용 설명서와 가스 크로마토그래피에 대한 여러 가지 참고 문헌.

부록 B (참조)

EO와 ECH에 대한 가스 크로마토그래피 측정

B.1 크로마토그래피 과정

B.1.1 에틸렌 옥사이드 잔류량 측정 방법

에틸렌 옥사이드의 용출물을 정량적으로 분석하기에 적합한 방법은 다양하다. 에틸렌 옥사이드를 측정하기 위해 완전용출 후 가스 크로마토그래피(GC)를 하는 몇몇 과정이 발표되어 왔다. 아직 발표되지 않은 산화에틸렌 잔류량 측정 방법들도 다수 존재할 것이고, 의료기기의 다양성으로 인해 발표된 방법들도 모든 의료기기에 적합한 것은 아니다. 따라서 본 문서에 설명되어 있는 인증된 참조 방법들과 비교하여 평가하고, 분석적으로 조사한 방법들은 이용 가능하다.

분석적인 조사’(Analytically sound) 방법은 4.3에 제시되어 있는 잔류량 한도와 관련하여, 분석하고자 하는 의료기기의 EO 수준을 측정하는데 있어서 정확성, 선별성, 선형성, 민감성이 충분한 것으로 입증된 방법이고, 분석하고자 하는 의료기기에 적합한 방법임을 의미한다.

본 부록에 제시되어 있는 방법들은 대안적인 방법들을 평가하기 위한 참조 방법으로 제시된 것들이다. 분석자들이 가장 적합한 방법을 선정할 수 있도록 참조 방법들이 본 부록에 설명되어 있다. 각각의 방법들에 관한 보다 세부적인 논의 사항들은 원본 논문을 참고하여야 한다. 분석자들은 이전에 정해진 종결점(expiration point)을 표준에 이용하지 않는 다는 것을 확인하고, 사용된 크로마토그래피 과정(들)을 보정하기 위하여 사용하는 표준의 안정성을 확립하여야 한다.

B.1.2 EO 표준의 준비

B.1.2.1 개요

GC 표준을 준비하기 위한 과정은 아래의 단락에 요약되어 있다.

주) 대안은 우수 의약품 제조 및 품질 관리 기준 (Good Manufacturing Practice)하에서 제조되고, 안정하다고 알려진 표준을 구입하는 것이다.

이미 알려져 있는 EO 액체 질량을 희석하여 중량을 측정하거나 이미 알려져 있는 EO 가스의 량을 희석한 후 체적을 측정하여 표준을 준비한다.

그림 B.1에 묘사된 혈청 용기 (대략 30ml 정도의 용량)에 EO 표준 가스 실린더를 연결한다. 병 꼭대기에 거의 닿을 정도로 격막을 통과하는 피하 주사 바늘을 꽂아 병에 구멍을 뚫는다. 배출용 바늘 (2)에 폴리염화비닐 튜브를 길게 연결하고, 물이 든 비커에 튜브의 끝을 담근다.

위험 - 분석자를 보호하기 위하여 완전히 통풍이 되는 조건 하에서 이러한 과정을 실시하는 것이 가장 중요하다 (4.4.1 참조).

EO 실린더 조절기 위에 또 하나의 튜브를 길게 놓아두고, 피하 주사 바늘과 연결을 한다. 혈청 병을 통과하여 두 번째 바늘이나 흡입용 바늘 (1)을 삽입하고111, 바닥 부분까지 밀어 넣는다. 배출용 튜브에서 거품을 내보내기 위하여 1/s 속도로 EO를 흘려보내기 시작한다. 약 15분 동안 병을 정화시킨다. 병에서 흡입용 바늘을 제거하고, 비커에 있는 배출용 바늘에서 마지막 거품이 나오면 병에서 배출용 바늘을 제거하여 대기 압력과 평형이 되도록 병 안에 EO 가스를 그대로 둔다. 이상 기체 법칙(ideal gas law) 근사치를 이용하면 병 안에 있는 EO의 농도가 760 mmHg, 20℃에서 1.83 ㎍/㎕가 되도록 할 수 있다.

1 mmHg = 133.322 Pa이거나 또는 760 mmHg = 101.325 kPa이다.

아래의 방정식을 이용하여 수은 (mm)에서 압력 p와 일정한 섭씨온도 t에서 이상 기체 법칙에 따라 에틸렌 옥사이드의 농도 (micrograms/ml)를 계산할 수도 있다.

P

pEO = 0.706 ---------

273 + t

기체 상수 R의 역수가 0.706인 경우에 EO는 gK/mmHg (grams kelvins per millimetre of mercury litre)으로 표시한다.

그림 B1. 헤드스페이스 방법과 관련한 EO 표준 희석물

B.1.2.2 헤드스페이스방법(Headspace method)을 위한 EO 표준 희석

1분 동안 건조 질소로 1차 정화를 시키고, 부피가 거의 0.01ml (검체를 분석하는데 사용될 동일한 크기)로 결정된 vial(명목상 15ml) 안에서 B.1.2.1의 표준을 희석한다. 첫 번째 vial에서 gas-tight syringe로 약 10㎕ 정도의 EO 가스를 제거한다. 병에서 syringe를 제거한 후 주사 바늘을 위로 향하게 하여 적정량인 10㎕만큼 플런저를 내리 누른다.

위로 향해있는 syringe 바늘 쪽으로 질소가 흘러나온 병을 놓은 후 병 안으로 10㎕의 EO를 주입한다. syringe가 새지 않도록 하며, 병에서 이를 즉시 제거한다. 이제 병에는 20℃에서18.3 ㎍와 760 mmHg의 EO가 들어있게 된다. B.1.2.1에서 설명한 환경 조건에 맞도록 EO의 농도를 조정한다.

기구에서 반응을 얻기 위하여 가스 크로마토그래피의 관에 두 번째 표준 유리병에서 가스를100 ㎕를 주입한다. 첫 번째 병에서 순수 EO 가스의 분취량을 더 많이 희석하여 보다 농도가 높은 표준을 준비한다. 병에는 자유롭게 이용할 수 있는 EO 가스가 들어있기 때문에 표준은 검체에 필요한 것과 같은 열처리를 하지 않아도 된다.

B.1.2.3 용매 방법에 관한 EO 표준 희석물

주 12     Syringe를 미리 냉각시키면 액체 EO를 옮기는 데 도움이 될 것이다. Syringe 바늘이 용매에 닿지 않도록 특별한 주의를 기울여야 한다.

주 13     시험에서는 준비된 부피와는 상관없이 저장 용액(stock solution)의 준비와 관련이 있는 측정 오차가 지속적으로 나타났다. 보다 많은 양을 준비하고 필요한 만큼 이용을 한다면 오차율은 감소할 것이다.

주 14     이러한 과정은 또한 적정한 EO 표준을 준비하는데도 사용된다.

액체로 EO 가스를 액화하기 위하여 앞에서 설명한 바와 같이 미리 정화시키고, 드라이아이스/이소프로판올 (isopropanol) 수조(bath) 또는 동등한 것에 들어 있는 용적 측정용 플라스크로 B.1.2.1에 설명한 EO 표준 가스 실린더를 설치한다. 폴리염화비닐 튜브와 가스 실린더에서 EO를 공급해주는 피하 주사 바늘이 부착된 폴리염화비닐 튜브만을 병과 연결한다. EO가 액체로 채집되었기 때문에 두 번째 피하 주사 바늘로 병에 배출구를 만들 필요가 없다.

액체 EO 적정량을 병에 채운 후 가스 실린더 위에 밸브를 잠근다. 폴리염화비닐 튜브에 부착된 피하 주사 바늘을 제거하고, 냉각 수조(bath)에서 병을 꺼낸다.

60ml의 용매가 담겨 있는 100-ml 용적 측정용 밀봉 플라스크 (PTFE - 밀봉 밸브가 달린)의 무게를 가장 세밀하게 0.1mg까지 측정한다. 플라스크에 액체 산화에틸렌을 5방울 첨가한 후 플라스크의 무게를 다시 측정한다. 100ml 선까지 용매를 플라스크에 채우고, 간헐적으로 뒤집어 흔든다 .

잠시 동안 용적 측정용 플라스크를 보관해야 하는 경우에는 용적 측정용 플라스크를 거꾸로 뒤집어 보관하는 것이 표준 용액에 가장 적합하다는 것이 밝혀졌다.

적합한 양의 용매로 분취량을 희석하여 용액의 희석물을 준비한다. 예들 들어, 정확히 100ml의 EO에 100ml의 용액을 첨가하는 경우에는 그 결과 농도가 l mg/ml가 될 것이다. 10ml로 이러한 용액을 1ml 희석시키면 100 ㎍/ml의 EO 표준이 산출된다. 이와 유사한 방법으로 농도가 더 높은 EO 또는 농도가 더 낮은 EO의 표준 용액을 준비한다. 시험검체에서 예측된 EO 수준을 일괄적으로 다루는 동안 GC 검출을 최대화하여 표준을 준비한다.

정점 지대나 정점 높이에서의 반응을 얻기 위하여 가스 크로마토그래피의 컬럼(column)에 희석시킨 각 표준을 1㎕~5㎕만큼 주입한다.

실제로 가스 크로마토그래피 실험에서는 검체를 GC 컬럼(column)에 주입할 때 주입량이 증가할수록 주입의 정밀도(precision)가 향상되는 것으로 나타났다. syringe 눈금의 부정확함과 관련이 있는 오차가 지속되면, 증가한 인출량만큼 인출량의 편차는 작아지게 된다. 정확성을 위하여 syringe 양보다 인출량이 10% 적은 syringe를 선정해서는 안 된다.

B.1.3 ECH 표준의 준비

약 60ml 정도의 물이 담긴 100-ml 용적 측정용 플라스크의 무게를 세밀하게 0.1mg까지 정확하게 측정한다. 플라스크에 ECH(약 100mg)를 방울방울(dropwise) 첨가한다. 플라스크의 무게를 다시 측정한 후 두 질량 사이의 차이를 계산한다. ; 물로 희석하여 흔든다. 사용하지 않는 경우에는 냉장고에 저장 표준 용액(Stock standard solutions)을 보관해 둔다. 14일이 지나면 적합한 방법으로 폐기한다.

실내 온도와 ECH 표준이 평형이 되게 유지한다. 최소한 세 가지 농도로 시험할 표준을 준비한다. 표준 곡선으로 사용하기 전에 이들 농도 범위에서 GC 반응의 선형성을 시험한다. 시험검체에서 예측되는 ECH 수준을 일괄적으로 다루는 동안 GC 검출을 최대화하기 위해 표준을 준비한다. 정점 지대나 정점 높이에서의 반응을 얻기 위하여 가스 크로마토그래피의 컬럼(column)에 희석시킨 각 표준을 1㎕~5㎕만큼 주입한다.

B.2 방법의 정밀성(precision)

B.2.1 EO 방법

대략적으로 분석값이 40ppm에서 350ppm까지 분포되어있는 일련의 검체들에 대하여 부록 B에 설명되어 있는 몇몇 EO 방법 (Marlowe et al,. 1986a ; Marlowe et al,. 1986b ; Marlowe, 1983)을 이용하여 13곳의 실험실에서 시험실간 평가가 수행되었다. 표 B.1에는  방법의 차이에 따라 추정된 총 변동계수(total coefficient of variation)이 제시되어 있다.

표 B.1 - 실험실 간 변동과 실험실 내 변동의 비교

EO 방법	실험실 내 (%)	실험실 간 (%)
헤드스페이스 방법 아세톤 방법 DMF 방법 수성 방법	3.7 4.1 2.9 2.7	21.3 16.3 8.3 17

B.5.6에 기술되어 있는 EO 방법은 또 다른 실험실간 평가로 평가되었다 (Kikuchi et al,. 1988). 선형 회귀 자료는 분석값이 3.6ppm에서 26ppm까지 분포되어 있는 일련의 검체에 대하여 두 곳의 실험실에서 얻어진 결과를 비교하여 구한 것이다. 계산된 회귀 방정식은 y = 0.04 + 0.094x ; 상관 계수 (r) = 0.947 (p < 0.000 01)이다. 방법의 차이에 따른 실험실간 변동계수(CV)는 시험된 기질 내에서 14ppm EO에서 4.0%이거나 또는 30ppm EO에서 8.3%로 평가되었다 (A. Nakamura, H. Kikuchi, and K. Tsuji가 제공한 미발표 자료).

세 가지 서로 다른 수준의 EO 검체에 대한 분석 자료는 두 곳의 실험실에서 용매로 용출을 한 후  B.5.4 에 설명되어 있는 헤드스페이스 가스분석법 (Oba et al,. 1982)과 B.5.6에 기술되어 있는 브롬 첨가법 (Kikuchi et al,. 1988)을 이용하여 구한 것이다. 선형 회귀 분석법을 이용하여 결과를 비교하였다. 회귀 자료는 다음과 같다 : y = - 0.03 + 1.07x ; 상관 계수 r = 0.999. B.5.4 과정의 실험실간 변동계수는 시험된 기질 내에서 12ppm, 25ppm 그리고 56ppm에서 4.7%, 1.8% 그리고 2.7%로 평가되었다 (Nakamura, et al., 1989).

B.2.2 ECH 방법

B.5.7에 제시되어 있는 ECH 방법 (AAMI, 1989)을 이용하여 실험실간 평가를 실시하였다. 방법의 차이에 따라 추정된 총 계수는 다음과 같았다.

실험실 내 : 7.46%

실험실 간 : 10.99%

이들 자료는 약 3.0 ㎕/ml~ 100 ㎕/ml의 ECH 농도로 구한 것이다.

B.3 기구 및 시약

B.3.1 기구

B.3.3.1 가스 크로마토그래피, 화염 이온화 검출기 (FID) 또는 전자 포착 검출기 (ECD)가 장착된 것.

주 15     재현성 있는 결과를 얻는 데에는 electronic integrator가 유용하다.

B.3.1.2 피하 주사 바늘과 폴리염화비닐 튜브는 표준을 준비하는데 필요하다.

B.3.1.3 PTFE-밀봉 밸브 또는 PTFE-선형 격막이 장착된 용적 측정용 유리 기구는 검체를 준비하기 위해 필요하다.

주 16    Crimp cap이 달린 유리 기구에는 Crimping tool이 있어야 한다.

주 17    용출액이나 또는 표준 용액의 헤드스페이스를 최소화하기 위하여 적합한 부피의 유리 기구를 신중하게 선택하여야 한다. 액체 표준이나 용출물을 만들 때 헤드스페이스는 표준량 또는 용출물량의 10%를 초과해서는 안 된다.

B.3.1.4  마이크로 syringe (용량이 5㎕ 또는 10㎕인)는 가스 크로마토그래피 안으로 용출물의 분취량을 주입하기 위한 것이다.

B.3.1.5 가스 배출기(Hume hood)는 표준과 검체를 준비하는 동안 적절하게 통기를 시키는데 필요하다.

B.3.1.6 분석용 저울은 0.1mg까지 측정할 수 있는 것.

B.3.1.7 가스 조절기(gas regulator)는 EO가 담겨있는 lecture bottle에 필요하다.

B.3.1.8 가스 밀봉 syringe(gas-tight syringes), 용량 10㎕, 50㎕ 100㎕ 그리고 1000㎕, 가스 크로마토그래피의 컬럼(column)으로 헤드스페이스 가스를 주입하고 표준을 준비하는데 사용하는 것.

B.3.1.9 실험용 오븐 : 100℃ ± 2℃로 검체에 열을 가할 수 있는 것

B.3.1.10 실험용 오븐 : 37℃ ± 1℃로 검체에 열을 가할 수 있는 것

B.3.1.11 수조(water bath) : 70℃ ± 2℃에서 검체를 유지할 수 있는 것

B.3.1.12 기계식 교반기(Mechanical shaker)

B.3.1.13 PTFE-선형 격막과 크림프 뚜껑이 달린 유리 헤드스페이스 병, 검정 표준(calibration standards)을 준비할 수 있는 20ml 용량의 것.

주 18      Crimp cap이 달린 유리 기구에는 Crimping tool이 있어야 한다.

B.3.1.14 바닥이 평평한 스크류 캡 유리병(Flat-bottom screw cap vial) EO의 용출 및 반응에 사용하는 PTFE 필름과 PTFE 코팅된 실리콘 격막(PTFE-lined silicone septum)이 장착된 용량 4ml (≈ 15mm o.d)의 것.

B.3.1.15 주사 바늘 : 브롬수소산을 첨가하는데 사용하는 치수 0.65mm × 25mm의 것.

B.3.3.16 밀리포아 (Millipore) 여과기 : 크로마토그래피를 하기 전에 반응 혼합물을 여과하기 위한 구멍 크기가 45㎛인 것.

‘Millipore’는 제품의 상표명이다. 본 정보는 본 규격을 이용하는 이용자의 편의를 위하여 제공되는 것이며,  제품의 보증에 책임을 지지 않는다. 동일한 결과의 산출을 입증할 수 있는 경우에는 이에 상응하는 제품을 사용할 수도 있다.

B.3.1.17 냉장고 : 2℃와 8℃ 사이에서 검체를 유지할 수 있는 것.

B.3.2 시약

B.3.2.1 알맞은 가스 병 안에 들어있는 순도 99.7%의 에폭시에탄 (epoxyethane, 산화에틸렌)

B.3.2.2 ≽99% 분석물인 2-클로로에탄올 (2-chloroethanol, 에틸렌 클로로하이드린)

B.3.2.3 시약 등급 1,2-에폭시프로판 (1,2-epoxypropane, 프로필렌옥사이드 (propylene oxide))

B.3.2.4 다음에 따라 새롭게 준비한 이중 증류 부롬수소산 (Freshly double distilled hydrobromic acid):

100mg의 염화주석 (Ⅱ)을 함유하고 있는 47%의 브롬수소산을 100ml 증류한다. 먼저 증류한 것에서 25ml를 버리고, 그 다음에 증류액에서 50ml를 담는다. 50mg의 염화주석 (Ⅱ)이 들어있는 50ml의 희석물을 다시 증류하고, 희석물에서 먼저 15ml를 버린 후 무색의 액체 (bp 125℃에서 126℃)를 20ml 담는다. 유리 마개가 있는 유리 용기에 보관하고, 1주일 내로 사용한다.

B.3.2.5 시약 등급 염화주석 (Ⅱ) (염화제일주석)

B.3.2.6 가스 크로마토그래피에 적합한 순수한 물

B.3.2.7 가스 크로마토그래피에 적합한 순수 에탄올

B.3.2.8 가스 크로마토그래피에 적합한 순수 프로파논(아세톤)

B.3.2.9 가스 크로마토그래피에 적합한 순수 디메틸포름아미드 (Dimethylformamide, DMF)

B.4 표준 준비

B.4.1 EO 표준의 준비

필요한 경우에는 B.1.2에 설명되어 있는 바와 같이 적합한 표준을 준비한다.

B.4.2 ECH 표준의 준비

필요한 경우에는 B.1.3에 설명되어 있는 바와 같이 에틸렌 클로로하이드린 표준을 준비한다.

B.4.3 프로필렌옥사이드 (propylene oxide, PO) 표준의 준비

1.5㎍/ml 농도의 PO를 함유하고 있는 용액을 얻기 위하여 에탄올로 희석한 PO 표준을 준비한다.

B.5 제품 용출

B.5.1 개요

제8장 4.4.6항에 기술되어있는 원리에 따라 용출물을 준비한다.

B.5.2 사용조건을 모의하기 위한 용출법

제품 사용을 모의하기 위하여 물을 이용한다. 사용에 있어서 가장 심한 조건 하에서 모의 사용 용출법을 실시한다.

예를 들어, 비경구용 의료기기와 혈액 접촉 의료기기의 경우, 물 또는 기타 수성 액체를 혈액이나 유체 경로에 흘려보내어 쏟아져 나오게 하거나 완전히 채워서 (적합한 경우) 용출한다.

주 19   완전히 채우는 경우에는 빈 공간이 없는 지 확인한다.

사용자 또는 환자와 접촉을 하는 의료기기의 부분을 채울 수 없는 경우에는 적합한 검체/용출물 비율(sample/extraction fluid ratio)로 적절한 용기에 의료기기를 모두 넣거나 중요하고 대표적인 부분을 넣는다. 소형 검체나 대형 의료기기에서 얻은 자료의 신뢰성을 확인하기 위해 의료기기의 대표 부분을 몇 부분 이용한다.

제8장 4.4.6항에 제시되어 있는 바와 같이 가장 심한 모의 조건의 온도에서 1회 사용하는 최대 시간을 초과하거나 동일한 시간 동안 (또는 모든 용출을 확실하게 하는 시간) 검체를 용출한다. 다양하고 더 짧은 기간의 시간을 대표하는 일련의 용출물들 (최소한 세 가지가 필요하다)을 준비하고, 이들 용출율을 이용하여 장기간의 영향 또는 매일 반복되는 노출의 영향을 계산한다.

평가를 곧바로 시행하지 않는 경우에는 검체에서 용출물을 가만히 따라내고, PTFE 코팅된 격막으로 덮인 유리병(PTFE-lined septum-capped vial)에 밀봉을 한다. 용출물이나 표준 용액이 들어 있는 유리병의 헤드스페이스는 전체 부피의 10% 이하가 되어서는 안 된다. 용출물은 최대 4일까지 냉장고에 보관할 수 있다. EO는 수성 용출물을 저장하는 동안 EG나  ECH 혹은 두 가지 모두로 화학 변화를 일으킬 수 있으므로 EO를 평가하기 위하여 물로 용출을 하는 경우에는 주의를 기울여야 한다 (Chesler et al., 1989).

B.5.3 열 용출법을 이용한 완전 용출 과정

검체 1g의 무게를 가장 세밀하게 0.1mg까지 측정을 하고, 뚜껑이 달린 15ml의 격막 병에 넣는다. 100℃의 오븐에 밀봉한 병을 넣고, 60분 동안 가열을 한다. 오븐에서 병을 꺼낸 후 실온과 동일한 온도가 되도록 맞추고, 검체를 추출하기 전에 세게 흔든다. 가스 크로마토그래피의 관 위로 희석시킨 헤드스페이스 가스의 검체를 100㎕ 주입하고, EO 정점의 높이와 넓이를 측정한다. 반복한 검체들의 평균을 계산한다.

환기구 아래에서 병의 뚜껑을 제거하고, 건조 질소로 30분 동안 병을 정화시킨다. 새로운 격막을 이용하여 뚜껑을 다시 덮고, 방출시킨 것을 다시 주입하고 가열을 반복한다. EO가 처음 용출보다 10%이하로 용출될 때 완전한 EO의 양을 얻게 된다. 가열한 각 검체에 대한 질량 정점 넓이 또는 정점 높이를 측정하여 얻어진 EO 값의 총계를 내기 위하여 표준 곡선을 참고로 검체에 있는 EO를 계산한다.

주 20    본 절에 설명되어 있는 시간/온도 용법은 비교적 임의적인 것이다. 보다 바람직한 실험 기법은 다양한 시간을 이용하여 EO의 헤드스페이스 압력을 균형적으로 얻는 것이다. 주입하는 동안 주사 바늘이 column의 포장재를 들어올리지 않도록 주의를 기울여야 한다. 실압(Room pressure)과 압력이 동일하게 되고, 병에서 syringe을 제거하면서 원자재가 감소되기 때문에, 오븐에서 꺼낸 후 곧바로 뜨거운 검체를 시험하면 종종 20%이상의 오차가 발생한다는 사실이 실험을 통해 밝혀졌다. 일부 원자재는 온도가 실온과 평행하게 되면 EO를 흡수한다. 또한 냉각을 시킨 일부 원자재의 경우에는 병 안에서 완전히 EO를 흡수하는 것으로 나타난다. 이들 원자재를 분석하는 경우에는 더 이상 냉각을 시키지 않고 뜨겁거나 또는 미지근한 상태에서 정화를 시키는 동안 검체와 표준을 column으로 주입해야만 한다.

주 21    ISO/TC 194/WG 11은 현재 헤드스페이스 가스 분석을 위한 자동화된 과정을 ISO 10993의 분 부분의 이후 판에 수록하기 위하여 조사 중에 있다.

B.5.4  에탄올을 이용하여 완전 용출 후 에탄올 용출물의 헤드스페이스 가스 분석

B.5.4.1 검정 표준

농도 0.4 ㎕/ml, 0.8 ㎕/ml, 1.2 ㎕/ml, 1.6 ㎕/ml, 2 ㎕/ml로 EO를 함유하고 있는 용액을 얻기 위하여 EO를 희석하여 EO 표준을 준비한다. B.4.3에 기술되어 있는 바와 같이 0.5㎕/ml 농도로 에탄올에 프로필렌 옥사이드 (PO)가 들어있는 검체를 준비한다. 적당한 개수의 특수 헤드스페이스 병(그림 B.2)과 이들 표준 용액을 드라이아이스/이소프로판올 (isopropanol) 용액이나 이에 상응하는 것에 냉각시킨다. 각각의 적당한 EO 표준 용액 분취량과 PO 표준 용액을 동일한 양으로 헤드스페이스 병에 옮긴다. 70℃에서 30분 동안 헤드스페이스 병을 가열하고, 가스 크로마토그래피의 컬럼(column)으로 각각의 병에서 희석시킨 헤드스페이스 가스의 분취량을 100㎕에서 1ml까지 똑같이 주입한다. EO와 PO의 정점 넓이와 높이를 측정하고 calibration line을 측정하기 위하여 EO 농도에 대한 정점 높이 또는 정점 범위의 비율을 좌표로 표시한다.

기호 풀이

A       액체

B       헤드스페이스

C       격막

D       O-링

E       죔쇠(Clamp)

그림 B.2 - 특수 헤드스페이스 병

B.5.4.2 분석 과정

5g (또는 0.5g)의 검체 무게를 측정하여, 0,1mg까지 세밀하게 작은 조각(튜브용 길이 5mm, 박판용 평방 10mm)으로 자른 후에 용량이 100ml (또는 10ml)인 헤드스페이스 병 안으로 집어넣는다. 병에 50ml의 PO 표준 용액 (0.25 ㎕/ml)을 첨가한다. 병의 뚜껑을 닫고, 뚜껑을 조인 다음 가볍게 흔들어 70℃에서 3시간 동안 밀봉한 병을 가열한다. 가스 크로마토그래피의 컬럼(column)으로 헤드스페이스 가스의 검체를 100㎕에서 1ml까지 똑같이 주입하고, EO와 PO의 정점 비율을 측정한다. calibration line을 참조하여 똑같은 검체에 대한 EO 성분의 질량을 계산한다.

B.5.5 용매를 이용한 완전 용출법

약 1g의 제품 검체의 무게를 정확하게 측정하여, 헤드스페이스를 최소화하기 위하여 뚜껑 달린 적합한 부피의 용적 측정용 유리 기구에 검체를 넣는다. 피펫을 이용하여 용적 측정용 플라스크 안으로 선정한 용매를 10ml 옮긴 후 실온에서 24시간 동안 가만히 세워 둔다.

주 22    이들 온도와 시간은 심사 평가에 이용되는 것들이다. 이를 대신하여 기타 인증된 온도와 시간을 이용할 수도 있다.

가스 크로마토그래피의 컬럼(column)으로 1㎕에서 5㎕의 분취량을 똑같이 주입한다. 표준 곡선을 참고로 하여 검체에 들어있는 EO를 계산하고, 똑같은 검체에 대한 질량을 계산한다.

B.5.6 에탄올을 이용한 완전 용출 후에 브로모하이드린 (bromohydrin) 유도제의 준비와 ECD가 장착된 가스 크로마토그래피를 이용한 크로마토그래피

B.5.6.1 검정 표준(calibration standards)

농도 0.4 ㎕/ml, 0.8 ㎕/ml, 1.2 ㎕/ml, 1.6 ㎕/ml, 2 ㎕/ml로 EO를 함유하고 있는 용액을 얻기 위하여 에탄올로 EO를 희석하여 EO 표준을 준비한다. B.4.3에 기술되어 있는 바와 같이 0.5 ㎕/ml 농도로 에탄올에 프로필렌 옥사이드 (PO)가 들어있는 검체를 준비한다. EO 표준 용액과 PO 표준 용액을 각각 동일한 양으로 혼합하여 표준 혼합물을 준비한다.

주사 바늘로 격막을 통과하여 혼합물에 브롬수소산을 두 방울 (≈ 0.015g) 첨가한다. 실온에서 1시간 동안 병을 세워 둔다. 가볍게 흔들면서 50℃의 수조에서 1시간 동안 병을 따뜻하게 한 후 실온에서 냉각을 시킨다.

병에 중탄산나트륨 0.02g을 첨가하고, 30분 동안 세로 방향으로 병을 흔들어 준다. 10분 동안 병을 그대로 세워 둔다. 30분 동안 병을 가로 방향으로 흔들어 준다. 10분 동안 병을 세워 놓은 다음 5분간 3 000 r/min에서 원심분리기로 분리를 한다. 소형 밀리포어 여과기를 이용해 혼합물을 여과시킨다.

바닥 모양이 U자형이거나 또는 V자형인 병을 이용하는 경우에는 때때로 불완전하게 중화가 되어 크로마토그램이 빈약하게 된다.

에틸렌브로모하이드린 (EBH) 대 프로필렌브로모하이드린 (PBH)의 정점 높이 비율에 대한 반응을 얻기 위하여 가스 크로마토그래피의 컬럼(column)으로 각각의 여과액 분취량을 1㎕씩 동일하게 주입한다. EBH/PBH 정점 높이 비율 대 EO의 양 (마이크로그램)을 좌표로 만들어 calibration line을 준비한다.

B.5.6.2 분석 과정

B.5.6.1에 설명한 바대로 준비한 표준에 본 과정을 적용한다.

드라이아이스/이소프로판올 (isopropanol) 용액이나 이에 상응하는 용액 속에서 screw-cap vial과 PO 표준 용액 (0.25 ㎕/ml)을 냉각시킨다.

10mg에서 30mg의 검체 부분의 무게를 0.1mg까지 세밀하게 측정하고, 병 안으로 검체를 집어넣는다. 주사 바늘로 격막을 통과하여 브롬수소산을 두 방울 (≈ 0.015g) 첨가한다. 실온에서 1시간 동안 그대로 세워 둔 후에 가볍게 흔들면서 50℃의 수조에서 8시간 동안 병을 가열한다. 50℃의 실험용 오븐에서 16시간 동안 병을 추가적으로 가열한 다음 실온에서 냉각시킨다.

병에 0.02g의 중탄산나트륨을 첨가하고, 병을 세로 방향으로 30분 동안 흔들어 준다. 10분 동안 병을 세워둔다. 30분 동안 병을 가로 방향으로 흔들어 준다. 10분 동안 병을 세워둔 후 5분간 3 000 r/min에서 원심분리기로 분리한다. 소형 밀리포어 여과기를 이용하여 혼합물을 여과시킨다.

에틸렌브로모하이드린 (EBH) 대 프로필렌브로모하이드린 (PBH)의 정점 높이 비율에 대한 반응을 얻기 위하여 가스 크로마토그래피의 컬럼(column)으로 각각의 여과액 분취량을 1㎕씩 동일하게 주입한다.

동일한 검체의 평균을 계산하고, calibration line을 참조하여 검체에 들어 있는 EO를 측정한다.

B.5.7 물을 이용한 에틸렌 클로로하이드린의 완전 용출법

헤드스페이스를 최소화하기 위하여 뚜껑이 있는 적합한 유리 기구 안에서 약 1g에서 50g 정도 부분의 (또는 전체 검체)무게를 정확하게 측정한다. 1 대 2 그리고 1 대 10 (검체 질량 (g/ml), 물 부피 (g))사이의 비율로 물을 용기에 옮겨 담은 후 뚜껑을 닫는다. 실온에서 24시간 동안 세워 둔다. 약 10분 동안 기계적 교반기에서 용기와 내용물을 세차게 휘젓는다.

이들 온도와 시간은 심사 평가에 이용된 것들이다 (AAMI, 1989). 이에 대신하여 기타 적합한 온도와 시간을 대신 이용할 수도 있다. 만약 필요하다면, 전체 시간동안 교반을 하는 것이 보다 적합할 수 있다. 일부 원자재는 교반이 필요하지 않다.

가스 크로마토그래피의 컬럼(column)으로 1㎕에서 5㎕의 분취량을 똑같이 주입한다. 과거에 만들어진 표준 반응 곡선을 참고로 하는 경우에는 크로마토그램의 적절한 정점 넓이나 정점 높이에서 검체에 들어있는 ECH의 농도를 계산한다.

B.6 가스 크로마토그래피

B.6.1 개요

B.5.2에서 B.5.7까지 제시되어 있는 방법 가운데 가장 적합한 것을 선정한다. 표 5.2에 수록되어 있는 것들 가운데 적합한 크로마토그래피 과정을 이용한다.

주 23         최적화된 조건이 필요할 수도 있다.

B.6.2 제품사용 모의 용출법

EO의 경우에는 약 60℃에서 75℃의 컬럼(column) 오븐 온도에서 Ⅰ번 조건을 이용한다. ECH의 경우에는 150℃에서 170℃의 컬럼(column) 오븐 온도에서 Ⅰ번 조건 (표 B.2 참조)을 이용하거나 Ⅱ번 조건을 이용한다. 수성 용출물의 분취량을 1㎕에서 5㎕ 주입한다.

B.6.3 열 용출법을 이용한 완전 용출과정

약 120℃의 오븐 온도에서 Ⅰ번 조건을 이용한다. 헤드스페이스 가스의 분취량을 100㎕ 주입한다.

B.6.4 에탄올을 이용한 완전 용출 이후에 에탄올 용출물의 헤드스페이스 가스 분석

Ⅳ번 조건을 이용한다.

B.6.5 에탄올을 이용한 완전 용출 이후에 브로모하이드린 (bromohydrin) 유도제의 준비와 ECD가 장착된 가스 크로마토그래피를 이용한 크로마토그래피

Ⅵ번 조건을 이용한다.

표 B.2 - 가스 크로마토그래피 조건 권고안

조건 번호	컬럼(column)			운반 기체		온도 ℃			주입량 ㎕	용매
	크기 길이 (m) × i.d. (mm)	원자재	포장		유량 ml/min	오븐	주입기	검출기
Ⅰ	2 × 2	유리	Chromosorb 1011)에 대한 3% Carbowax 20M (80에서 100 메시)	질소 또는 헬륨	20에서 40	60에서 70 (EO) 150에서 170 (ECH)	200에서 210	220에서 250	1.0에서 5.0	물
Ⅱ	2 × 2	유리	Chromosorb T1)에 대한 15% lgepal CO 990 (40에서 60 메시)	질소 또는 헬륨	20에서 40	200에서 250	240에서 280	240에서 280	1.0에서 5.0	물
Ⅲ	3 × 3.2	스테인레스 스틸	Chromosorb W AW DMCS1)에 대한 20% Tricyanoethoxy propane (100에서 120 메시)	질소 또는 헬륨	20	100	200	200	1 000	상층부 가스 (물 용출물법에 대한)
Ⅳ	2 × 3	유리	Chromosorb W AW1)에 대한 25% Flexol 8N8 (80에서 100 메시)	질소	40	120	120	120	100에서 1 000	상층부 가스 (물 용출물법에 대한)
Ⅴ	2 × 2	유리	Chromosorb 1021) (80에서 100메시)	질소 또는 헬륨	20에서 40	60에서 170	220에서 250	220에서 250	1.0에서 5.0	프로파논 또는 DMF
Ⅵ	2 × 3	유리	Chromosorb W AW1)에 대한 10% Carowax 20 M (80에서 100메시)2)	질소	60	120	250	250	1.0	에탄올
1) 이들은 상표명이다. 본 정보는 이용자의 편의를 위해 제공된 것이며, 이들 제품에 대한 보증에 책임을 지지 않는다. 이에 상응하는 제품들이 동일한 결과를 산출하는 것으로 입증할 수 있는 경우에는 그러한 제품들을 이용할 수 있다. 2) 사용하기 전에 190℃에서 7일 동안 컬럼(column)에 담아놓아야 한다.

부록 C (참조)

제품 잔류량에 영향을 미치는 요인들

C.1 멸균 과정의 변수

멸균 과정 변수는 ISO 11135 또는 EN 550에 규명되어 있다. 그러나 EO에 노출된 의료기기의 잔류량을 올바르게 분석하려면 잔류 성분에 영향을 미치는 변수에 대해 알고 있어야 한다. EO의 운동을 이해하고 있다면 대표적인 ‘최악의 상황’에 대한 분석을 통해 비슷한 유형의 의료기기들을 조사할 수 있다. 제품의 크기와 용도, 원자재 조성, 포장, EO 노출, 수분 함량, 환경 조건에의 노출이 유사하다는 것을 알고 있는 경우에는, 각각의 제품들을 분석해할 필요성이 배제되기도 한다. 다음의 변수들은 잔류 성분에 영향을 미치는 것들이며, 하나 이상의 대표적인 ‘최악의 경우’를 분석할 수 있게 해준다.

C.1.1 원자재 조성

EO를 방출하고, 보유하며, 흡수하는 원자재의 능력은 상당히 다양하다. EO가 ECH로 화학적 변화를 일으킬 수 있는 경우에 서로 다른 원자재로 만들어진 두 개의 유사한 의료기기의 잔류 분석표는 커다란 차이를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 염화이온이 유리되는 source를 가지고 있는 원자재는 형성된 ECH 농도가 다양하고 폭넓다.

이와 유사하게 두 개의 상이한 원자재로 구성된 단일 의료기기의 경우에는 정확한 분석을 보증하기 위하여 두 개의 원자재에 대한 대표 검체가 필요하다. 일반적인 제품 사용을 모의하려는 경우에는 조성과 크기가 특히 중요하다.

C.1.2 포장

ECH 잔류 수준에 영향을 미칠 수 있는 EO 가스 및 기타 잔류물들을 침투시키고 분해시킬 수 있는 포장재의 능력은 매우 다양하다. 포장 밀도와 적하(shipping) 용기 밀도는 편차의 또 다른 원인이다.

C.1.3 에틸렌 옥사이드 멸균 주기(cycle)

EO에 노출되는 의료기기의 공정 조건은 잔류량 수준에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 조건에는 가스 농도, 노출 시간, 온도, 주기(cycle)의 유형 (순수 EO이거나 EO 혼합물), 습도 (water source의 질을 포함하여), 재배출과 공기 세척(air washes), 제품 밀도와 적재(load) 밀도 또는 멸균기 안에서의 제품 적재(load)의 형태가 포함된다.

C.1.4 통풍 (aeration)

의료기기에 남아있는 EO 량은 통풍 온도, 적재(load) 밀도와 형태, 기류, 적재 유형, 통풍시키려는 제품의 표면적과 통풍 시간의 작용이다. 일부 원자재의 통풍율은 통풍 온도가 각각 10℃ 씩 상승하는 동안 (통풍 시간은 30분씩 감소) 대략 두 배 정도가 될 수 있는 것으로 나타난다.

주 24 습도, 온도 그리고 기류와 같은 요인들은 멸균기에서 꺼내 후에 제품에 들어있는 EO량에 따라 ECH 형성에 영항을 미칠 수 있다.

주 25 분석자들은 검체를 창고 주변 조건과 다른 실험실 조건 하에서 보관하는 경우, 통풍율이 계절에 따라 변동한다는 사실을 주지하고 있어야 한다. 시험을 통해 가장 최상의 측정을 할 수 있는 특정한 조건 하에서는 분석하기 전에 통풍을 시키면서 제품을 보관하고, 대략적으로 가장 낮은 온도 조건에서 검체를 보관해야 할 필요도 있다.

C.1.5 검체 회수

멸균 과정이 완료된 후 곧바로 분석을 하기 위하여 멸균된 적재물에서 제품 검체를 정기적으로 제거할 때에는 주의를 기울여야 한다. 또한 제품 검체나 제품의 용출물을 멸균한 장소와 멀리 떨어져 있는 곳에서 분석을 하기 위하여 옮기는 경우에도 주의를 기울여야 한다. 그러한 경우, 오차는 검체와 적재물의 나머지 부분에 남은 잔류량과 상관성이 있는 경향이 있음을 인식하여야 하고, 이들 실행 조건 간의 연관성을 확립하기 위하여 실험을 실시하여야 한다.

C.2 관리 변수 (Controlling variables)

잔류물 확산 역학(예: 주어진 의료기기의 범위에 대해 포장재로부터 EO 가스가 소실되는 속도)에 관한 실험 증거가 충분하게 제시되어 있다면, 제조 공정과 용도 그리고 원자재의 유사성을 근거로 의료기기를 분류하여 품질 보증 시험을 실시할 수 있다. 이러한 분류 체계를 위해서는 위에서 논의된 변수들을 관리할 필요가 있다. 관리가 부족한 경우, 산출된 잔류량 수준 자료는 분석된 검체에만 적합한 것이 될 수 있다.

부록 D (참조)

EO 잔류량을 측정하기 위한 용출 조건

본 부록D에 따라  EO 잔류량을 측정하고 입증하는데 필요한 용출 조건은 4.4항에 제시되어 있다. 표 D.1에는 실험을 용이하게 실행할 수 있는 필요 용출 조건이 제시되어 있다. 모의 사용 용출법과 완전 용출법에 관한 구체적인 정의는 4.4.6항에 수록되어 있다.

EO를 측정하는데 적합한 용출 방법을 선정하는 것과 관련된 지침 원리는 본 규격의 인체 노출에 관한 필요요건에 부합하는지 여부를 보이기 위해 가능한 한 제품사용을 모의하여 환자에게 투여되는 양을 평가하는 것이다. 어떠한 용출 조건을 사용하는 지와는 상관없이 지속 노출 범주에 속해 있는 의료기기는 의료기기가 제한 노출 범주의 잔류량 요건에도 부합하여야만 하며, 또한 영구 접촉 범주에 속해있는 의료기기도 마찬가지로 지속 노출과 제한 노출 범주의 잔류량 요건을 만족시켜야 한다는 사실에 주목하는 것이 중요하다. 완전 용출법으로 시험된 제품의 잔류량이 이들 요건 내로 나타나는 경우에는 더 이상 모의 사용 용출법을 시행하지 않아도 된다.

표 D.1 - 제안 용출 조건

의료기기 접촉 기간 (4.3 참조)
영구 접촉 (> 30일)	지속 노출 (24시간~30일)	제한 노출 (< 24시간)
완전 용출법	모의 사용 용출법	모의 사용 용출법

제9장 검체 준비와 표준물질

1. 적용범위

본 장은 동 규격에 따라 생물학적 평가를 실시할 때 필요한 표준물질(Reference Material)의 선정 과정과 검체 준비 과정에 대한 지침이 제시되어 있으며, 필요한 요건이 설명되어 있다.

본 장은 다음과 같은 사항들을 다루고 있다.

- 시험물질의 선정

- 의료기기의 대표적인 부분 선정

- 시험검체 준비

- 시험대조군

- 표준물질의 선정 및 요건

- 용출물의 준비

흡수성 원자재, 체내 중합 원자재, 조직공학 유래 의료용 제품, 생물체 유래 원자재에 대한 본 장의 적용은 신중하게 평가되어야 한다.

2. 정의

본 문서의 목적을 위하여 다음의 용어와 정의를 적용한다.

2.1 가속 용출법

물질을 용출용매로 용출시키는 시간을 단축할 수 있는 조건을 이용하여 용출하는 방법

주) 가속 용출 조건의 예는 상승된 온도, 교반, 배지의 변경 등이다.

주) 가속 용출로 용출하려는 물질의 화학적 변화가 일어나서는 안 된다.

2.2 공시험액 (Blank)

시험물질과 동일한 조건과 방법으로 용출한 시험물질이 들어 있지 않은 용출 용매

주) 공시험액을 사용하는 목적은 용출용기, 용출용매, 그리고 용출과정에 의하여 교란될 수 있는 영향을 평가하기 위한 것이다.

2.3 인증된 표준 물질(CRM, Certified reference material)

인증된 표준물질이란 측정단위가 정확한 지를 추적할 수 있도록 확립된 과정에 의해 인증된 하나 이상의 특성값을 갖는 인증서가 있는 표준물질로, 각각의 인증된 값은 제시된 신뢰수준에서의 불확실성을 수반한다.

주) Standard Reference Material(SRM)은 미국 국립 표준 기술 연구원 (National Institute of Standard and Technology), Gaithersburg, MD, USA.의 등록 상표이다.

2.4 과장 용출법

모의 사용 용출조건(2.10항 참조)에서 용출되는 양과 비교하여 더 많은 양의 화학적 조성물을 용출하기 위한 용출 방법

주) 과장 용출법에 의해 원자재 또는 용출되는 물질에 화학적 변화가 일어나서는 안된다. (9.3항 참조)

2.5 시험대조군

시험시스템이 재현성이 있는지와 적합한 방법인지를 평가하는 데 도움이 되는 특정시험시스템에 이용되는 반응의 특성이 잘 규명되어 있는 물질

2.6 용출물

시험원자재나 시험대조군을 용출시켜 얻은 액체

2.7 음성대조군

특성이 잘 규명되어 있는 물질로, 특정한 과정에 따라 시험을 하는 경우에 시험과정이 재현성 있고, 적절하게 음성이며, 무반응 또는 최소 반응을 나타내어 시험과정이 적합함을 입증하는 물질.

주) 실제적으로 음성대조군에는 공시험액, 용액/용매 그리고 표준물질이 포함된다.

2.8 양성대조군

특성이 잘 규명되어 있는 물질로, 특정시험방법에 의해 평가했을 때, 시험시스템이 재현성 있고 적절하게 양성이거나 반응을 나타내어 시험시스템이 적합함을 입증하는 물질.

2.9 표준물질(RM, Reference material)

표준물질

충분히 재현성 있고, 기기의 교정(calibration) 및 측정방법의 평가 또는 물질에 대한 값의 결정 등에 사용할 수 있도록 잘 구축된 하나 이상의 특성값을 가진 물질

주) 본 장에서 표준물질이란 특성이 잘 규명된 물질이고, 명시된 시험과정에 따라 시험할 때, 재현성 있고, 예측 가능한 반응을 나타내어 시험과정의 적합성을 입증하는 물질이다. 반응은 음성 또는 양성일 수 있다.

2.10 모의 사용 용출법

일상적인 임상 사용 동안 환자나 사용자에게 나타날 수 있는 잠재적 위해를 평가하기 위해 제품의 사용을 모의한 조건에서 적절한 용출용매를 사용하여 시험원자재 또는 검체를 용출하는 방법

2.11 특성값의 안정성

명시된 조건에 저장하였을 때 명시된 한계 안에서 특정 기간 동안 언급된 특정 생물학적 반응을 유지하는 능력

2.12 시험물질

생물학적  시험 대상인 원자재, 의료기기, 의료기기 부분품 또는 구성품

2.13 시험검체

생물학적 시험 대상인 시험물질 또는 용출물

3. 시험대조군

생물학적 평가에는 시험과정을 검증하기 위하여 그리고(또는) 시험결과들을 비교하기 위하여 시험대조군을 사용해야 한다. 생물학적 시험에 따라 적절하게 음성대조군, 공시험액 및/또는 양성대조군을 사용하여야 한다.

주) 시험방법이 다르더라도 동일한 유형의 대조군이 적용될 수 있으며, 입증된 다른 물질 및 시험방법을 상호 참조할 수도 있다. 시험대조군의 선정에 관한 추가 지침은 부록 A에 제시되어 있다. 체내시험에 양성대조군을 이용하는 경우에는 동물관리규정을 따라야 한다.

4. 표준물질

4.1 개요

표준물질 (RMs)은 각각의 실험실에서 결정할 수 있다. 화학적, 물리적 및 생물학적 특성의 정도는 개별 실험실에서 결정한다. 상업적으로 이용 가능한 품목을 표준물질로 이용할 수도 있다.

인증된 표준물질(CRMs)은 고순도, 중요특성, 사용목적에의 적합성 및 일반적 활용성 등을 고려하여 선정한다. 중요한 화학적, 물리적 그리고 생물학적 특성은 3곳 이상의 실험실에서 협동 시험을 실시하여 결정하여야 하며, 판매자를 통하여 조사자(연구자)가 이용할 수 있도록 해야 한다.

주) 최소한 5년 동안 공급받을 수 있는 표준물질이나 인증된 표준물질을 선택하는 것이 중요하다. 이러한 사항은 사용자가 제조자에게 확인하는 것이 바람직하다. 또한 차선책으로 표준물질 또는 인증된 표준물질의 출처, 조성, 공정과정에 대한 문서를 확보하여 물질의 균일성을 보증할 수 있다.

4.2 생물학적 안전성 평가를 위한 표준물질의 인증

4.2.1 표준물질의 품질증명은 특정한 재현성이 있는 시험조건 하에서 물질의 생물학적 반응을 정성적으로 수치적으로 확립하는 과정이다. 물질에 대한 생물학적 반응 범위는 실험실 시험을 통해 확립하여야 한다.

4.2.2 물질은 표준물질의 공급자가 보증을 한다. 화학적 특성과 물리적 특성의 정도는 공급자가 결정한다. 특정한 시험이나 과정을 위하여 표준물질을 검정하는데 필요한 생물학적 특성은 표준물질을 사용하는 개별 실험실에서 확인한다. 상업적으로 이용 가능한 물질의 적합함이 증명되고 인증된 경우에는 이들을 표준물질로 이용할 수 있다.

4.2.3 표준물질의 인증은 지정된 시험조건 하에서 원자재의 생물학적 반응의 정성값이나 수치를 확립하는 과정이다. 이러한 과정을 통해 특정 반응에 대한 시험의 정당성을 입증하고, 인증서를 발급한다. 실험실간 시험을 통해 물질의 생물학적 반응을 입증하여야 한다.

5. 표준물질의 시험대조군으로의 사용

5.1 음성반응 및/또는 양성반응을 재현성 있게 나타내어 시험과정이 적합함을 입증하기 위해 생물학적 시험에서는 표준물질이나 인증된 표준물질을 대조물질로 이용하여야 한다. 이러한 방법에 사용된 물질이 각각의 생물학적 시험방법에 적합하게 사용될 수 있는지를 각 시험과정을 통해 규명하여야 한다. 특성이 규명된 후 한 종류의 참고시험방법 또는 반응에 대해 인증된 물질이 검증없이 다른 시험방법에 대한 표준물질로 사용되어서는 안 된다. 예를 들면 지연성 과민반응에 대해 특성이 규명되고 인증된 물질을 추가적 검증 없이 세포독성 시험방법의 표준물질로 사용해서는 안된다.

표준물질을 이용하면 시험실 간의 반응을 비교할 수 있으며, 개별 시험실 내 시험결과의 재현성을 평가하는데 도움이 된다. 생물학적 반응을 비교하는 경우에는 반응의 범위를 가진 표준물질을 이용하는 것이 바람직하다. (예: 최소, 중간 또는 극심한 정도)

5.2 시험대조군으로 사용된 표준물질은 시험실과 제조업자의 확립된 품질보증과정에 적합하여야 한다. 표준물질의 출처, 제조자, 등급, 유형을 확인하여야 한다. 표준물질은 7항에 따라 처리한다.

5.3 표준물질을 시험대조군으로 사용하는 경우에는 시험검체와 물질의 종류(고분자, 세라믹, 금속, 콜로이드 등)가 같아야 한다. 그러나 유전독성 평가와 면역 지연성 과민 평가와 같은 기전 기반의 시험과정(mechanistically based test procedures)에서는 순수한 화학물질을 시험대조군으로 이용할 수 있다.

6. 시험검체 선정

6.1 완제품이나 완제품의 대표적인 검체 또는 완제품과 동일한 방식으로 처리된 원자재에 대해 시험을 시행하여야 한다. (제1장 참조).

6.2 용출을 해야 하는 경우에도 6.1항의 시험검체 선정 과정을 적용한다.

7. 시험검체 및 표준물질 준비

7.1 오염방지를 위하여 시험검체와 표준물질을 신중하게 다룬다. 제조과정에서 생긴 잔류물은 의료기기, 의료기기의 일부 또는 구성요소로 간주한다.

주) 준비에 관한 추가적인 지침은 부록 B를 참조.

7.1.1 멸균된 의료기기의 시험검체와 표준물질은 시험과정에 필요한 경우 무균기법으로 다루어야 한다.

7.1.2 일반적으로 멸균되지 않은 상태로 제공되지만, 사용하기 전에 멸균을 해야 하는 의료기기의 시험검체는 제조업자가 권고하는 방법으로 멸균을 하여야 하며, 시험과정에 필요한 경우 무균기법으로 다루어야 한다.

7.1.3 멸균하기 전에 시험검체를 세척하여야 하는 경우에는 시험검체의 취급과 선정 시 세척 과정과 세제의 영향을 고려하여야 한다.

7.2 시험과정에 멸균된 시험검체가 필요한 경우에는 멸균 또는 재멸균 과정이 시험검체와 표준물질에 미치는 영향을 고려하여야 한다.

7.3 9.3.2.2항에 명시된 바와 같이 시험검체와 표준물질을 조각으로 잘라야 하는 경우에는 안쪽 면 또는 잘린 표면과 같이 자르기 전에 노출되지 않는 표면을 고려하여야 한다. 시험을 위하여 의료기기의 대표적인 부분을 자르는데 사용되는 도구는 오염을 방지하기 위하여 세척하여야 한다.

8. 의료기기의 대표 부분 선정

8.1 의료기기를 전체로 시험하지 못하는 경우에는 완제품을 구성하는 각각의 개별 원자재를 완제품에서의 비율대로 시험검체를 준비하여야 한다.

8.1.1 표면이 코팅되어 있는 의료기기의 시험검체에는 코팅 원자재와 기질(코팅된 부분 아래층 원자재)이 모두 포함되어야 한다.

8.1.2 접착제, 무선주파수를 이용한 접합(Radiofrequency seals) 또는 용매 봉합제를 사용하여 환자와 접촉을 하는 의료기기를 제조한 경우에는 대표적인 접합 및/또는 봉합된 부분을 시험검체에 포함하여야 한다.

8.2 합성 원자재는 합성이 완성된 원자재로 시험하여야 한다.

8.3 하나의 의료기기에 다른 원자재가 포함되어 있는 경우에는 시험검체의 선정 시 공동작용과 상호작용에 대한 잠재성을 고려하여야 한다.

8.4 생물학적 반응을 일으킬 잠재성이 있는 의료기기의 성분에 대해서는 시험시스템의 노출이 최대가 되도록 시험검체를 선택하여야 한다.

9. 검체의 용출물 준비

9.1 일반사항

시험과정에 의료기기의 용출물이 필요한 경우, 용출용매와 용출조건은 완제품의 사용, 완제품의특성 및 시험 목적(예들 들어, 위해 요소 식별, 위험성 추정, 위험성 평가)에 적합한 것이어야 한다. 원자재의 물리화학적 특성, 용해물(leachables), 잔류물도 용출조건 선택 시 고려하여야 한다.

주) 검체 용출에 관한 추가 지침은 부록 C 참조.

9.2 용출 용기

9.2.1 깨끗하고, 화학적으로 불활성이며, 상층부의 면적이 최소한으로 작고 밀폐된 용기 내에서 용출이 이루어져야 한다.

9.2.2 용출 용기가 시험검체의 용출물을 오염시키지 않도록 용출 용기는

a) 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 불활성 재질이 뚜껑 안쪽에 입혀져 있는 붕규산염 유리 튜브여야 하며,

b) 특정한 원자재 및/또는 용출 과정에 필요한 기타 불활성 용출 용기여야 한다.

9.3 용출 조건 및 용출 방법

9.3.1 일반적인 용출 조건은 다음과 같다 (부록 C.5 도 참조).

a) (37 ± 1)℃에서 (72 ± 2) 시간 동안

b) (50 ± 2)℃에서 (72 ± 2) 시간 동안

c) (70 ± 2)℃에서 (24 ± 2) 시간 동안

d) (121 ± 2)℃에서 (1 ± 0.1) 시간 동안

주) (37±1)℃에서 (24±2)시간 용출은 세포독성시험에 대해서는 허용될 수 있다. (제2장 참조)

위의 용출조건은 선례를 바탕으로 한 것으로, 의료기기 및 원자재의 위험을 추정하기 위해 잠재적 위해를 측정하는데 사용되어 왔다. 임상적 사용 동안 일어날 수 있는 용출을 모방하거나, 잠재적 위해를 충분하게 측정할 수 있는 다른 조건을 사용할 수도 있으며, 이 경우 용출조건에 대해 상세하게 기술하고, 타당성을 입증하여야 한다.

용출은 시간, 온도, 표면적 대 부피의 비율, 용출매체 그리고 원자재의 상평형에 영향은 받는 복잡한 과정이다. 가속 용출법이나 과장 용출법을 사용하는 경우에는 고온조건 또는 용출 동역학상의 다른 조건과 용출제의 영향을 신중하게 고려하여야 한다.

용출시 원자재의 상평형은 비결정상과 결정상의 상대적인 양을 조절한다. 비결정상의 경우 유리 전이 온도(Tg)로 그 상에서의 중합체 사슬 유동성과 확산 속도를 알 수 있다. 일반적으로 확산 속도는 유리 전이 온도(Tg) 이하일 때 보다 유리 전이 온도(Tg) 이상일 때 훨씬 높다. 확산속도는 결정상 일 때 가장 낮다. 상변화로 인해 용출물의 양이나 유형이 변할 수 있으므로, 용출 조건은 원자재의 상평형을 교란시키지 않아야 한다.

예들 들어, 온도를 높이는 조건을 사용할 경우에는 두 가지 가능성이 있다.

- 상승된 온도의 에너지는 고분자의 교차결합 및/또는 고분자의 중합을 증대시킬 수 있으며, 그로 인해 고분자에서 이동할 수 있는 자유 단량체의 양은 감소될 수 있다.

- 상승된 온도는 의료기기의 사용조건에서는 일반적으로 발견되지 않는 원자재 분해물을 생성시킬 수 있다.

9.3.2 표준 표면 면적을 이용하여 필요한 용출량을 결정할 수 있다. 면적에는 검체의 양쪽 면을 결합한 면적이 포함된다. 형체가 정해지지 않은 불규칙한 표면은 제외되며 검체의 형태 때문에 표면 면적을 결정할 수 없는 경우에는 질량/부피(용출 액체의 부피)를 이용할 수 있다. 표 15 참조.

표 15 - 표준 표면적과 용출액 부피

두께 mm	용출 비율 (표면적 또는 질량/부피) ±10%	원자재의 형태
< 0.5	6 ㎠/ml	박막, 박판, 튜브 벽
0.5에서 1.0	3 ㎠/ml	튜브 벽, 판자, 작게 주형된 품목
> 1.0	1.25 ㎠/ml	보다 크게 주형된 품목(들)
불규칙한 모양의 고형 의료기기	0.2 g/ml	분말, 환약, 거품, 비흡수성, 주형된 품목
불규칙한 모양의 다공성 의료기기 (저밀도 원자재)	0,1 g/ml	막
주) 현재까지는 흡수성물질과 하이드로콜로이드물질의 시험에 대한 표준화된 방법이 없고, 다음의 방법이 제안되고 있다. 원자재의 ‘흡수력’, 다시 말해 원자재가 그램당 흡수한 용매의 양을 측정한다. 시험검체는 원자재의 흡수용량을 넘어서 0.1g/ml가 되어야 한다.

9.3.2.1 다른 “표면적 대 부피 용출비율”을 사용할 수 있다. 임상적 사용 또는 잠재적 위해의 결과를 모방하여 비율을 정할 수 있다. (예를 들어 다공성 원자재의 평가와 관련된 표면적 대 부피 용출비율)

9.3.2.2 어떤 경우(예: 9.3.3항 참조)를 제외하고, 용출 전에 용출매체에 잘 잠기도록 하기 위하여 원자재를 작은 조각으로 잘라야 한다. 중합체의 경우에는 약 10 mm × 50 mm 또는 5 mm × 25mm의 조각이 적합하다.

9.3.3 손상되지 않은 표면과 잘린 표면 간 용출 특성이 서로 다를 수 있으므로, 가능한 한 탄성중합체, 코팅된 원자재, 합성물, 판형 등은 손상시키지 않고 원형 그대로를 이용하여 시험하여야 한다.

주) 제조 과정의 결과에 따라 다수의 탄성중합체의 표면 특성은 가공하기 전의 원자재의 표면 특성과 차이가 있을 수 있다.

9.3.4 극성용매와 비극성용매를 사용하여 용출하여야 한다. 용출용매의 사례는 다음과 같다.

a) 극성 용매 : 물, 생리 식염수 ; 혈청이 없는 배양 배지

b) 비극성 용매 : 다양한 약전에 품질이 규명되어 있는 신선한 식물성 정제유 (예들 들어, 면실유나 참기름)

c) 첨가 용매 : 에탄올/물, 에탄올/식염수, 폴리에틸렌 글리콜400 (polyethylene glycol 400)  (생리적 삼투압으로 희석된), 디메틸 설폭사이드 (dymethyl sulfoxide), 혈청이 있는 배양 배지

주) 일부 국가에서 생물학적 시스템과 원자재에 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 경우, 위해 요소를 식별하기 위한 방법이나 의료기기의 특성 및 사용에 적절한 다른 용출용매를 대안으로 사용할 수 있다.

9.3.5 용출은 교반을 하면서 시행하여야 한다. 정적인 조건에서 용출하는 것이 적절할 경우, 그 방법의 타당성을 입증하고 구체적으로 기술하여 보고하여야 한다.

9.3.6 액상 용출물은, 가능한 한, 기타 조성의 변화나 용출용기에 흡착되는 것을 방지하기 위하여 준비한 후 바로 사용하여야 한다. 용출물을 24시간 이상 보관하는 경우에는 보관 조건 하에서의 용출물의 안정성과 균질성을 입증하여야 한다.

9.3.7 용출물의 pH는 이론적 근거가 제시되지 않는 한 조정해서는 안 된다.

9.3.8 부유 입자를 제거하기 위하여 용출물을 여과, 원심 분리 또는 다른 방법으로 처리하여서는 안 된다. 그러나 그러한 과정이 필요한 경우에는 이론적 근거를 제시하여야 한다.

9.3.9 위해를 확인하기 위해 과장 용출 조건을 사용하여 용해물의 노출량을 증가시킬 것을 고려하여야 한다. 용출 조건과 용출 용매는 원자재의 물리화학적 특성 및/또는 용출될 것으로 예측되는 저분자 질량 화학물질을 바탕으로 선정하여야 한다.

9.3.10 중합원자재나 의료기기를 용출하는데 사용하는 용제는 중합체 조성을 분해시키지 않아야 한다. 휘발성 용제를 사용할 경우 중합원자재에 아주 약한 연화(예들 들어, 10% 이하의 용해) 이상의 변화가 있어서는 안된다. 시험에 이용하기 전에, 잔류물이 생물학적 평가에 부정적인 영향을 미치지 않는 범위까지 용제를 제거하여야 한다(예를 들어, 피부 자극이나 단백질 변성을 일으키는 영향)

9.4 위해요소 확인 및 위해 추정을 위한 과장 사용조건에서의 용출 조건

9.4.1 ISO 14971(Medical devices - Application of risk management to medical devices)에 따라 의료기기 용출물의 준비 및 시험을 위한 검체(검액) 설계 및 준비과정에서 제조과정의 변경 또는 제조과정의 불충분한 관리로 인해 발생하는 위해를 고려하여야 한다. 특히 미량원소, 세제, 소독제와 같은 제조과정상의 잔류물에 주의를 기울여야 한다.

9.4.2 과장 용출법으로 시험된 제품의 요건 내에서 잠재적 독성이 나타나는 경우에는 모의 사용 용출법으로 더 시험할 필요가 없다.

9.4.3 체내에서 경화하여 사용하는 원자재의 시험검체(예들 들어, 시멘트, 점착제 그리고 경화전 고분자 혼합물[pre-polymer mixture])는 원자재가 경화되는 체내 부위 및 체내 사용 시의 최대 경화시간을 반영하여야 한다. (즉, 임상적으로 사용하는 동안 최대 및 최소 경화시간을 모방하여 시험하여야 한다.)

체내에서 경화되는 원자재의 평가를 위해 용출하는 경우, 체내에서 원자재의 경화가 시작되는 시점부터 용출이 일어나도록 하여야 한다.

원자재를 직접적으로 이용하는 시험방법, 예들 들어, 직접접촉에 의한 세포독성 또는 한천확산법에 의한 세포독성, 이식시험, 일부 유전독성시험 그리고 직접 접촉 용혈성 시험의 경우 원자재의 체내 경화를 포함하여 임상적으로 사용하는 것처럼 시험방법에 사용하여야 한다.

10. 기록

검체와 검체의 준비에 관한 문서에는 다음의 내용들이 포함되어야 하지만, 이것으로만 제한되지는 않는다.

a) 알려져 있는 경우, 원자재의 유형과 원자재의 조성, 원자재와 의료기기 공급처, 의료기기 부분 또는 부품의 공급처

주) 글로 설명을 하거나, 그림을 그리거나 사진 또는 기타 방법을 통하여 본 요건의 일부 또는 전부를 달성할 수 있다.

b) 해당되는 경우, 로트 또는 배치번호

c) 해당되는 경우, 공정, 세척 또는 멸균 처리에 대한 설명과

d) 용출물 및 용출용매의 여과와 같은 본 장에 명시된 조건과의 편차 뿐 아니라 용출용매, 용출비율, 용출조건, 교반수단에 대한 기록을 포함하는 용출기법.

부록 A (참조)

시험 대조군

A.1 다음에 제시되어 있는 물질은 선정된 시험에 적합한 시험 대조군의 기준에 부합할 수 있을 것이다. 적합한 선정은 평가자의 책임이다 (표 A.1도 참조).

표 A.1 본 규격의 시험 중 특정한 표준물질이나 대조군을 필요로 하지 않는 시험에 이용할 수 있는 표준물질과 대조군 요약

시험	양성 대조군a	음성 대조군a	표준물질a
이식시험	PVC-org. Sn	PE
	SPU-ZDEC	실리콘
	천연 고무 라텍스	알루미나
		스테인리스 스틸
세포독성시험	PVC-org. Sn	PE
	SPU-ZDEC
	SPU-ZBEC
	천연 고무 라텍스
	폴리우레탄
혈액적합성시험			PVC 7506 PUR 2541
a 본 표에서 사용된 약어는 A.2와 A.3 절에 지정되어 있는 공급자에게서 이용할 수 있는 특정한 원자재를 나타내는 것이다.

A.2 음성대조군이나 표준물질로 사용되어온 물질의 예는 고밀도 폴리에틸렌 (high-density polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌 (low-density polyethylene), 실리카가 없는 폴리디메틸실록산 (silica-free polydimethylsiloxane), 폴리비닐클로라이드 (polyvinylchloride), 폴리에테르우레탄 (polyetherurethane), 폴리프로필렌 (polypropylen), 산화알루미늄 세라믹봉 (aluminium oxide ceramic rods), 스테인리스 스틸 (stainless steel)과 통상적 순수 티타늄 합금 (commecially pre (cp) titanium alloys)등이다.

A.3 양성대조군으로 사용되어온 물질의 예는 오가노틴 첨가제를 함유하고 있는 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 아연디에틸(zinc diethyl-)또는 아연디부틸 디티오카바메이트(zinc dibuhyl-dithio-carbamate)를 함유하고 있는 폴리우레탄 박막, 특정 라텍스 조성, 아연염 용액과 구리 용액 등 이다 용출 검체에 양성 대조군으로 사용 되었던 물질은 페놀과 물의 희석액이다.

부록 B (참조)

검체 선정과 준비에 관한 일반원리 및 실제

생물학적 평가에 사용되는 검체는 완제품의 조성, 완제품의 표면 특성, 제조에 사용된 공정을 대표하는 것이어야 한다. 6.1항 및 동 규격 제1장의 6.1.1) 참조.

플라스틱과 고무 원자재의 조성에 관한 자료에는 레진, 중합물, 첨가제의 정보가 포함되어야 한다. 조성에 대한 설명은 원자재의 이력을 명기하여야 하는데, 원자재 이력의 예는 열처리 과정에 대한 정보, 가공을 하지 않은 순수물인지 재분쇄한 것인지에 대한 정보, 만약 재분쇄한 것이라면 최대 허용 재분쇄에 대한 설명 등이다.

동일한 방법이나 또는 대체방법으로 재멸균할 수 있는 원자재는 반복 멸균처리 후에 시험하여야 한다. 예들 들어, 방사선으로 멸균하고, 산화에틸렌으로 재멸균하는 원자재는 다음의 처리 후에 시험하여야 한다.

a) 방사선 조사, 그리고

b) 방사선 조사에 더하여 에틸렌 옥사이드 멸균.

‘최악의 노출 상황’이 적절하게 입증될 수 있다면, 이 처리방법으로 노출한 후에 시험할 수 있다.

의료기기로부터 잘라낸 검체, 의료기기 부분품 자체, 이들의 용출물을 이용하는 모든 생물학적 시험은 시험시스템의 세포적/생물학적 환경에 노출된 검체의 표면으로 시험하여야 한다. 표면을 잘라내는 것에 대한 대안은 동일한 처리 과정 (압출, 담금, 등), 온도, 시간, 기압, 이형제(release agents), 가열 냉각(annealing), 경화(curing), 세척, 멸균 등 의료기기의 제조에 사용되는 공정을 동일하게 하여 의료기기의 축소 모형을 제작하는 것이다. 이 방법은 표면적, 표면특성, 용해물의 농도 및 검체의 표면과 형태 등과 관련된 영향을 평가하는데 도움이 된다.

생물학적 시험에 사용하는 금속은 의료기기를 제작하는데 사용하는 것과 동일한 원자재 저장스톡(stock)으로부터 얻어진 것이어야 하고, 완제품의 제조와 동일한 기계 가공, 분쇄, 연마, 세척, 보호막코팅(패시베이션), 멸균, 표면 처리법 등을 이용하여 제작하여야 한다.

생물학적 시험에 사용하는 세라믹 원자재는 의료기기를 제작하는데 사용하는 것과 동일한 주조, 인베스팅(investing; 코팅과 비슷한 공정), 몰딩, 소결(sintering), 표면마감, 멸균과정을 이용하여 동일한 분말 스톡(power stock)으로 제작하여야 한다.

동물조직에서 유래된 원자재 등 생체보형물 원자재는 고정액이 다양하게 침투할 수 있도록 제조자가 제시한 최대 고정 시간과 최소 고정 시간 동안 두었다가 시험하여야 한다.

특정한 금속 이온(들)의 위해 요소 식별 및 무반응 최고수준을 알기 위하여, 금속 원자재의 용출물로 시험하는 대신 해당 의료기기가 함유하고 있는 특정 금속염의 다양한 농도에 따른 용액을 이용하여 시험하는 방법을 고려하여야 한다.

주) 의료기기에 함유된 화학 물질을 동정할 때에도 유기물에 대하여 위의 원리를 적용할 수 있다.

임상적 사용 동안 체내에서 입자를 생성시킬 수 있는 이식 원자재의 시험을 설계할 때에는 용출조건을 고려하여야 한다. 용출조건에 의해 입자가 생성되는 경우에는 시험을 설계할 때 용출과정의 영향을 고려하여야 한다.

원자재의 양과 표면적은 시험 시스템의 물리적 및 생물학적 제약에 적합한 것이어야 한다. 실제로는 특정한 평가 방법에 대하여 표준 검체 크기를 이용할 것을 권고한다.

본 장을 이용할 때에는 인증된 표준물질의 ‘적절한 사용’과 ‘오용’에 관한 논의에 주의를 기울여야 한다. 이러한 논의에서 표준물질과 인증된 표준물질의 잠재적인 과다 이용 가능성과 과소 이용 가능성에 관한 문제를 지적할 수 있고, 실험실 내에서 보정용 물질을 사용하는 것이 바람직하다는 사실에도 주목하여야 한다.

부록 C

시험원자재의 용출원리

주의) 단백질로 구성된 의료기기 원자재에 대한 본 규격 시험방법의 적용은 주의를 요한다.

C.1 의료기기를 용출하는 목적은 용해물의 잠재적 위해 요소를 입증하고, 용해물이 사람의 건강상태에 미치는 위험성을 평가하기 위해 생물학적 시스템에 대한 용해물의 생물학적 반응을 측정하는데 적합한 시험검체를 제공하는 것이다. 의료기기의 용출물을 준비하는 경우에는 시험방법의 예측가능성 (시험 목적, 이론적 근거, 민감도 등)뿐만 아니라 완제품의 특성과 사용방법에 적합한 용출용매 및 용출조건을 이용하여야 한다. 따라서 시험 시스템에서의 용출조건과 용출물의 적용은 제품의 실제 사용조건뿐만 아니라 시험의 목적과 예측가능성을 완벽하게 반영한 것이어야 한다.

의료기기의 위해를 평가하고, 위해요소를 확인하기 위하여 과장된 사용조건에서 및/또는 실제 사용조건에서 생물학적 시험을 수행한다. 용출은 여러 가지 시험목적에 따라 아래와 같이 달라진다.

a) 과장용출법은 위해요소를 동정하는데 적합하며,

b) 모의사용용출법은 인체에의 위해를 평가함에 있어서 사용상의 안전을 위한 요건을 제시하기에 유용하다.

C.2 본 장에서 용출가능물질의 양은 용출시간, 온도, 시험물질의 표면적 대 용매부피의 비율 그리고 용매의 특성과 관련이 있는 것으로 추정한다.

C.3 용출시간은 용출된 물질의 양을 최대화하기에 충분하여야 한다. 비표준 조건이나 또는 기타 검증되지 않은 조건 대신 용출 시간과 온도에 대한 표준 조건을 사용할 것을 권고한다.

C.4 대안적인 방법은 용출가능물질을 충분히 얻기 위하여 용출을 반복하여 농축하는 것이다. 이러한 방법은 위해 요소를 확인하는데 적합하다.

C.5 용출 온도는 시험물질에 따라 다를 수 있다. 용출로 인하여 시험물질이 현저하게 분해되어서는 안된다. 용출 온도는 시험물질의 물리화학적 특성에 좌우된다. 예들 들어, 중합체에 대한 용출온도는 유리 전이 온도보다 낮아야 한다. 유리 전이 온도가 사용 온도보다 낮은 경우에는 용출 온도가 녹는점보다 낮아야 한다. 권장 조건은 9.3.1에 제시되어 있다.

다음의 사례들은 9.3.1항에 대한 해석을 설명하기 위하여 제시된 것들이다.

사례 1. 연화점(softening point)이나 녹는점(melting point)이 (121 ± 2)℃보다 낮은 원자재는 녹는점보다 낮은 표준 온도에서 용출한다. (예들 들어, 초저밀도의 폴리에틸렌)

사례 2. 가수분해가 일어나는 원자재는 가수분해의 양이 최소화되는 온도 에서 용출한다. (예를 들어, 폴리아미드는 (50 ± 2)℃에서 용출한다)

사례 3. 증기 멸균 처리를 하고, 보관하는 동안 액체를 담고 있는 원자재는 (121 ± 2)℃에서 용출한다(예들 들어, 미리 채워져 있는 투석기),

사례 4. 체온에서만 사용되는 원자재는 원자재 분해 없이 최대한 용출할 수 있는 온도에서 용출한다. (예들 들어, 콜라겐은 (37 ± 1)℃에서 용출을 하여야 하는 반면, 세라믹 이식물은 (121 ± 2)℃에서 용출할 수 있다.)

C.6 의료기기 표면적에 대한 용매․용제의 부피 비율은 다음 항목에 적합하여야 한다.

a) 화학적 분석이나 생물학적 시험에 적합한 투여량으로 용출할 수 있는 물질(들)의 양을 최대한으로 얻는데 충분하여야 한다. (다시 말해 생리적 한도 내에서의 투여량)

b) 인체에 의료기기를 사용하는 동안의 잠재적 위해 요소를 입증하는데 충분하여야 한다.

c) 원자재가 용매에 충분히 잠겨져야 한다.

특정의료기기에 대한 조건대신 9.3.2에 제시된 용매의 양과 표준 면적을 사용할 것을 권고한다. 일부 시험방법에서는 시험의 민감도를 높이기 위하여 용출물을 농축하여야 한다.

주) 용출물의 농축으로 에틸렌 옥사이드와 같은 휘발성 물질의 손실이 생길 수 있다.

C.7 용매로 선정된 용제는

a) 특정한 생물학적 시험 시스템에 사용하기에 적합하여야 한다.

b) 의료기기를 임상적으로 사용하는 동안 일어나는 용출을 모방하여야 하고/또는

c) 용출의 양을 최대화하여야 한다.

특정의료기기에 대한 용매 대신에 9.3.4에 명시된 표준 극성 용매와 표준 비극성 용매를 사용할 것을 권고한다.

주) C.5와 C.6절에 제시된 조건의 표준화를 통해 생물학적 시험에서 얻어진 자료를 표준화된 데이터베이스 개발 및 위험 추정 등 다른 유형의 활용에 사용할 수 있다.

제10장 잠재적 분해산물의 확인과 정량을 위한 체제

1. 적용범위

본 장은 생분해 시험의 실행과 설계 그리고 의료기기에서 관찰된 생분해 및 생분해 잠재성을 체계적으로 평가하기 위한 기본 원리를 제시하고 있다.

다음과 같은 경우에는 본 장을 적용하지 않는다.

a) 살아있는 조직 공학 제품;

b) 기계적 과정에 의한 분해 산물 생성의 방법론. 가능한 경우, 이러한 유형의 분해 산물 생성에 관한 방법은 개별 제품 표준에 설명되어 있다.

c) 분해 산물이 아닌 용해 성분(leachable components)

제품 표준에 분해산물의 확인과 정량에 대한 적합한 개별 제품 방법론이 제시되어 있는 경우에는, 이 표준을 대안으로 간주할 수 있다.

2. 정의

본 장의 목적을 위해 제1장 및 다음의 용어 및 정의가 적용된다.

2.1 분해 : 원자재의 분해

2.2 생분해 : 생물학적 환경에 기인하는 분해

주) 생분해는 체외 시험으로 설계될 수 있다.

2.3 생체 흡수성(bioresorbable) 의료기기 : 인체의 생물학적 환경에서 분해되고 흡수되는 의료기기

2.4 용해물(leachable) : 화학적 분해의 산물이 아닌 원자재에서 용출할 수 있는 성분

2.5 부식 : 화학적 반응이나 전기화학적 반응에 의한 금속성 원자재에 대한 공격

주) 간혹 본 용어는 다른 원자재의 분해와 관련하여 일반적인 의미로 사용되기도 하지만, 본 장에서는 금속성 원자재에 관한 것으로만 제한된다.

2.6 물질(Substance) : 단일 화학 원소 또는 화합물, 또는 화합물의 복합 구조

2.7 의료기기구성품(device component) :의료기기를 구성하고 있는 서로 다른 부분 가운데 하나

2.8 분해산물 : 본래 원자재의 화학적 파괴로 인해 유도된 화학적 화합물 또는 입자

3. 분해 시험의 설계에 관한 원리

3.1 개요

분해 평가에 접근하는 방법은 조사 대상 원자재의 특성, 의료기기, 지역적 환경과 특정한 의료기기의 해부학적 위치(the local environment and the anatomic location of the specific device)에 따라 다양하다. 특정 의료기기를 평가할 때, 그 의료기기의 사용 환경에 대한 세부적인 화학적 성질이 알려져 있는 경우에는, 이들 조건에 적합한 환경에서 평가를 실시하여야 한다.

가능하다면, 분해 연구를 설계할 때에는 분해산물의 정성 및 정량에 대해 기술하고 있는 원자재 별 분해 표준을 사용하도록 한다(예를 들면, 고분자에 관해서는 제11장, 세라믹에 대해서는 제12장, 금속과 합금에 대해서는 제13장). 두 가지 유형 이상의 원자재로 구성된 의료기기는 관련된 모든 분해 표준을 고려하여야 한다.

3.2 사전 고려 사항

의료기기의 생물학적 안전성을 평가하는 데 있어 가장 중요한 것은 원자재의 의도된 분해 가능성 또는 의도되지 않은 분해가능성에 대해 신중하게 고려하는 것이다. 본 고려 사항의 일부는 화학적 특성과 이미 알려져 있는 분해 기전에 관한 평가를 통하여 실험적 생분해 연구의 필요성 및 설계를 평가하는 것이다. 동등한 원자재에 대한 과거의 임상 경험과 논문 검토를 바탕으로 분해 산물의 생물학적 평가의 필요성을 보다 자세하게 고찰할 수 있다.

모든 의료기기를 대상으로 분해 시험을 반드시 수행해야 하거나 모든 의료기기에 대한 분해 시험이 실질적으로 도움이 되는 것은 아니다. 분해 시험의 필요성에 관한 고려 사항은 부록 A에 제시되어 있다. 실험적 분해 시험의 필요성에 대한 평가에는 논문의 검토 및/또는 알려진 임상 경험이 포함되어야 한다. 대상 제품에 대한 만족스러운 임상 경험 이력, 새로운 자료, 발표된 자료 그리고 이미 알고 있는 의료기기와 원자재 그리고 분해 산물의 유사성이 입증된 경우에는 그러한 평가를 통하여 더 이상의 시험이 필요하지 않다는 결론이 도출될 수 있다.

분해 산물의 생물학적 평가에 대한 지침은 제1장에 제시되어 있다.

3.3 시험 설계

시험의 목적과 관련하여 완성된 시험 방법은 4.1에 규명되어 있는 문제를 다루기 위하여 설계되고, 입증되어야 한다. 방법에는 분해 산물의 특성에 대한 다음의 조사를 통하여 분석적 방법이 정의되어야 한다.

a) 화학적 특성과 물리 화학적 특성

b) 표면 형태

c) 생화학적 특성

또한 방법에는 분해 산물을 생성하는데 이용된 방법이 설명되어야 한다.

다성분 의료기기에 대한 방법에는 각각의 개별 성분/원자재가 고려되어야 하며, 서로 다른 부분의 분해에 미치는 상승 영향(synergistic effects)이 고려되어야 한다.

3.4 의료기기에서 분해된 분해 산물의 특성

시험에서 생성된 분해 산물은 미립자이거나 가용성 화합물 또는 이온일 수 있다. 적합한 분석방법을 이용하여 이러한 산물의 특성을 규명하여야 하며, 이를 입증하고, 시험보고서에 기록하여야 한다.

분해 산물에 대한 생물학적 평가가 필요한 경우에는 생물학적 시험을 방해하지 않도록 분해시험 설계에 신중을 기하여야 한다.

생분해 시험에 관한 고려 사항은 부록 B에 제시되어 있다. 방법에는 다음과 같은 사항이 포함되어야 한다.

a) 의료기기 및/또는 원자재와 사용목적의 식별 및 특성규명

b) 가능한 분해 기전의 식별과 특성규명

c) 알려져 있는 분해 산물, 예상되는 분해 산물 그리고 잠재적 분해가능성이 있는 분해 산물의 식별과 특성규명

d) 시험방법론

주1) 분해 산물의 방출 정도와 비율은 표본 조성과 구조, 원자재 내부에서 표면으로의 이동, 생리학적 환경에서의 가용성과 화학적 조성 그리고 제조 과정 등과 같은 변수에 의해 좌우된다.

주2) 시험을 통하여 충분한 자료를 얻을 수 있다는 결론이 도출될 수 있는 경우에는 더 이상의 시험을 실시하지 않아도 된다.

4. 시험보고서

해당되는 경우, 시험보고서에는 다음의 정보가 수록되어야 한다.

a) 인체 접촉의 특성 및 사용목적을 포함하여 원자재 및/또는 의료기기에 대한 설명 (부록 B.1 참조)

b) 분해 평가와 분해 평가에 대한 이론적 근거

c) 분해 산물의 식별과 정량화 (예들 들어, 분해 산물의 형태와 상태, 분해 산물의 안정성과 사용된 대조군)

d) 대조군을 포함하여 분해 시험방법, 시험조건, 시험원자재 그리고 시험과정에 대한 설명

e) 정량 한계와 대조군을 포함하는 분석적 방법에 대한 설명

f) ISO 지침25 및/또는 시험실에 대한 관리 시스템의 특성 그리고 적합한 우수 시험 기관 운영 기준에 부합하는 지에 관한 설명

g) 결과에 대한 요약

h) 결과에 대한 해석 및 검토(discussion)

부록 A (참조)

분해 시험의 필요성에 관련한 고려 사항

다음과 같은 경우에 분해 시험을 고려하여야 한다.

a) 의료기기가 생체 흡수되도록 설계된 경우

b) 의료기기가 30일 이상의 기간 동안 이식되는 경우

c) 원자재(들) 시스템을 정보에 입각하여 고려하였을 때 인체와 접촉하는 동안 독성 물질이 방출될 수 있는 징후가 있는 경우

다음과 같은 경우에는 분해 시험이 필요하지 않을 수 있다.

a) 예상 분해 산물이 예상되는 양 이내로 존재하고, 안전한 임상적 사용에 대한 이력이 있는 것들과 유사한 비율로 생성되는 경우

b) 만약 미립자라면, 미립자가 안전한 임상적 사용에 대한 이력이 있는 것들과 유사한 물리적 상태(즉, 크기 분포와 모양)를 나타내는 경우

c) 사용 시 생성될 수 있는 분해산물이나 물질들에 대해 충분한 분해 자료가 이미 존재하는 경우

체내 시험의 필요성은 체외 시험의 결과에 비추어 고려하여야 한다.

해당되는 경우에는 이론적으로 가능한 분해 과정을 조사하기 위하여 체외 시험을 고려하여야 한다. 체내 시험에서는 동물 관리를 고려하여야 한다(“제17장 시험동물관리” 참조). 또한 예상 분해 산물의 식별과 분해율 그리고 분해가 일어날 가능성을 평가하기 위하여 체외 시험과 체내 시험을 고려하여야 한다.

부록 B (참조)

생분해 시험에 관한 고려 사항

B.1 개요

본 부록에는 생분해 가능성을 평가할 때 고려해야하는 사항들이 수록되어 있다.

잠재적 생분해 산물의 생물학적 영향 및 의료기기나 원자재의 분해에 관해 중요 정보를 얻지 못한 경우에는 적절한 실제 시험(practical studies)을 고려하여야 한다.

B.2 의료기기 및/또는 원자재에 대한 설명

a) 의료기기 및/또는 원자재의 명칭

b) 의료기기의 기능

c) 사용목적(용도)

d) 예정된 생물학적 환경

e) 원자재의 조성

f) 원자재의 조절 (공정이나 멸균)

g) 표면 상태(surface condition)

h) 크기

i) 단일 성분(single component)

j) 다른 것과 함께 사용되는 단일 성분

k) 다성분 의료기기 - 각 성분 원자재에 대하여 실시한 평가

l) 접촉 기간

m) 기타 특성

B.3 잠재적 분해 산물과 이미 알려져 있는 분해 산물에 대한 평가

B.3.1 벌크 원자재 변화 (Bulk material changes)

벌크 원자재의 의도된 변화나 의도되지 않은 변화는 미립자 분해 산물을 생성할 수 있으며, 표면의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 예들 들어, 벌크 원자재의 변화는 다음과 같은 경우에 발생할 수 있다.

- 제조되는 동안

- 멸균되는 동안

- 이식되는 동안 및 이식된 동안

- 예정된 생체 흡수성에 의하여

- 보관되는 동안 및 불안정성으로 인하여

- 물리적 상태가 변화되는 동안 (팽창, 상전이, 등)

B.3.2 표면에서 일어나는 물질의 방출

표면에서 일어나는 물질의 방출은 다음과 같은 과정에 의하여 발생할 수 있다.

- 화학적 반응

- 침출(leaching)

- 이동(migration)

- 해중합(depolymerization; 중합의 역반응)

- 박리, 벗겨짐

B.3.3 다른 성분과 함께 사용되는 의료기기나 다성분 의료기기

단일 성분 시스템에 대한 고려사항뿐만 아니라 다음과 같은 사항들을 다루어야할 필요가 있다.

- 구조의 파괴

- 판 분리(delamination)

- 한 부분에서 다른 부분으로의 물질 이동

제11장 고분자 소재 의료기기에서 얻어진 분해산물의 확인과 정량

1. 적용범위

본 장에서는 임상에서 사용될 고분자 의료기기의 분해 산물을 정량하고, 확인하기 위한 시험방법을 설계할 때 필요한 일반 요건에 대한 지침을 제시하고 있다.

본 장에서는 분해 산물을 생성하는 두 가지 방법인 실시간 분해 시험과 스크리닝 방법으로서의 가속 분해 시험을 설명하고 있다. 사용되는 체내 위치에서 중합되는 원자재의 경우에는 양생된 고분자나 경화된 고분자를 이용하여 시험한다. 얻어진 자료는 고분자의 생물학적 평가에 사용된다.

본 장에서는 고분자 의료기기 완제품이 화학적으로 변경되어 생성되는 분해 산물만을 다룬다. 사용하는 동안 기계적 응력(mechanical stress), 마모(wear), 전자기방사선(electromagnetic radiation) 등에 의한 의료기기의 분해에는 적용되지 않는다.

가용성 분해 산물과 파편의 생물학적 작용은 본 부분에 제시되어 있지 않지만, 제1장 및 ISO 14538의 원리에 따라 평가하여야 한다.

의료기기에 사용되는 고분자 원자재의 범위가 광대하기 때문에 특정한 분석 기법을 지정할 수 없다. 분해 산물의 허용 수준에 관한 특정한 요건은 본 장에 제시되어 있지 않다.

2. 정의

2.1 잔류 단량체(residual monomer)

고분자 사슬을 만드는데 사용하는 화합물로 반응하지 않고, 최종적으로 만들어진 고분자내에 여전히 남아있는 화합물.

2.2 분해 산물(degradation product)

연속적인 화학 반응에 의하여 생성된 화합물을 포함하여 고분자 원자재의 분해에서 유래된 화합물

2.3 고분자 원자재

단량체라고 불리는 단위로 형성된 가교 분자 및/또는 긴 사슬로 되어 있는 원자재

2.4 가수분해

물의 공격으로 인한 고분자의 화학적 결합의 절단

주)  물은 중성이거나 산성 또는 알칼리성일 수 있으며, 화합물 또는 이온을 부가적으로 함유할 수 있다.

2.5 산화분해

산화제(oxidizing agents)의 공격으로 인한 고분자의 화학적 결합의 절단

2.6 파편(debris)

고분자 원자재의 분해에 의해 생성된 미립자 원자재

3. 분해 시험방법

3.1 일반적인 과정

3.1.1 시험 설계

제10장에 따라, 분해 산물의 생성, 확인, 정량을 위해 분해 시험을 이용하여야 한다. 가속 시험에서 분해를 관찰한다면, 분해 산물의 확인 및 정량이 위해 분석에 대한 충분한 정보를 제공해 줄 수 있다. 이러한 정보가 불충분하거나 없는 경우에는 실시간 시험을 시행하여야 한다. 준수하여야 하는 일련의 단계들은 본 장에 상세하게 설명되어 있다.

주) 가속 분해 시험은 스크리닝 시험으로 사용할 수 있다. 가속 시험에서 분해가 관찰되지 않는다면, 실시간 분해 시험을 실시할 필요가 없다.

3.1.2 검체 준비

선택된 방법에 대한 구체적인 언급이 없다면, 검체 준비의 전반적인 사항은 제9장을 따르도록 해야 한다.

3.1.3 시작 원자재 특성의 규명

시작 원자재의 특성을 규명하는데 사용하는 분석 방법은 조사 대상 고분자 원자재에 적합한 것이어야 한다. 사용된 분석 기법은 기록하고, 정당성을 입증하여야 한다.

본 장의 부록 A에는 고분자 원자재의 특성을 규명하기 위한 분석 방법 목록과 그 적용범위가 제시되어 있다.

3.1.4 시약 및 장치

3.1.4.1 시험 용액

시험보고서에 모든 시험 용액(들)을 설명하고, 그 선택의 타당성을 입증하여야 한다.

3.1.4.1.1 가수분해용 시약

가수분해를 하는 경우 다음의 시약이 제안된다.

a) ISO 3696에 따른, 2등급, 분석실험용 물

b) 완충용액, 예를 들면 ISO 13781에 따른 완충용액

3.1.4.1.2 산화분해용 시약

산화분해를 하는 경우 다음의 시약이 제안된다.

a) 예들 들어, 3% 과산화수소 용액과 같은 물과 과산화수소, 약전 등급

b) 펜톤 시약 (Fenton's reagent) [희석한 과산화수소 용액과 철(Ⅱ) 염의 혼합물, 예들 들어, 100㎛ol Fe2+와 1mmol H2O2].

이러한 산화 용액들은 시간이 연장되거나 온도가 상승하면 안정적이지 않을 수 있다. 따라서 산화 능력은 적합한 범위내로 유지되도록 해야 한다.

이러한 안정성 범위를 기술하고, 정당성을 입증하며, 기록하여야 한다.

3.1.4.1.3 기타 시험 용액

특정한 중합체나 특정한 적용부위에 따라 다른 용액을 선정할 수 있다.

주) 파편이나 분해 용액에 대한 생물학적 평가를 실시하는 경우에 항균 첨가제나 항진균 첨가제의 사용이 평가에 방해 요인이 될 수도 있고, 실시간 분해시험 기간 동안 멸균 환경을 유지할 필요가 있을 수도 있다.

3.1.4.2 용기

시험 용액에 따라 폐쇄형 시스템에 화학등급유리기구(chemical grade glassware), 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene) 또는 폴리프로필렌 (polyproplyene) 용기를 이용하여야 한다. 용기에 의한 오염물질을 평가하기 위하여 대조군을 이용하여야 한다. 용기가 분석을 하는데 방해 요인이 아니라는 사실을 입증하여야 한다.

3.1.4.3 저울

질량 손실을 측정하는데 사용하는 저울은 요구되는 정밀도(precision)로 최초의 검체 질량 무게를 측정할 수 있는 것이어야 한다. 재흡수되도록 설계된 원자재의 경우, 1%의 정밀도가 적합하며, 분해되지 않도록 설계된 원자재의 경우에는 최소한 0.1%의 정밀도를 이용하여야 한다. 재흡수될 수 있는 고분자용 저울의 정밀도는 0.1%가 되어야 하며, 안정한 고분자의 경우에는 총 검체 질량의 0.01%가 되어야 한다.

질량 손실을 측정하는 방법의 표준편차와 정밀도를 시험보고서에 명시하여야 한다.

3.1.4.4 건조 장치

오염이나 휘발성 분해 산물의 손실 없이 질량을 유지하면서 시험검체를 건조시킬 수 있는 장치를 이용하여야 한다.

시험보고서에 장치를 기술하고 명확하게 하여야 한다.

3.1.4.5 진공 기구 (Vacuum source)

건조 장치 내에서 충분한 진공 상태 (< 500 Pa)를 만들어낼 수 있는 장치가 적합하다. 시험보고서에 장치를 기술하고 명확하게 하여야 한다.

3.1.4.6 분리 장치

분해 시험을 하는 동안 생성된 파편을 분리할 수 있는 장치를 이용하여야 한다. 이러한 장치에는 불활성 필터, 온도 조절 원심 분리기 또는 이들을 결합한 장치가 포함된다.

3.1.5 시험검체의 개수

각각의 시험 기간 동안 최소한 세 개의 시험검체를 이용하여야 한다. 시험검체는 완제품 자체이거나 또는 완제품을 대표하는 검체 이어야 한다. 각각의 검체를 위하여 별도의 용기를 사용하여야 한다. 각 시험 기간에 대해 공시험액을 이용하여야 한다.

주) 타당한 통계적 분석이 필요한 경우에는 각각의 시험 기간마다 보다 많은 검체를 이용하여야 한다.

3.1.6 시험검체의 모양과 크기

분해 산물을 적합한 양으로 생성하는데 있어 시료의 크기와 모양이 중요하다는 것을 인식하여야 한다. 완성된 의료기기의 부분을 시험검체로 이용하는 경우에는 일반적으로 생물학적 환경과 접촉을 하지 않는 표면은 피하거나 최소화하여야 한다.

적절한 시간 내에 질량 밸런스(mass balance)를 결정하기 위해서 분해 용액과 일정 질량 간에 평형을 이룰 수 있는 방법으로 검체의 표면적과 모양, 크기를 선정하여야 한다.

주1) 일정한 조건 하에서 의료기기의 제조에 사용되는 것과 동일한 공정, 세척, 멸균 방법을 이용하여 시험검체를 제작해야 할 수도 있다.

주2) 재흡수될 수 있는 고분자로는 분해 용액과 평형을 이루지 못할 수도 있다.

3.1.7 질량/부피율

시험 용액 부피에 대한 시험검체 질량 비율은 최소한 10 : 1이 되어야 한다. 검체를 완전히 시험 용액에 담가야 한다.

사용된 비율을 시험보고서에 기록하고, 그 타당성을 입증하여야 한다.

주) 10 : 1의 비율은 실용적이라는 이유로 선정된 것이다. 그러나 이러한 비율을 이용할 때는 분해 산물이 방출되어 분해 과정을 방해할 수 있으며, 분해율에 영향을 미치고, 분해 반응(들)의 평형에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 고려하여야 한다.

3.1.8 검체의 전처리

질량 밸런스(mass balance)를 설정하기 위하여 일정한 질량으로 건조시켜야 한다. 의료기기에 휘발성 성분이 함유되어 있는 경우에는 적합한 건조 방법을 선정하여야 한다.

이러한 경우에는 시험보고서에 건조 방법과 건조 조건을 명시하고, 그 타당성을 입증하여야 한다.

3.1.9 pH

시험 용액의 pH가 적당한 경우에는 적합한 범위 내에서 pH를 유지하여야 한다. 선정된 pH는 사용하려는 부위 (예들 들어, 위는 산성)에 적합한 것이어야 한다. 염증성 반응이 일어나는 것과 같은 생리적 현상에 의해 유도된 pH의 변화를 고려하여야 한다.

시험보고서에 pH를 기록하고, 그 타당성을 입증하여야 한다.

주1) 온도가 상승 하면 pH 값이 변경될 수 있다.

주2) pH값이 적합한 범위로 유지되지 않는 경우에는 생성된 분해 산물이 생물학적 조건 하에서 생성되는 것과 동일하지 않을 수도 있다.

3.1.10 질량 밸런스(mass balance)의 측정

시험 용액에서 검체를 제거할 때에는 적당한 양의 분석 등급 물(analytical grade water)로 검체를 세척하여야 한다. 물로 세척하여 방출된 파편과 세척한 물을 시험 용액에 첨가하여야 한다. 분리 장치로 얻은 파편과 검체를 일정한 질량으로 건조시킨 후 질량 밸런스(mass balance)를 측정하여야 한다.

3.1.11 최종 원자재 특성의 규명

시작 원자재의 특성을 규명하는데 사용한 방법과 동일한 방법을 이용하여 원자재의 특성을 규명하여야 한다.

3.2 가속 분해 시험방법

3.2.1 온도

37℃ 이상의 온도와 고분자의 연화 범위 또는 융해 범위 이하의 온도를 선정한다. 해당되는 경우에는 70℃ ± 1℃를 이용하여야 한다.

선정된 온도를 시험보고서에 기록하고, 타당성을 입증하여야 한다.

주) 온도가 높을수록 낮은 온도에서는 일어나지 않는 부반응(side reactions)이 나타날 수도 있다.

3.2.2 시험 기간

30일 이상 사용하는 의료기기의 경우에는 2일과 60일의 시험 기간을 이용하여야 한다. 30일 이하로 사용하는 의료기기의 경우에는 2일과 7일의 시험 기간을 이용하여야 한다. 의료기기의 사용목적이나 조사 대상 고분자에 따라 추가적인 시험 기간을 선정할 수 있다.

시험 기간을 기록하고, 그 타당성을 입증하여야 한다.

주) 재흡수될 수 있는 고분자로 만들어진 의료기기의 경우에는 의료기기의 보전성(integrity)이 상실될 때까지 시험 기간을 지속할 수 있다 (각 원자재별로 규명된 바에 따라).

3.3 실시간 분해 시험방법

3.3.1 온도

37℃ ± 1℃에서 시험을 시행한다.

3.3.2 시험 기간

30일 이상 사용하는 의료기기의 경우에는 1개월, 3개월, 6개월 그리고 12개월의 시험 기간을 이용하여야 한다. 30일 이하로 사용하는 의료기기의 경우에는 30일을 포함하여 네 가지 대안적인 시험 기간을 이용하여야 한다. 의료기기의 사용목적이나 조사 대상 고분자에 따라 추가적인 시험 기간을 선정할 수 있다.

시험 기간을 기록하고, 그 타당성을 입증하여야 한다.

주) 재흡수될 수 있는 고분자로 만들어진 의료기기의 경우에는 의료기기의 보전성(integrity)이 상실될 때까지 시험 기간을 지속할 수 있다 (각 원자재별로 규명된 바에 따라).

4. 시험과정

준수하여야 하는 단계들은 표 16의 흐름도에 설명되어 있다.

주) 가교 고분자 시스템을 평가하는 경우에는 분자질량/분자질량 분포상태를 측정하는 대신에 가교의 밀도를 측정하고, 질량 밸런스(mass balance)를 계산하여 더 이상의 조치를 취할 것인지의 여부를 결정한다.

표 16

		시작 원자재 특성의 규명
				선택 사항
	가속 분해 시험						실시간 분해 시험
	검체	파편		유체상			검체	파편		유체상
	독립 고체상과 유체상 건조 검체 및 파편 질량 밸런스 설정						독립 고체상과 유체상 건조 검체 및 파편 질량 밸런스 설정
	평가						평가
	질량 밸런스의 변화 : (Y) 네 또는 (N) 아니오 분자 질량/분자 질량 분포의 변화 : (Y) 네 또는 (N) 아니오						질량 밸런스의 변화 : (Y) 네 또는 (N) 아니오 분자 질량/분자 질량 분포의 변화 : (Y) 네 또는 (N) 아니오
N/N	N/Y	Y/N		Y/Y			N/N	N/Y		Y/N	Y/Y
시험이 끝날 때 까지 분해가 관찰되지 않았으며, 실시간 분해 시험을 실시할 필요가 없다. (4.2.4.1의 주의 참조)	분해 산물의 대형 검체/파편을 확인하며 /또는 실시간 시험을 진행한다. (3.1 참조)	고분자가 분해되지 않음 : 유체상에서 용출물을 확인하고, 정량화하며 /또는 실시간 분해 시험을 진행한다. (3.1 참조)		유체상에서 고분자 분해 산물과 용출물을 확인하고, 정량화하며 또는 실시간 분해 시험을 진행한다. (3.1 참조)			시험이 끝날 때 까지 분해가 관찰되지 않았다. (4.3.4.1의 주의 참조)	분해 산물의 벌크 검체/파편을 확인한다.		고분자가 분해되지 않음 : 유체상에서 용출물을 확인하고 정량한다.	유체상에서 고분자 분해 산물과 용출물을 확인하고 정량한다.

4.1 시작 원자재의 특성규명

시작 원자재의 특성을 규명하기 위하여 최종 의료기기에 남아있는 잔류물과 첨가제 그리고 가공 전 벌크 고분자에 대하여 설명을 하여야 한다. 소급 분석을 하기가 어렵기 때문에 이러한 정보는 원자재의 제조업자나 공급자에게 얻는 것이 가장 바람직하다. 고분자의 순도와 원자재의 제작에 사용된 첨가제의 특성을 완전히 규명하는 것이 중요하다.

4.2 가속 분해 시험방법

4.2.1 최초 질량의 측정

일정한 질량이 되도록 시험검체를 건조시킨다. 시험검체의 질량을 측정한다.

4.2.2 검체, 파편, 용액의 분리

4.2.2.1 필터를 이용한 분리

실온과 진공 상태에서 일정한 질량으로 필터를 건조시킨다. 필터의 질량을 측정한다. 무게를 측정한 필터를 이용하여 분해 용액에서 생길 수 있는 파편을 검체로부터 분리한다. 필요한 경우, 진공 필터나 압력 필터를 이용할 수 있다. 분석 등급의 물(analytical grade water)을 이용하여 필터의 내용물을 세 번 세척한다.

4.2.2.2 원심 분리기를 이용한 분리

건조하고 깨끗한 원심 분리용 튜브의 질량을 측정한다. 원심 분리용 튜브로 분해 시험검체 용액을 옮긴 후 분리를 하기 전에 튜브를 밀봉한다. 단단한 파편 침전물을 만들기 위하여 원심 분리기에서 튜브를 회전시킨다. 용기 안으로 상층액을 조심스럽게 따른다. 분석 등급의 물(analytical grade water)로 침전물을 재현탁 시킨 후 다시 회전을 시킨다. 상층액을 다시 따라내어 용기에 첨가한다. 이러한 과정을 두 번 이상 반복한다.

4.2.3 분석

4.2.3.1 질량 밸런스(mass balance)의 측정

실온과 진공 상태에서 일정한 질량이 되도록 필터와 필터의 내용물 또는 원심 분리용 튜브와 튜브의 내용물을 건조시킨다. 필터와 필터의 내용물 또는 원심 분리용 튜브와 튜브의 내용물 질량을 측정한다. 검체의 질량 손실을 측정한다.

4.2.3.2 검체와 파편의 특성규명

적합한 방법으로 분자 질량과 분자 질량 분포를 측정한다(부록 A 참조).

4.2.4 평가 (표 16 참조)

4.2.4.1 사례 1 (NO/NO)

질량 밸런스(mass balance)와 분자 질량/분포에 변화가 없음 ;

분해가 관찰되지 않았다. 시험을 종료한다. ; 실시간 분해 시험은 필요하지 않다.

주) 일부 상황에서는 제10장에 따라 조사를 더 실시하여 이러한 결과를 확인할 필요가 있을 수도 있다.

4.2.4.2 사례 2 (NO/YES)

질량 밸런스(mass balance)에는 변화가 없지만, 분자 질량/분포가 변경됨 ;

분해 산물의 벌크 검체/파편을 확인한다. 필요한 경우 실시간 분해 시험을 진행한다 (3.1항 참조).

4.2.4.3 사례 3 (YES/NO)

질량 밸런스(mass balance)가 변경되었지만, 분자 질량/분포는 변경되지 않음 ;

고분자가 분해되지 않았으며. 유체 상에 함유되어 있는 용해물(leachables)은 제1장에 따라 평가하여야 한다. 필요한 경우, 실시간 분해 시험을 진행 한다 (3.1 참조).

4.2.4.4 사례 4 (YES/YES)

질량 밸런스(mass balance)가 변경되고, 분자 질량/분포도 변경됨 ;

유체 상에서 고분자 분해 산물과 용해물(leachables)을 확인 및 정량하고 분해 산물의 벌크 검체와 파편을 확인한다. 필요한 경우, 실시간 분해 시험을 진행 한다 (3.1 참조).

4.3 실시간 분해 시험

4.3.1 최초 질량의 측정

일정한 질량이 되도록 시험검체를 건조시킨다. 시험검체의 질량을 측정한다.

4.3.2 검체, 파편 그리고 용액의 준비

4.3.2.1 필터를 이용한 분리

실온과 진공 상태에서 필터를 일정한 질량으로 건조시킨다. 필터의 질량을 측정한다. 무게를 측정한 필터를 이용하여 분해 용액에서 생길 수 있는 파편을 검체로부터 분리한다. 필요한 경우, 진공 필터나 압력 필터를 이용할 수 있다. 분석 등급의 물(analytical grade water)을 이용하여 필터의 내용물을 세 번 세척한다.

4.3.2.2 원심 분리에 의한 분리

건조하고 깨끗한 원심 분리용 튜브의 질량을 측정한다. 원심 분리용 튜브로 분해 시험검체 용액을 옮긴 후 분리를 하기 전에 튜브를 밀봉한다. 단단한 파편 침전물을 만들기 위하여 원심 분리기에서 튜브를 회전시킨다. 용기에 상층 액을 조심스럽게 따른다. 분석 등급의 물(analytical grade water)로 침전물을 재현탁 시킨 후 다시 회전시킨다. 상층 액을 다시 따라내어 용기에 첨가한다. 이러한 과정을 두 번 이상 반복한다.

4.3.3 분석

4.3.3.1 질량 밸런스(mass balance)의 측정

실온과 진공 상태에서 일정한 질량이 되도록 필터와 필터의 내용물 또는 원심 분리용 튜브와 튜브의 내용물을 건조시킨다. 필터와 필터의 내용물 또는 원심 분리용 튜브와 튜브의 내용물 질량을 측정한다. 검체의 질량 손실을 측정한다.

4.3.3.2 검체와 파편의 특성규명

적합한 방법으로 분자 질량과 분자 질량 분포를 측정 한다 (부록 A 참조).

4.3.4 평가 (표 1 참조)

4.3.4.1 사례 1 (NO/NO)

질량 밸런스(mass balance)와 분자 질량/분포에 변화가 없음 ;

분해가 관찰되지 않았다. 시험을 종료한다.

주) 일부 상황 하에서는, 제10장에 따라 조사를 더 실시하여 이러한 결과를 확인할 필요가 있을 수도 있다.

4.3.4.2 사례 2 (NO/YES)

질량밸런스(mass balance)에는 변화가 없지만, 분자 질량/분포가 변경됨 ;

분해 산물의 대형 검체/파편을 확인한다.

4.3.4.3 사례 3 (YES/NO)

질량 밸런스(mass balance)가 변경되었지만, 분자 질량/분포는 변경되지 않음 ;

고분자가 분해되지 않았으며. 유체 상에 함유되어 있는 용해물(leachables)은 제1장에 따라 평가하여야 한다.

4.3.4.4 사례 4 (YES/YES)

질량 밸런스(mass balance)가 변경되고, 분자 질량/분포도 변경됨;

유체 상에서 고분자 분해 산물과 용해물(leachables)을 확인 및 정량하고 분해 산물에 대한 벌크 검체와 파편을 확인한다.

5. 시험보고서

시험보고서에는 다음의 정보들을 수록하여야 한다.

a) 시험원자재, 로트 번호 또는 배치 번호, 시험된 검체의 크기와 개수

b) 시험 용액과 조건

c) (해당되는 경우) 특이성, 민감도, 검출 한도 그리고 정량 한도를 포함하여 사용된 시험방법에 대한 상세한 설명과 정당성 입증

d) 정밀도(precision)와 표준 편차를 포함하여 질량 손실을 측정하는데 사용된 방법

e) 검체의 질량/부피 비율, 검체의 모양

f) 검체 전처리방법과 건조 방법

g) 선정된 pH

h) 시험 온도

i) 시험 기간

j)시험결과

1) 질량 밸런스(mass balance)

2) 분자 질량/분포 (가교 밀도)

3) 용액, 파편 및/또는 벌크 고분자로 실시한 시험결과

4) 확인된 분해 산물

5) 최종 결정에 대한 이론적 근거

k) 결론

부록 A (참조)

분석 방법

다음의 분석 방법들은 해당되는 경우 고분자 원자재의 특성을 규명하기 위하여 제시된 것이다.

a) 용액 점도법 (분자 질량의 평균 계산, 분지 형성[branching])

b) 팽창도 (가교 밀도)

c) 유동학 (rheology; 융해 범위, 융해 점도, 열 안정성, 분자 질량 분포)

d) 크로마토그래피 방법 (예들 들어, 잔류 단량체, 잔류 첨가제, 잔류 용해물[leachables]을 위한 가스 크로마토그래피 및/또는 고성능 액체 크로마토그래피 ; 분자 질량 평균과 분자 질량 분포의 변화를 위한 크기별 배제크로마토그래피/겔 투과 크로마토그래피[size exclusion/gel permeation chromatography])

e) 분광법 (예들 들어, 자외선 분광법, 적외선 분광법, 핵자기 공명, 확인, 조성, 분포를 위한 질량 분광법 ; 중금속과 촉매 함량을 위한 원자 흡수 분광법)

f) 열 분석법 (예들 들어, 융해 범위 또는 연화점, 혼합물, 유리 전이를 위한 시차 주사 열 계량계[DSC; differential scanning calorimetry])

완성된 의료기기에는 여러 공급업체로부터 제공받은 여러 가지 원자재가 포함되어 있을 수 있기 때문에 분석 작업을 최소화하기 위하여 집중적인 논문 연구를 하고, 공급업자에게 믿을 만한 분석 자료를 요청하는 것이 권장된다.

제12장 세라믹 소재 의료기기에서 얻어진 분해산물의 확인과 정량

1. 적용범위

본 장에서는 정량을 위하여 세라믹(유리 제품을 포함하여)에서 분해 산물의 용액을 얻는 두 가지 방법을 기술한다. 또한 분해 산물을 확인하기 위하여 이 용액의 분석과 관련된 지침을 제시한다. 본 장의 성격은 일반적이기 때문에 가능한 한, 적합한 사용 조건 하에서 분해 산물의 생성을 다루고 있는 제품 개별 표준을 가장 먼저 고려하여야 한다.

본 장에서는 체외 시험을 실시하는 동안 세라믹의 화학적 분해로 생성되는 분해 산물만을 다룬다. 외부 에너지나 기계적 응력으로 유도된 분해는 포함되지 않는다. ISO 6872와 ISO 9693에는 화학적 분해 시험이 포함되어 있지만, 분해 산물의 분석은 다루지 않고 있다는 사실에 주목하여야 한다.

의료기기에 사용된 세라믹의 범위와 결과의 정확도와 정밀도에 대한 다른 요건 때문에, 확인된 특정 분석 기법은 없다. 더 나아가 본 장에서는 분해 산물의 허용 수준에 관한 특정한 요건을 제시하지 않는다.

이 원자재들은 생물 의학적 응용을 목적으로 하지만, 본 장에서는 이들의 분해 산물에 대한 생물학적 작용(biological activity)은 다루지 않는다.

2. 정의

본 장에서는 다음 용어 및 정의뿐만 아니라 제1장 및 제10장에 수록되어 있는 용어 및 정의를 적용한다.

2.1 세라믹 : 비금속의 무기 화합물인, 일반적으로 결정화된 원자재.

2.2 공 디스크(blank disc) : 완성된 의료기기에 사용하기 위하여 기질 원자재로 만든 코팅하지 않은 원형판

2.3 잔류물(retentate) : 여과 후에 여과지에 남아있는 용해되지 않은 고형물

2.4 여과액(filtrate) : 여과지를 통과한 용액

3. 시험과정

3.1 원리

본 장은 두 가지 시험방법으로 구성된다. 첫 번째 시험방법은 낮은 pH에서 실시하는 극한 용액 시험으로 가능성 있는 분해 산물의 관찰을 위해 대부분의 세라믹을 선별해주는 체의 역할을 한다. 두 번째 시험은 생체 내 pH에서 실시하는 모의시험이다. 이들 시험방법의 선택 과정에 관한 흐름도는 그림 4에 제시되어 있다.

세라믹 코팅뿐만 아니라 과립 형태의 세라믹 그리고 벌크 세라믹도 본 장에 설명되어 있는 시험방법을 이용하여야 한다.

권고된 시험 시료(specimen)나 권고된 용액 부피와 차이가 있는 경우, 타당성을 명백하게 입증하여야 한다.

시작

극한 용액 100ml에

5g이 완전히 녹는가?

용액에 10g 사용

극한 시험 시행

어떤 물질이 녹아있는가?

모의 시험 시행

보고

용액에 5g 사용

끝

Yes

No

No

Yes

그림 4. 선택 과정에 관한 흐름도

3.2 치과용 의료기기의 시험

3.2.1 개요

본 장은 조직 환경에 최악으로 노출되는 상황을 모방하고자 하는 시험에 적용된다. 구강에 노출되는 치과용 세라믹 (예들 들어, 세라믹 베니어링 원자재)의 경우에는 ISO 6872에 제시되어 있는 시험 환경이 더 적합하다. 그러나 치과용 임플란트 스템(stems)과 같이 구강에 노출되지 않는 의료기기의 경우에는 본 장의 3.4항을 적용하여야 한다.

3.2.2 구강에 노출되는 치과용 의료기기의 시험방법

구강에 노출되는 치과용 의료기기의 경우에는 ISO 6872 : 1995의 8.4에 제시되어 있는 방법을 극한 용액 시험방법으로 이용하여야 한다.

3.2.3 시료(specimen)의 특성규명

시료의 특성은 3.4.4에 설명되어 있는 바에 따라 규명하여야 한다. 시료의 밀도가 이론상 최대 밀도값의 99%이상이고, 시료의 평균 표면 거칠기 (Ra)가 5㎛ 이하인 경우에는 직접적인 기하학적 측정으로 표면적을 계산할 수 있다.

표면적을 지나치게 과소평가하는 것을 피하기 위하여 기하학적 측정에서는 표면 거칠기가 심하지 않아야 한다.

3.2.4 분석

분석을 위하여 3.4.7.6에서 3.4.7.11에 설명되어 있는 바에 따라 잔류물에서 여과액을 분리하여야 한다.

3.3 일반적 시험 기법

3.3.1 질량 측정

최소한 정밀도가 0.0005g인 저울을 이용하여 질량을 측정하여야 한다. 모든 질량은 6번 반복하여 측정하여야 한다.

3.3.2 건조 기법

측정된 질량값의 변화가 < 0.1%가 될 때까지 (100 ± 2)℃ 온도의 오븐에서 계속하여 건조하여야 한다. 일반적으로 이러한 과정은 하룻밤 동안 건조를 시키고, 다음날 2시간 간격마다 질량을 측정하여 수행한다.

3.4. 극한 용액 시험방법

3.4.1 원리

극한 용액 시험은 pH가 낮은 구연산 완충액을 주로 이용하는 시험방법이다. 여기에서는 최악의 저급한 사용 환경을 pH값 3으로 정의한다. pH가 3 이하인 환경에 노출되는 의료기기의 경우에는 pH가 이보다 낮은 용액을 이용하여야 하며, 그 타당성을 제시하여야 한다. 극한 용액과 시험 시료 사이에 화학적 반응이 일어나는 경우에는 유사한 pH에서 다른 극한 용액 시험의 타당성을 입증하고, 실행하여야 한다.

3.4.2 적용 범위

본 시험은 모든 세라믹에 적용할 수 있다. 원자재가 혈액 pH (대략 pH 7.35에서 pH 7.45) 에서 존재할 것이기 때문에 모든 원자재에 있어 낮은 pH에서의 분해 기전이 혈액 pH에서의 기전과 동일하지 않을 수 있다는 사실에 주목하여야 한다. 그러나 그럼에도 불구하고, 이러한 엄격한 시험은 분해 산물이 생길 수 있는 극단적인 조건이기 때문에 대부분의 원자재를 선별하는 체로 이용할 수 있다.

용액에서 원자재를 원자재의 용해성 한도까지 용해시킬 것을 권고한다. 용해성 한도 종점까지 시험을 가속시키기 위하여 과립상 시료에 대해 시험을 실시한다.

3.4.3 극한 시험검체 준비

3.4.3.1 시료 구성

원자재의 용도에 적합한 방법에 따라 제작한 시료를 과립 모양으로 만들어야 한다. 시료가 세라믹 코팅제인 경우에는 기질 원자재에서 이를 제거하고, 적합한 크기의 과립 모양으로 만들어야 한다. 일부 조건 (예들 들어, 얇은 코팅)에서는 세라믹 원자재의 양이 극한 시험을 시행하기에 불충분할 수 있다. 이러한 경우에는 시험의 규모를 축소하여 시험 용액 20ml당 1g의 비율로 준비한 검체를 이용할 수 있다. 이러한 과정을 마치고 나면, 대안적으로 선정한 크기의 검체를 이용하기 위하여 질량 측정의 정밀도와 정확성을 적합한 범위로 조정하여야 하며, 타당성을 입증하여야 한다.

3.4.3.2 과립 제작 (Granulation)

텅스텐 카바이드(tungsten carbide) 재질의 막자 사발과 공이로 분쇄하여 과립을 제작하여야 한다.

3.4.3.3 크기 결정

과립 모양의 시료는 ISO 3310-1에 기술된 것과 같은 건조 선별 방법을 사용하여 400㎛의 선별체는 통과하여야 하고, 315㎛의 선별체에는 남아있어야 한다.

이러한 크기의 과립을 제작할 수 없는 경우(예들 들어, 코팅제를 분쇄하여야 하기 때문에), 본 장에 정의되어 있는 크기보다 작은 과립을 사용하여야 하며, 그 크기를 기록하여야 한다.

주) 본 절에 설명되어 있는 것보다 작은 크기의 입자를 사용하는 경우에는 용해가 증대될 수 있으며, 따라서 용해 산물의 양은 감소되지 않을 것이고, 생물학적 안전성에 관한 위해 분석도 손상을 입지 않을 것이다.

3.4.3.4 시료 준비

시작 원자재의 질량은 3.4.4.3항에 제시되어 있는 원자재의 용해도 특성에 따라 결정된다.

- 용해성이 낮은 과립 모양의 원자재의 경우에는 (5.00 ± 0.05)g을 이용하여야 한다.

- 용해성이 높은 과립 모양의 원자재의 경우에는 (10.00 ± 0.05)g을 이용하여야 한다.

3.4.4 극한 시험검체의 특성규명

3.4.4.1 표면적 특성의 규명

예들 들어, ASTM D4780에 제시되어 있는 바와 같은 적합한 방법에 따라 가스 흡착 작용을 통하여 시료의 특성을 규명하여야 한다.

3.4.4.2 밀도

ISO 5017에 따라 시료의 밀도 특성을 규명하여야 한다.

3.4.4.3 가용성의 특성규명

제조업자나 기타 공급업자로부터 입수할 수 있는 원자재에 관한 정보로부터 다음의 방법을 이용하여 원자재의 특성을 ‘고’ 용해성 원자재 또는 ‘저’ 용해성 원자재로 규명하여야 한다.

- 결정 과정에 대한 흐름도인 그림 4를 참고한다.

- (5.00 ± 0.05)g의 원자재가 3.4.7.1에서 3.4.7.5까지 설명되어 있는 시험을 실시하는 동안 100ml에서 완전히 용해될 것으로 예상되는 경우에는 용해성이 높은 원자재로 간주하여야 한다.

- (5.00 ± 0.05)g의 원자재가 100ml에서 완전히 용해되지 않을 것으로 예측되는 경우에는 용해성이 낮은 원자재로 간주하여야 한다.

- 정보를 이용할 수 없는 경우에는 고 용해성 원자재로 간주하여야 한다.

3.4.4.4 미세 구조와 X-선 특성규명

X-선 회절 분석기를 이용하여 X-선 회절법을 실시하여야 한다. 해상도와 재현성은 0.02°이상이 되어야 한다. 미세 구조 분석은 ISO 6474에 설명되어 있는 바에 따라 실시하여야 한다.

3.4.5 시험 장비

3.4.5.1 시험 용기

250ml 폴리프로필렌 용기나 고밀도 폴리에틸렌 용기를 이용하여야 한다. 각각의 시험을 위하여 새로운 시료 용기를 사용하여야 한다. 시험 용액이 오염될 수 있으므로 유리 용기를 이용해서는 안 된다.

3.4.5.2 뷰흐너 깔때기

용해되지 않은 입자를 보유하기에 적합한 흡인 여과기 (Bűchner funnel)나 이와 유사한 유형의 여과기를 이용하여야 한다.

3.4.6 구연산 완충액

구연산 완충액은 신선하게 준비하여야 하며, pH는 (37 ± 1)℃의 온도에서 pH3.0 ± 0.2가 되어야 한다. 용액은 다음에 따라 준비하여야 한다.

1000ml 용적 측정용 플라스크에 담긴 500ml 물에 21g의 구연산 1수화물(monohydrate)을 용해시킨다. 1 mol/l의 수산화나트륨 용액을 200ml 첨가하고, 물 (ISO 3696, 등급 2)로 눈금까지 희석한다. 이 용액 40.4ml에 0.1 mol/l 염산 59.6ml를 혼합하여 구연산 완충용액을 제조한다.

3.4.7 시험과정

3.4.7.1 뚜껑이 없이 용기의 무게를 측정한다.

3.4.7.2 용기와 시료의 무게를 측정한다. 시료가 있는 용기와 시료가 없는 용기의 질량 차이를 시료의 질량으로 기록한다.

3.4.7.3 구연산 완충용액 (100 ± 1)ml를 첨가한다. 시료가 용액에 접촉을 하고 있는지 신중하게 확인하여야 한다.

3.4.7.4 (37 ± 1)℃로 온도를 조절한 환경에서 (120 ± 1)시간 동안 시료가 담긴 용기를 놓아둔다. 회전 운동이나 상하운동을 이용하여 2Hz로 용기를 교반시켜야 한다. 120시간 이전에 시험 시료가 완전히 용해되는 경우에는 시험을 종료하고, 시험보고서에 시간을 기록한다.

3.4.7.5 용기와 시료를 옮긴 후 실온에서 냉각시킨다.

3.4.7.6 여과 잔류물이 없는 여과재(예들 들어, 여과지)의 질량을 측정하기 위하여 여과재의 무게를 측정한다.

3.4.7.7 여과 작용을 통해 시료를 제거한 후 분석을 위하여 여과액을 보관한다. 여과액을 유리 용기에 보관해서는 안 된다.

3.4.7.8 구연산 완충액을 제거하기 위하여 소량의 물 (ISO 3696, 등급 2)로 여과재와 여과잔류물을 세 번씩 세척한다.

3.4.7.9 여과 잔류물이 남아 있는 여과재와 시료를 일정한 질량으로 건조시킨다.

3.4.7.10 여과 잔류물이 남아 있는 여과재의 무게를 측정한다. 여과 잔류물이 있는 여과재와 여과 잔류물이 없는 여과재 사이의 질량 차이가 여과 잔류물의 질량이다.

3.4.7.11 여과 잔류물 질량과 시료 질량 사이의 차이가 용해된 원자재의 질량이다.

3.5 모의 용액 시험방법

3.5.1 원리

모의시험은 3.5.6에 명시된 바와 같이 pH 7.4 ± 0.1의 완충 용액을 주로 이용한다. 이는 정상적인 사람의 pH 수준을 모방한 것이다.

3.5.2 적용 범위

본 시험은 모든 세라믹에 적용할 수 있다.

주) 본 시험에서의 분해 기전은 극한 시험에서의 분해 기전과 동일하지 않을 수도 있다.

3.5.3 모의시험 시료 구성

3.5.3.1 코팅된 세라믹

3.5.3.1.1 공디스크

시험용 시료는 공디스크를 코팅하여 준비하여야 한다.

공 디스크는 완성된 의료기기에서와 동일한 준비 기법과 동일한 기질 원자재를 이용하여 지름이 (36 ±1)mm, 두께는 (2 ± 0.1)mm가 되어야 한다.

3.5.3.1.2 코팅된 디스크

완성된 의료기기의 제작에 사용된 코팅 기법을 이용하여 공 디스크의 모든 면을 코팅하여야 한다.

주) 표면적 대 부피 비율이 감소하기 때문에 본 방법을 이용하는 경우 시험의 민감도가 감소될 것이다.

3.5.3.2 기타 모든 세라믹

완성된 의료기기를 제조하는데 사용한 방법으로 제작한 시료에서 3.4.3.2와 3.4.3.3.에 설명되어 있는 방법을 이용하여 시험 시료를 과립 모양으로 만들어야 한다.

3.5.4 모의시험검체의 특성규명

3.5.4.1 개요

코팅된 검체의 경우에는 표면적, 미세 구조 특성과 X-선 특성을 기록하여야 한다. 다른 모든 세라믹의 경우에는 밀도, 표면적, 미세 구조 특성과 X-선 특성을 기록하여야 한다.

3.5.4.2 밀도

ISO 5017에 따라 밀도에 대한 시료의 특성을 구명하여야 한다.

3.5.4.3 미세 구조 특성과 X-선 특성

X-선 회절 분석기를 이용하여 X-선 회절법을 실시하여야 한다. 해상도과 재현성은 0.02°이상이 되어야 한다. 미세 구조 분석은 ISO 6474에 설명되어 있는 바에 따라 실시하여야 한다.

3.5.4.4 표면적 특성의 규명

예들 들어, ASTM D4780에 제시되어 있는 바와 같은 적합한 방법에 따라 가스 흡착 작용을 통하여 시료의 특성을 규명하여야 한다.

3.5.5 시험 장비

3.5.5.1 시험 용기

250ml 폴리프로필렌 용기나 고밀도 폴리에틸렌 용기를 이용하여야 한다. 각각의 시험마다 새로운 시료 용기를 이용하여야 한다. 시험 용액이 오염될 수 있으므로 유리 용기를 이용해서는 안 된다.

3.5.5.2 뷰흐너 깔때기

용해되지 않은 입자를 보유하기에 적합한 흡인 여과기 (Bűchner funnel)나 이와 유사한 유형의 여과기를 이용하여야 한다.

3.4.6 완충용액

신선한 TRIS-HCL 완충액을 새로이 준비하여야 한다. 500ml 물 (ISO 3696, 등급 2)에 13.25g의 트리스 (하이드록시메틸) 아미노메타인 (tris (hydroxymethyl) aminomethane)을 용해시킨다. (37 ± 1)℃의 온도에서 1 mol/l의 염산을 적절히 넣어 pH를 pH 7.4 ± 0.1로 조정한다. 물 (ISO 3696, 등급 2)로 1000ml까지 만든다.

3.5.7 코팅된 디스크 시험과정

3.5.7.1 개요

모의시험 조건 하에서 분해 산물이 생성되는 지의 여부를 측정하기 위하여 코팅된 디스크와 코팅되지 않은 디스크를 모두 모의 시험 용액에 노출시킨다.

3.5.7.2 공 디스크 시험

3.5.7.2.1 노출 시험을 위하여 시험 용기에 공 디스크를 넣는다.

3.5.7.2.2 공 디스크가 담긴 용기에 완충액을 (100 ± 1)ml 첨가한다. 용액과 공 디스크가 완전히 접촉을 하고 있는지 신중하게 확인하여야 한다.

3.5.7.2.3  (37 ± 1)℃로 온도를 조절한 챔버에서 (120 ± 1)시간 동안 공디스크가 담긴 용기를 놓아둔다. 회전 운동이나 상하 운동을 이용하여 2Hz로 용기를 교반시켜야 한다.

3.5.7.2.4 시료가 담긴 용기를 옮긴 후 실온과 같아질 때까지 둔다.

3.5.7.2.5 용액을 여과하고, 분석을 위하여 여과액을 남겨둔다.(“4. 여과액의 분석” 참조)

3.5.7.3 코팅된 디스크 시험

3.5.7.3.1 각각의 시험 시료용 공디스크의 질량에서 코팅된 디스크의 질량을 빼서 세라믹 코팅제의 질량을 측정한다.

코팅제의 질량을 측정하기 위하여 코팅 하기 전과 코팅 한 후에 각각의 디스크의 무게를 측정하여야 한다.

3.5.7.3.2 노출 시험을 위하여 시험 용기에 코팅된 디스크를 넣어둔다.

3.5.7.3.3 코팅된 디스크가 담긴 용기에 완충액을 (100 ± 1)ml 첨가한다. 용액과 코팅된 디스크가 완전히 접촉을 하고 있는지 신중하게 확인하여야 한다.

3.5.7.3.4 (37 ± 1)℃로 온도를 조절한 챔버에서 (120 ± 1)시간 동안 코팅된 디스크가 담긴 용기를 놓아둔다. 회전 운동이나 상하 운동을 이용하여 2Hz로 용기를 교반시켜야 한다.

3.5.7.3.5 시료가 담긴 용기를 옮긴 후 실온에서 냉각 시킨다.

3.5.7.3.6 여과재 (예들 들어, 여과지)의 무게를 측정한다.

3.5.7.3.7  용액을 여과하고, 분석을 위하여 여과액을 남겨둔다 (“4. 여과액의 분석” 참조).

3.5.7.3.8 소량의 물 (ISO 3696, 등급 2)로 여과재와 여과 잔류물을 세 번씩 세척한다.

3.5.7.3.9 일정한 질량으로 여과 잔류물이 남아 있는 여과재와 시료를 건조시킨다.

3.5.7.3.10 여과 잔류물이 있는 여과재의 무게를 측정한다. 여과 잔류물이 있는 여과재와 여과 잔류물이 없는 여과재 사이의 질량 차이가 여과 잔류물의 질량이다.

3.5.7.3.11 여과 잔류물의 질량과 코팅제의 원래 질량 사이의 차이가 용해된 원자재의 질량이다.

3.5.8 시험과정 (기타 모든 세라믹)

3.5.8.1 뚜껑 없이 용기의 무게를 측정한다.

3.5.8.2 용기와 시료의 무게를 측정한다. 시료가 있는 용기와 시료가 없는 용기의 질량 차이를 시료의 질량으로 기록한다.

3.5.8.3 (100 ± 1)ml의 완충액을 첨가한다. 용액과 시료가 완전하게 접촉을 하고 있는지 신중하게 확인하여야 한다.

3.5.8.4  (37 ± 1)℃로 온도를 조절한 환경에서 (120 ± 1)시간 동안 시료가 담긴 용기를 놓아둔다. 회전 운동이나 상하운동을 이용하여 2Hz로 용기를 교반시켜야 한다. 120시간 이전에 시험 시료가 완전히 용해되는 경우에는 시험을 종료하고, 시험보고서에 시간을 기록한다.

3.5.8.5 용기와 시료를 옮긴 후 실온에서 냉각 시킨다.

3.5.8.6 여과 잔류물이 없는 여과재의 질량을 측정한다.

3.5.8.7 여과를 통하여 시료를 제거하고, 분석을 위하여 여과액을 남겨둔다. 여과액은 유리 용기에 보관해서는 안 된다.

3.5.8.8 소량의 물 (ISO 3696, 등급 2)로 여과재와 여과 잔류물을 세 번씩 세척한다.

3.5.8.9 여과 잔류물이 남아 있는 여과재와 시료를 일정한 질량으로 건조시킨다.

3.5.8.10 여과 잔류물이 있는 여과재의 무게를 측정한다. 여과 잔류물이 있는 여과재와 여과 잔류물 없는 여과재 사이의 질량 차이가 여과 잔류물의 질량이다.

3.5.8.11 여과 잔류물 질량과 시료 질량 사이의 차이가 용해된 원자재의 질량이다.

4. 여과액의 분석

4.1 개요

각각의 시험을 시행한 이후에는 용액을 정량적으로 그리고 정성적으로 3번 분석하여야 한다.

분석 기법에 있어서 시험방법의 수, 정밀도, 정확도, 실행은 다양하고 가변적이다. 가능하다면, 유도 결합 플라즈마 광도법 (Inductively Coupled Plasma Spectroscopy, ICP)를 이용하여 검체를 분석하여야 한다. 원자 흡수 분광법 (Atomic Absorption Spectroscopy, AAS)과 같은 다른 시험방법은 덜 유용하긴 하지만, 요구되는 농도 수준에서의 정보를 제시해 줄 수 있다.

4.2 분석해야 하는 원소 또는 화학 물질의 선정

여과액 속에 있는 분석해야 할 화학물질 또는 원소는 재료 속에 존재한다고 알려진 화학성분과 원료에 일반적으로 알려진 치환 물질에 기인하는 소량 원소와 같은 예상 불순물과 제조 중에 재료에 첨가한 예상 첨가물을 포함하여야 한다. 여과액의 부피는 최초 부피에 따라 125ml 혹은 250ml로 한다. 더 큰 부피는 타당성을 제시하여야 한다.

4.3 분석 방법의 민감도

적용된 시험방법은 충분히 민감하여야 한다 (예들 들어, 원자 흡수 분광법 또는 질량 분광법에서 최소한 10-6). 정량 한도보다 높게 검출된 구성 원소만을 기록한다. 가능한 경우에는 적합한 국제 표준에 따라 위험성이 있는 원자재를 기록하여야 한다.

5. 시험보고서

시험보고서에는 특성을 규명하고, 시험하며, 분석을 하는 동안 본 규격에 따라 확인된 모든 자료가 포함되어야 한다.

a) 시험 기관

b) 측정 일자

c) 시험이 본 장에 따라 수행되었다는 언급과 타당성이 입증된 표준 시험 계획안으로부터 변경된 사실에 대한 사유를 기술한 언급.

d) 배치 번호나 로트 번호를 포함하여 시험원자재에 대한 설명

e) 시험의 유형

1) 고 용해성

2) 저 용해성

3) 극한 (구강내)

4) 극한 (본 장)

5) 모의시험

f) 표면적과 방법

g) 검체 밀도, 미세 구조와 X-선 회절 패턴

h) 시험 기간

i) 시험결과

1) 시료 질량

2) 첨가된 용액의 양

3) 건조 시간

4) 여과 잔류물의 질량

5) 용해된 원자재의 질량

6) 여과액의 질량

7) 화학적 분석과 방법 (코팅된 시료의 경우에 세라믹 분해 산물은 코팅된 디스크의 여과액과 공디스크의 여과액을 비교 분석함으로서 기질로부터 나온 분해 산물과 구별한다.

8) 여과액에서 확인된 각각의 성분에 대하여 총 표면적 당 용해된 질량을 계산

제13장 금속과 합금 소재 의료기기에서 얻어진 분해산물의 확인과 정량

1. 적용범위

본 부분은 임상적으로 사용할 준비를 마친 금속성 의료기기나 또는 이에 상응하는 원자재 검체에서 분해 산물을 확인하고 정량하기 위하여 시험의 설계에 필요한 일반 요건에 대한 지침을 제시한다. 이는 완성된 금속성 의료기기가 체외 가속 분해 시험에서 화학적 변화를 일으켜 생성되는 분해 산물에만 적용할 수 있다. 이들 시험에서는 가속화된 특성으로 인하여 시험결과가 체내에서의 이식물이나 원자재의 작용을 반영하지 않을 수 있다. 기술된 화학적 방법들은 추가적인 평가를 위한 분해 산물 생성법이다.

본 부분은 기계적 응력을 사용하여 유도한 분해 산물에는 적용되지 않는다.

주) 마모와 같이 기계적으로 유도된 분해는 적당한 제품별 개별 규격을 적용할 수 있다. 제품군 표준이 분해 산물을 확인하고 정량하기에 적합한 제품 특정 방법론을 제시하고 있는 경우에는 이들 표준을 고려하여야 한다.

의료기기에 사용되는 금속성 원자재는 광범위하기 때문에 분해 산물을 정량하기 위한 특정한 분석 기법이 없다. 본 부분에서는 특정한 금속이나 합금에 함유되어 있는 미량 원소 (< 10-6)의 확인은 다루지 않으며, 본 부분에 제시되어 있는 분해 산물의 허용 수준에 필요한 특정 요건도 다루지 않는다.

본 부분에서는 분해 산물의 생물학적 작용(biological activity)을 다루지 않는다. ; 대신 제1장과 제15장에서 적용할 수 있는 항을 참조

2. 정의

2.1 합금 : 다른 금속 및/또는 비금속 원소가 하나 이상 첨가된 금속 원소로 구성된 원자재

2.2 전해질 : 전류를 전달할 수 있는 능력이 있는 이온을 함유하고 있는 용액

2.3 개방형 회로 전위 (open circuit potential) : 전극에서 또는 전극까지 전류가 흐르지 않는 경우에 기준 전극이나 이와는 다른 전극에 대하여 측정된 전극의 전위

2.4 부동태 한계 전위 (passive limit potential) : Ea : 부동태 범위의 양극 한계 전극 전위

그림 5 참조

2.5 파괴 전위(breakdown potential) : Ep : 국부적 부식 또는 부동태 전이 부식의 발생이 감지된 임계 전극 전위.

그림 5 참조

3. 분해 시험방법

3.1 개요

의료기기에 있는 금속과 합금의 분해 산물을 확인하고 정량하기 위하여 두 과정의 조합이 기술되어있다. 시험과정의 선정에 관한 타당성은 의료기기의 기능에 따라 입증하여야 한다.

설명된 첫 번째 과정은 변전위 시험(potentiodynamic test)과 정전위 시험(potentiostatic test)이 조합된 시험이다. 두 번째로 설명되는 과정은 침지 시험이다.

변전위 시험은 전위/전류 밀도 곡선에서 특정한 지점의 (Ea와 Ep)를 측정하고, 연구 중에 있는 원자재의 일반적인 전기화학적 작용을 측정하는데 사용한다.

침지 시험은 분석해야 하는 분해 산물을 생성하기 위하여 시험원자재를 화학적으로 분해하는데 사용한다.

분해로 인하여 금속 기질에서 코팅제가 손실될 가능성이 있는 경우에는 코팅제뿐만 아니라 기질 원자재의 잠재적 분해 산물도 고려하여야 한다. 이외에도 비금속성 원자재로 코팅된 금속 기질을 시험하는 경우에는 코팅제의 잠재적 분해 산물을 측정하기 위하여 제11장 및/또는 제12장의 요건을 고려하여야 한다.

분해 산물의 확인과 정량은 해당되는 경우, 제14장에 따른 독성 동태학적 시험과 생물학적 반응을 평가하는데 있어 근거를 형성한다.

3.2 전제 조건

전기화학적 분해 반응의 속도는 검체 상태 및 준비, 시험 기구와 시험 조건의 작은 변화에도 민감하다. 따라서 전기화학적 분해 시험은 경험이 많고 자격이 있는 사람이 적합한 시설을 갖추고 있는 실험실에서 시행하여야 한다. 여기에는 시험 장치의 보정과 적합한 관리가 포함된다. 장치의 사용방법 및 작업조건에 대한 타당성을 입증하여야 한다.

주) 안정성, 예열 시간, 등등과 관련하여 전기화학적 시험 조건을 충족하고 있는지의 여부는 [1]에 일치하고 있는지를 통하여 입증할 수 있다.

4. 시료 및 검체 준비

4.1 검체 문서화

시험 중에 있는 원자재(들)의 일반적인 조성을 문서로 제시하여야 한다.

4.2 시험 용액 (전해질)

사용하려는 시험 용액 (전해질)은 의료기기의 용도에 적합한 것이어야 한다. 모든 화학 물질의 등급은 분석 등급(analytical grade)이어야 하며, ISO 3696에 따라 2등급의 물로 용해하여야 한다.

우선적으로 선택해야 하는 전해질은 염화나트륨이 0.9%인 등장 수용액이다. 인공 타액이나 인공 혈장과 같은 다른 전해질을 이용할 수도 있다. 대신 사용할 수 있는 성분의 사례는 부록 C에 제시되어 있다.

시험보고서에 전해질 선택의 타당성이 입증되어야 한다. 0.9% 염화나트륨 수용액이 아닌 다른 전해질을 사용하는 경우에 해당 pH를 명시하여야 한다.

4.3 시험검체의 준비

4.3.1 시험검체

화학적 분해 시험의 민감도는 원자재 조성의 차이와 원자재 공정 그리고 표면 처리 과정과 관련이 있다. 검체 채취 과정과 검체 모양 그리고 표면 준비가 무엇보다 중요하다. 검체는 완성된 의료기기를 대표하는 것이어야 한다.

4.3.2 검체 채취

각각의 화학적 시험을 위하여 제9장에 제시되어 있는 바에 따라 최소한 두개의 검체를 준비하여야 한다. 시험결과에서 중요한 편차가 발견되는 경우에는 편차의 원인을 밝혀야 하며, 보다 많은 검체를 시험하여야 한다.

제조 조건에 의하여 금속 검체가 이방성(anisotropic)을 띠는 경우, 단일 표면 노출과 연관이 있는 시험에는 가로 제작 방향과 세로 제작 방향 모두에 평행이 되도록 자른 검체를 포함하여야 한다.

4.3.3 검체 모양

대표적인 의료기기와 비교할 수 있는 방법으로 준비되는 경우에는 원형 막대 또는 직사각형 막대 또는 단일 자유 표면이나 평평한 쿠폰(flat coupons)을 분해 시험에 표준 검체로 이용할 수 있다. 검체가 실제 의료기기의 성분인 경우에는 어느 모양이나 상태여도 무방하나, 잘 관리된 조건 하에서 시험을 수행하고, 기록하여야 한다.

전해질에 노출된 검체의 표면적은 분해 속도의 반복적인 측정과 정확성을 보증하기 위하여 전체 기하학적 표면에 대하여 10% 이상의 정확도까지 측정하여야 한다.

4.3.4 검체 표면 상태

원자재의 표면 상태는 전기화학적 작용에 영향을 미칠 수 있기 때문에 시험검체의 표면 상태는 완성된 의료기기와 동일하여야 하며, 시험보고서에 이를 기록하여야 한다. 서로 다른 원자재를 시험한 결과를 비교하기 위하여 시험검체의 표면 상태는 동일한 것이어야 한다.

5. 전기화학적 시험

5.1 기구

5.1.1 ±1℃ 내에서 용액 온도를 조절하는 방법으로 ISO 3583에 따라 적합한 크기로 만든 붕규산 유리(borosilicate glass)의 시험 전지(test cells)

5.1.2 전류 출력 범위가 10-9A에서 10-1A까지이며, 전위 범위가 ±2V인 주사(스캔닝) 일정전위기(Scanning potentiostat)

5.1.3 ±2V 사이의 전위 범위에서 1mV의 변화를 감지하는 민감도와 정확도를 갖춘 입력 임피던스 (>1011 Ω)가 높은 전위 측정 장치(potential-measuring instrument)

5.1.4 10-9A에서 10-1A 사이에서 전류 범위에 대한 절대값의 ±1%까지 전류를 측정할 수 있는 전류 측정 장치(Current-measuring instrument)

5.1.5 작동전극 [시험검체](Working electrode[test sample])

5.1.6 작동 전극(working electrode) 면적의 최소한 10배인 유리질 형태의 탄소나 또는 백금(그리드, 플레이트, 전선)과 같은 보조전극(Counter-electrode[s])

5.1.7 기준 전극(Reference electrode)

5.1.8 민감도가 ±0.1인 pH 측정기

가변성 전위(variable potential)가 있는 시스템으로 사용할 수 있는 전기화학적 측정 회로의 골격도는 부록 A에 제시되어 있다.

전해 전지 모형도는 부록 B에 제시되어 있다.

5.2 검체 준비

시험 표면만을 전해질과 접촉시키기 위하여 방수 전극 홀더에 시험검체를 놓는다. 검체와 장비 사이에 틈이 생겨 틈새 부식이 발생할 수 있는 조건이 생기지 않도록 주의한다. 시험을 하기 전에 에탄올에서 10분에서 15분 동안 초음파로 시료를 세척한다. ISO 3696에 따라 2등급의 물로 신중하게 헹구고 난후 곧바로 시험 전지 안으로 옮긴다.

5.3 시험 조건

시험 용액 (전해질)으로 시험 전지를 채운다. 전기화학적 작용이 10℃에서 50℃의 온도 범위에 민감한 경우에는 전해질 전지를 (37 ± 1)℃로 유지한다. 시험을 시작하기 전에 30분 이상 약 100 ㎤min-1의 속도로 산소가 포함되지 않은 질소나 또는 아르곤으로 기포를 생성시켜 전해질에서 산소의 수준을 감소시킨다. 농도 기울기(gradients)를 피하기 위하여 기계적 수단이나 가스로 기포를 만들어 전해질을 교반하여야 한다. 가스 교반법을 이용하는 경우에는 활성화된 시험 표면에 가스 기포가 부착되지 않도록 주의를 기울여야 한다.

자기 교반기는 종종 전기화학적 시험 전지에 장애를 일으킨다. 자기 교반기를 사용하는 경우에는 시험 장비의 유효성을 입증하기 위하여 자기 교반기가 시험 전지에 미치는 영향을 측정하여야 한다 (3.2 참조).

5.4 변전위 측정

작동 전극(working electrode)을 침지시키고 2시간 후에 개방형 회로 전위를 측정한다. 변전위를 측정하기 위해서는 이 전위가 시작 전위가 되어야 한다. 전위 상승 속도의 효과가 적은 경우의 시험을 제외하고, 전위 상승 속도가 스위프율 증가에 의해 10 mV․s-1 까지 가속될 수 있는 시험의 경우 스위프율(sweep rate)은 1.0 mV․s-1이 되어야 한다. 검체의 과부동태 범위(transpassive range)를 평가하기 위하여 최대 2000 mV나 최대 전류 밀도 1.0 mA․㎝-2 중 어느것이나 먼저 도달하는 수치를 가지고 전위/전류 밀도 곡선을 기록한다(그림 5 참조). 일관성을 확보하기 위하여 반대 방향으로 스캔하여 적어도 개방형 회로 전위까지 계속 반대로 진행한다. 2000 mV나 1.0 mA․㎝-2까지 시험을 반대로 반복한다. 곡선이 재현되지 않는 경우에는 5~10번 순환시킨다. 5~ 10번의 순환한 이후에도 전위/전류 밀도 곡선이 일관되게 유지되지 않는 경우에는 시험 기구, 전극 기능, 원자재 고유의 특성, 등등과 같이 원인이 될 수 있는 요인들을 조사한다. 로그 전류 밀도/전위 곡선 또한 기록하여야 한다(그림 5 참조). 마지막 순환에서 파괴 전위 (breakdown potential; Ep)를 기록한다 (그림 5 참조).

전기화학적 시험을 하는 동안 귀금속은 부동태 상태가 되는 금속(passivating metals)과는 다르게 작용할 수 있다. 따라서 다른 금속 시스템에서 파괴 전위(breakdown potential; Ep)를 측정할 때는 신중하여야 한다.

5.5 정전위 측정

본 방법은 전해질로 용해할 수 있는 분해 산물을 정성적으로 그리고 정량적으로 측정할 수 있도록 해준다.

시험 시간 동안 일정한 전극 전위에서 새로운 시험검체를 고정시키고 전류 밀도/시간 곡선을 기록한다. 분해 산물을 측정하는데 사용하는 전위는 파괴 전위(breakdown potential; Ep) + 50mV여야 한다. 시험된 원자재에 따라 분극 기간은 1시간 또는 5시간이 되어야 하며, 이를 기록하여야 한다. 나중에 계산에 사용할 전해질의 양을 측정하고 기록한다.

6. 침지 시험

6.1 장치

6.1.1 ±1℃ 내에서 용액(bath) 온도를 조절할 수 있고, ISO 3585에 따라 적합한 크기로 만든  붕규산 유리(borosilicate glass)의 시험 전지(test cell)

6.1.2 민감도가 ±0.1인 pH 측정기(pH-meter)

주) Ep는 전류 밀도 0까지 산화 곡선의 선형 부분을 외삽하여 측정한다.

그림 5. Ea에서의 부식 전류 시작과 파괴 전위 Ep를 나타내는 전류 밀도 대 전위의 도면

6.2 검체 준비

시험검체는 각각 별개의 유리 용기에 넣어야 한다. 검체 표면 1ml/㎠ 보다 적은 양의 전해질로 검체(들)을 완전히 덮을 수 있도록 유리 용기의 크기를 선정하여야 한다.

생물학적 오염으로 인하여 자료가 손상되지 않아야 한다. 예들 들어, 전해질은 무균 상태에서 준비해야 할 수도 있다

주) 전해질의 양과 표면적은 의도한 분석 방법에 사용하기에 충분한 것이어야 한다.

최대 지지선또는 지지점을 제외하고 검체가 유리 표면에 닿지 않도록 주의를 기울여야 한다. 시험검체가 작은 경우에는 하나의 시험검체로 적당한 표면적/부피 율에 도달할 수 없을 것이다. 따라서 시험검체가 반드시 두개 이상의 조각으로 구성되어야 하는 경우에는 각각의 조각이 서로 닿지 않도록 하여야 한다.

6.3 침지 시험과정

시험을 시작하는 시점에서 시험검체가 담겨 있는 전해질의 pH를 측정한다. 증발되는 것을 막기 위하여 시험 전지를 단단하게 밀봉하고, (7 ± 0.1)일 동안 (37 ± 1)℃의 온도로 유지한다. 검체를 제거한 후 남아 있는 전해질의 pH를 측정한다.

7. 분석

저배율 현미경 (>50 × )으로 시험검체의 상태를 관찰하고, 기록한다. 표면의 중요한 변화를 기록한다. 해당되는 경우, 표면에 대한 보다 자세한 분석을 실시하여야 한다.

각각의 실험이 끝난 후에 충분히 민감한 방법(예들 들어, 원자 흡수법, ICP 또는 질량 분광법에서 최소한 1.0 × 106의 민감도를 갖는 방법) 이용하여 전해질에 대한 정성 분석과 정량 분석을 실시한다. 정량 한계 이상으로 검출된 기질 조성물을 기록한다. 생물학적으로 위험할 수 있는 조성물이 확인되었지만, 정량하지 못하는 경우에는 다른 분석적 평가를 실시하여야 한다. 이외에도 분석 시에 보조 전극(counter-electrode)에 있는 침전물을 고려하여야 한다.

8. 시험보고서

시험보고서에 최소한 다음과 같은 세부적인 사항들을 수록하여야 한다.

a) 화학적 조성을 포함하여 시험검체에 대한 완전한 확인(identification)

b) 전해질의 양에 대한 노출되는 검체의 표면적 비율

c) 전기화학적 시험에서의 기준 전극이나 자연 전극에 대한 설명과 전해질의 pH(불확실성이 ± 0.1인)와 조성

d) 침지 시험에서 전해질의 조성과 최초 및 최종pH

e) 전해질의 온도

f) 전류 밀도 대 전위 곡선(들), 선택적으로 비교를 위한 로그 (전류 밀도) 대 전위 곡선

g) 개방형 회로 전위

h) 파괴 전위(breakdown potential; Ep)와 파괴 전위에서의 전류 밀도

i) 스위프율(sweep rate)

j) 전류 밀도 대 시간 곡선(들)과 총 시험 시간

k) 곡선에 대한 개략적인 설명 (예들 들어, 이력현상, 정점)

l) 검체 표면 및/또는 전해질의 중요한 변화에 대한 설명

m) 침지 시험을 실시하는 동안 7일 마다 제곱 센티미터당 마이크로그램(㎍/㎠/7 day)또는 정전 시험을 실시하는 동안 1시간 마다 제곱 센티미터당 마이크로그램(㎍/㎠/h)으로 기록하는 분해 속도를 포함하여 전해질의 분해 요소에 대한 분석 결과

n) 전해질을 화학적으로 분석하는 방법

o) 기준 전극의 유형 [모든 전위는 표준 수소 전극 (normal hydrogen electrode; NHE)을 기준으로 하여야 한다.]

p) 조사자의 성명

q) 조사 일자

r) 조사자의 서명

부록 A (참조)

전기화학적 측정 회로의 골격도

기호 풀이

1. 일정 전위기 (Potentiostat)

2. 전위 측정 (Potential measurement)

3. 전류 측정 (Current measurement)

4. 작동 전극 (Working electrode)

5. 보조 전극 (Counter-electrode)

6. 기준 전극 (Reference electrode)

그림 A.1 - 전기화학적 측정 회로의 골격도

부록 B (참조)

전해 전지 모형도

기호 풀이

1. 등온 전지(Constant-temperature cell)	9. 전해 가교(Electrolytic bridge)

2. 전해질(Electrolyte)	10. 기준 전극(Reference electrode)

3. 물 배출구(Water outlet)	11. 포화 KCL 용액

4. 가스 주입구	12. 러긴 모세관(Luggin capillary)

5. 온도계	13. 등온 수 주입구

6. 보조 전극(Counter-electrode)	14. 자기 교반 막대

7. 작동 전극(Working electrode)	15. 자기 교반기

8. 가스 배출구

그림 B.1 - 전해 전지 모형도

부록 C (참조)

전기화학 시험에 대신 사용하는 전해질의 사례

C.1 개요

모든 화학 물질은 분석 등급이어야 하며, ISO 3696에 따라 2등급의 고순도 물에 용해되어야 한다. 이들 용액을 준비할 때는 침전이 되지 않도록 주의하여야 한다.

C.2 인공 타액 ([2] 참조)

Na2HPO4 ……………………………………… 0.260 g/l

NaCl …………………………………………… 0.700 g/l

KSCN ………………………………………… 0.330 g/l

KH2PO4 ………………………………………… 0.200 g/l

NaHCO3 ………………………………………… 1.500 g/l

KCl ……………………………………………… 1.200 g/l

C.3 인공 혈장 ([2] 참조)

NaCl …………………………………………… 6.800 g/l

CaCl2 …………………………………………… 0.200 g/l

KCl ……………………………………………… 0.400 g/l

MgSO4 ………………………………………… 0.100 g/l

NaHCO3 ………………………………………… 2.200 g/l

Na2HPO4 ……………………………………… 0.126 g/l

Na2HPO4 ……………………………………… 0.026 g/l

참고문헌

[1] ASTM G 5-94, Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements.

[2] AFNOR NF 91-141G 5-94, Biodegradability of dental metal alloys-Standardization of electrochemical test.

[3] ISO 10993-17, Biological evaluation of medical devices- Part17: Establishment of allowable limits for leachable substances using health-based risk assessment.

[4] ISO 10271, Dental metallic materials-Corrosion test methods.

제14장 분해산물과 용해물에 관한 독성동태시험

1. 적용범위

본 부분에서는 의료기기와 관련된 독성동태 시험을 설계하고 실행하는 방법에 대한 원리를 제시한다. 부록 A는 의료기기의 생물학적 평가에 독성동태 시험을 포함할 때 고려하여야 하는 사항들에 관한 설명이다.

2. 정의

본 부분의 목적을 위하여 제1장에 제시되어 있는 정의와 다음의 정의를 적용한다.

2.1 분해 산물 : 원자재의 분해나 또는 화학적 파괴에 의해 생성된 원자재의 산물

2.2 용해물(leachable) : 중합체 원자재의 올리고머 조성물이나 단량체, 첨가제와 같이 용출가능한 성분

2.3 시험물질 : 독성동태 시험에 사용하는 용해물(leachable)이나 분해 산물

2.4 흡수 : 혈액 및/또는 림프계로 물질이 들어가는 과정

2.5 분포 : 흡수된 물질 및/또는 이들의 대사 물질이 인체 내에서 순환을 하고, 분배되는 과정

2.6 물질대사 : 흡수된 물질이 화학적 및/또는 효소 반응에 의하여 인체 내에서 구조적으로 변화되는 과정

주) 최초 반응 산물은 배출되기 이전에 효소 반응이나 비효소 반응의 결과로 변경될 수 있다.

2.7 배출 : 흡수된 물질 및/또는 이들의 대사 물질이 인체에서 제거되는 과정

2.8 생체 이용율 : 본래 물질의 전신 흡수 정도

2.9 제거율 : 물질대사 및/또는 배출에 의하여 인체에서 물질이 제거되는 비율

2.10 반감기 (t1/2) : 동일한 인체 체액이나 조직에서 특정 분자의 농도가 초기값의 50%까지 감소되는데 걸리는 시간

2.11 평균 체류 시간 : 인체에 남아있는 물질을 양적으로 추정할 수 있도록 해주는 반감기와 관련이 있는 통계적 모멘트

2.12 cmax : 단위 부피당 질량으로 표시되는 혈장에 있는 물질의 최대농도

주) 체액이나 조직의 최대농도를 참조하는 경우, cmax,간과 같은 적합한 동정자가 있어야 하고, 단위 부피 당 질량 또는 질량으로 표시하여야 한다.

2.13 tmax : cmax가 관찰되는 시각

2.14 AUC0-t : 물질의 단회 투여 이후의 시간 0에서 시간 t까지 혈장 농도 대 시간곡선 아래에 있는 영역

주) t는 일반적으로 무한대까지 외삽한다.

2.15 AUMC0-t : 물질의 단회 투여 이후의 시간 0에서 시간 t까지 첫 번째 순간의 혈장 농도 대 시간 곡선 아래에 있는 영역

주) t는 일반적으로 무한대까지 외삽한다.

2.16 분배부피 (Vd) : 균일하게 분포되어 있는 경우, 인체에 포함되어 있는 시험물질의 양을 포함하는 명확한 부피를 나타내는 단일 구획 모델에 대한 매개 변수

2.17 용출액(extract liquid) : 시험원자재의 용출 과정의 결과로 생기는 액체

2.18 생분해 : 생리학적 환경이나 모의 환경에 노출되는 경우에 불변성(integrity) 감소 및/또는 성능의 감소와 관련된 생체 적합 물질 또는 의료기기의 변화

2.19 생체 흡수 : 생체 적합 물질이 생리적 환경에서 분해되고, 생성물이 배출되고 또는 흡수되는 과정

3. 독성동태 시험의 설계 원리

3.1 독성동태 시험은 사례별로 설계하여야 한다.

3.2 시험 방법은 시험을 시작하기 전에 작성하여야 한다. 이러한 방법에는 시험방법을 포함하여 시험 설계가 명확하게 제시되어야 한다. 명확하게 제시하여야 하는 세부적인 부분은 아래와 4항에 제시되어 있다.

3.3 독성동태 시험에 사용할 방법을 결정하기 위하여 용출시험(leaching studies)의 결과를 고려하여야 한다. 화학적 특성과 물리화학적 특성, 원자재의 표면 형태와 용출물의 생화학적 특성에 대한 정보도 또한 고려하여야 한다.

주) 용출물의 방출 정도와 속도는 표면에서의 농도, 원자재 내에서 표면까지의 이동, 생리학적 환경에서의 용해도와 유속에 좌우된다.

3.4 잠재적인 독성이 있는 분해 산물이나 특성이 규명된 용해물(leachable)로 독성동태 시험을 시행할 것을 권고한다. 그러나 혼합물에 대한 독성동태 시험은 특정한 조건 하에서 실행 가능하다. 용출액(extract liquid)이나 의료기기나 원자재를 분쇄하거나 가루로 만든 형태는 예외적인 환경에서 사용할 수 있으며, 시험 설계 시에 타당성을 입증하여야 한다.

3.5 분석 방법은 생물학적 체액과 조직에서 대사 물질과 용해물(leachable) 그리고 분해 산물을 검출하고, 이들의 특성을 규명할 수 있는 것이어야 한다. 이런 사항들은 시험보고서에 전부 기록하여야 한다(4.1.11항 참조). 정량적 분석 방법은 세부적이고, 민감하며 재현할 수 있는 것이어야 하며, 분석 물질의 예측 농도 범위 이상으로 선형성을 나타내는 자료를 산출하여야 한다. 분석 방법의 타당성을 보고서에 제시하여야 한다.

3.6 시험 설계는 측정할 분석 물질 수준에서 생리학적 체액, 조직 또는 배출물을 명확하게 제시하여야 한다.

주) 혈액은 채취하기에 편리하기 때문에 종종 흡수 시험과 동역학적 매개 변수에 대한 체액으로 선정된다. 전혈, 혈청 또는 혈장 중 어느 것을 분석할 것인지를 제시하고, 이러한 선정의 타당성을 입증하여야 한다. 순환 단백질이나 적혈구의 결합은 체외에서 측정할 수 있다.

3.7 시험보고서에는 검체에서의 분석대상물질의 결합에 대한 정보(예들 들어, 양과 친화도)가 포함되어야 하며, 분석대상물질의 농도가 과소평가되지 않았음을 입증하여야 한다.

3.8 동역학적 매개 변수를 측정할 수 있도록 적절한 간격을 가지는 충분한 자료점이 있어야 한다. 이론적으로 여기에는 몇몇의 말기 반감기가 포함되어야 한다. 실제로 분석 방법의 제약으로 인하여 절충을 해야 할 수도 있다.

4. 시험방법에 관한 지침

4.1 일반적 고려 사항

4.1.1 적합한 성별과 종으로 시험을 실시하여야 한다. 건강하고 젊은 동물 성체를 최소한 7일 동안 시험 조건에 순응시켜야 한다. 사용을 하려면 각각의 동물을 개별 대사 우리로 옮긴 후 최소 24시간 동안 순응시켜야 한다. 동물의 사용과 관리에 대한 지침(제17장 시험동물관리)에 제시되어 있는 환경 조건을 권고한다. 방법에 다른 규정이 없는 한 시험을 실시하는 동안 전형적인 동물 상용사료와 식수를 자유롭게 사용할 수 있다. 동물은 각각의 시험 기간 동안 동물군 내에서 무작위로 선정하여야 한다. 작은 동물의 경우에는 최소한 3마리를 이용하여야 하며, 큰 동물의 경우에는 최소한 2마리를 이용하여야 한다. 명시된 적절한 시점에 동물을 안락사 시켜야 한다.

4.1.2 관련 검체 안의 시험물질에 적합한 것으로 입증된 평가 과정이 존재하고, 시험물질의 대사 특성이 잘 규명되어 있는 경우에는 비 방사능 표지 시험물질이 유용할 수 있다.

4.1.3 필요한 경우 시험물질은 대사적으로 안정한 위치에서 가급적이면 14C나 또는 3H 그리고 적정한 방사 화학적 순도 (>97%)로 방사능 표지를 하여야 한다. 3H를 이용하는 경우에는 삼중수소 교환(tritium exchange) 의 가능성을 고려하여야 한다. 해당되는 경우에는 방사능으로 표지된 화합물을 비 방사능 표지 물질로 희석하여야 한다.

4.1.4 방사능으로 표지된 화합물을 이용하는 경우에는 시험물질의 특정한 활동이나 방사 화학적 순도를 미리 알고 있어야 한다.

4.1.5 시험물질은 적합한 경로를 통해 투여하여야 한다. 이러한 경로는 의료기기의 사용목적에 적합한 것이어야 한다. 시험물질은 투여 경로에 맞는 적합한 검체로 준비하여야 한다. 제안된 투여 조건 하에서 검체가 적합한지의 여부는 사전에 미리 알고 있어야 하며, 기록하여야 한다.

주) 시험 설계에는 비교를 위하여 다른 경로(들)이 포함되어야 할 수도 있다.

4.1.6 투여량 평형 시험의 경우 시험동물은 대사 우리(metabolism cages)에서만 사육하여야 한다.

4.1.7 사후 방출 미생물이나 자발적인 변성을 예방하기 위하여 소변과 배설물은 온도가 낮은 용기(또는 분석을 방해하지 않도록 보존제가 담겨 있는 용기)에 채집하여야 한다. 전혈이나 혈장을 분석하는 경우에는 적합한 항응고제를 이용하여 채혈하여야 한다.

4.1.8 가능하다면 어느 곳에서든 투여하기 전에 대조 표준을 채집하여야 한다. 일부 시험에서는 시험동물에서 대조 표준 (예들 들어, 조직)을 채집하는 것이 불가능하며, 이들은 대조군에서 얻어야 한다.

4.1.9 채집 시간은 수행하려는 시험의 유형에 적합하여야 하며, 필요하다면, 분, 시간, 하루, 주 또는 달의 기간으로 실행할 수 있다. 배설물과 관련된 시험의 경우에는 일반적으로 최소한 96시간 동안 24시간을 주기로 한다. 혈액 검체가 필요한 경우에는 최대 72시간 동안 수 분에서 수 시간까지의 제시된 스케쥴 예정 범위에 따라 혈액을 채혈한다.

4.1.10 적합한 우수 실험실 기준 (good laboratory practice)에 따라 독성동태 시험을 실시하여야 한다.

4.1.11 시험보고서에는 다음의 관련 정보들이 포함되어야 한다.

a) 동물의 공급처와 혈통, 환경 조건, 상용 사료, 연령, 성별

b) 시험물질과 검체, 순도, 안정성, 형태(formulation), 투여한 양

c) 투여 경로를 포함한 시험 조건

d) 평가 방법, 용출법, 검출법, 검증

e) 원자재의 전반적인 회수율

f) 매 시점마다 결과에 대한 도표 작성

g) 품질 기준이나 우수 실험실 기준 이행 상태

h) 결과에 대한 검토

i) 결과의 해석

4.2 특정한 유형의 시험에 대한 지침

4.2.1 개요

위험성 평가에 필요한 정보를 얻기 위하여 시험을 설계하여야 하며, 따라서 일반적으로 모든 측면을 시험할 필요는 없다.

4.2.1.1 흡수, 분포, 대사, 배출 시험은 하나의 시험으로 몇몇의 측면을 총체적으로 시험하거나 이들 측면 가운에 하나를 개별적으로 시험할 수 있다.

4.2.1.2 시험의 설계에 따라 흡수율, 배출율, AUC0-t, AUMC0-t, cmax, tmax, 반감기, 평균 체류 시간, 분포량과 제거율을 포함한 동역학적 매개변수의 수를 결정할 수 있다.

4.2.1.3 동역학적 매개변수는 특정한 분자들에 대해서만 결정할 수 있으므로, 평가 방법은 이러한 분자들에 민감하고 특정한 것이어야 한다. 관련 화합물의 정확한 동역학적 매개변수는 정맥내 투여를 한 후에만 결정할 수 있다. 따라서 동역학적 매개변수 시험의 설계에 제한된 정맥내 투여 시험을 포함해야 할 수도 있다. 이는 소량의 흡수된 투여량을 계산할 수 있도록 해주며, 다른 시험에서 추정된 매개변수를 수정하는데 이용한다.

4.2.1.4 적합한 동역학적 모델을 이용하여 동역학적 매개변수를 결정하여야 한다. 동역학적 매개변수를 추정할 수 있는 컴퓨터 프로그램은 다양하다. 사용하기 전에 소프트웨어의 타당성을 입증하여야 하며, 이러한 입증 사항을 문서로 기록하여야 한다. 모델링에서 프로그램에 도입된 가설과 선택사항들을 문서화하여야 한다.

4.2.2 흡수

흡수는 시험물질의 물리 화학적 형태와 용액(vehicle) 그리고 투여 경로에 따라 좌우된다. 이는 혈액, 혈청, 배설물 그리고 조직 농축물을 통하여 추정할 수 있다. 완전한 생체 이용율 시험을 고려하여야 한다. 기타 필요한 정보와 방사능 표지 물질의 이용 가능성 그리고 평가 방법에 따라 적합한 유형의 시험을 선정한다. 흡수상(absorption phase)에서 충분한 검체를 채집할 수 있는 경우에만 동역학적 매개변수 시험에서 확실한 흡수율 상수를 산정할 수 있다.

주) 체외 방법이 화학 물질의 피부 흡수와 위장 흡수에 대한 중요한 정보를 제공해 줄 수 있다.

4.2.3 분포

4.2.3.1 일반적으로 분포 시험에는 방사능으로 표지된 화합물이 필요하다. 시험은

- 해부된 조직에서 측정된 수준을 정량하며,

- 전혈 자기 방사법 (WBA; whole-body autoradiography)을 이용하여 정성 분석하고,

- WBA(whole-body autoradiography) 표준 등급을 이용하여 준정량할 수 있다.

4.2.3.2 일반적으로 분포 시험에서 검체를 추출하는 시간은 시험물질의 배출에 따라 tmax,, 24시간, 168시간 또는 그 이상의 긴 시간 동안이어야 한다. 추가적인 자료가 필요한 경우에는 중간 시간을 이용할 수 있다. 대체적으로 검체는 초기의 흡수상(phase of absorption)과 배출상(phase of elimination)에서 자주 추출한다. 그러나 동역학적 매개변수를 최상으로 추정할 수 있기 때문에 (이론상으로 반감기 3에서 4) 배출상(elimination phase)에서 더 많이 추출해야만 한다. 주요한 결정요소는 분석감도이다.

4.2.4 물질대사와 배출

4.2.4.1 대사 우리(metabolism cages)는 시험 기간 내내 소변과 배설물을 따로 채집할 수 있는 것이어야 한다. 최대 14일 까지 시험을 하는 경우에는 시험의 마지막까지 매 24시간마다 소변과 배설물을 따로따로 채집하여야 한다. 일부 시험 설계에서는 그 사이에 동물이 희생될 수도 있다. 시험물질이나 시험물질의 대사 물질이 급속하게 배출될 것 같은 경우에는 24시간 전에 검체를 채집할 수 있다. 보다 장기간 동안 시험하는 경우에는 단기 시험에서와 마찬가지로 최초의 기간에 검체를 추출하여야 한다. 그 이후에는 평가 기간 당 24시간을 주기로 지속적으로 검체를 추출하여야 한다.

주) 장기간(prolonged periods) 동안 대사 우리(metabolism cages)를 사용하는 것은 동물 관리에 해로울 수 있다. 따라서 연장된 시간에 대표적인 불연속 검체를 채취할 수 있으며, 이러한 결과를 연속적인 검체 수집에 외삽할 수 있다.

4.2.4.2 동물의 시체 및/또는 개별 동물의 표적 기관은 분석을 위하여 보관하여야 하며, 전혈 농축물과 혈장을 분석하기 위하여 채집된 혈액을 간직하여야 한다. 희생되어야 하는 시간에 대사 우리에서 검체를 채집한 후에는, 우리(cage)와 올가미를 적합한 용액으로 세척하여야 한다. 발생되는 세척물을 함께 모으거나 대표적인 일부분은 분석을 위하여 보존할 수 있다.

4.2.4.3 방사능 표지 화합물을 사용하는 경우 [아래의 주) 참조]에 시험물질의 회수율 또는 예측된 회수율은 이론적으로 (100 ± 10)%가 되어야 한다. 각 부분에 있는 시험물질의 양은 적절한 환경에서 방사능으로 표지된 화합물과 방사능으로 표지되지 않은 화합물에 대하여 적합한 것으로 입증된 과정에 따라 분석하여야 한다. 방사능으로 표지된 화합물을 사용하는 경우에는 특정한 평가 방법을 사용하지 않는 한, 모 성분(parent compound)과 대사산물을 모두 평가하는 것이 바람직하다. 방사능으로 표지된 화합물을 배설물 (대변 및/또는 소변)이나 인체에서 충분하게 회수할 수 없는 경우에는 배출되는 공기의 채취를 고려하여야 한다.

주) 명시된 회수 범위를 모든 경우에 달성할 수 있는 것은 아니며, 보고서에 차이가 나는 이유를 설명하고, 검토하여야 한다.

4.2.4.4 생물학적 환경에서의 방사능 수준은 예를 들어, 액체섬광계수법으로 측정하여야 한다.그러나 이것이 화합물과 대사 물질의 혼합 농도를 나타내고, 그것으로부터 어떤 동역학적 매개 변수도 유도해 낼 수 없음에 유의하여야 한다. 대사 물질의 분리를 반드시 고려하여야 하는 경우에는 다수의 용출 과정과 크로마토그래피 과정 (예들 들면, 고성능액체 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피, 가스-액체 크로마토그래피와 같은)이 포함되기도 하며, 원자재 결과물의 특성을 화학적인 방법과 물리화학적 기법(예들 들면, 질량 분광법, 핵자기 공명 분광법)으로 규명하여야 한다.

주) 조직, 세포, 균질 현탁액 그리고 분리된 효소를 체외 대사 시험에 사용하는 경우에는 이를 문서화하여야 한다. 이들 방법은 화합물을 적합한 부위에 이용할 수 없는 경우 체내에서 일어나지 않을 수도 있는 잠재적인 대사를 규명해준다. 체내와 비교된 체외 대사의 속도와 정도에는 종종 차이가 있다.

부록 A (참조)

독성동태 시험 시 고려하여야 하는 환경

A.1 사용되는 대부분의 의료기기에는 잠재적인 위해 요소가 존재한다. 그러나 확인할 수 있는 모든 분해 산물과 용출물에 대해 독성동태 시험이 반드시 필요하거나 유용한 것은 아니고, 모든 의료기기에 대해 필요한 것도 아니다.

A.2 의료기기의 생물학적 평가 방법의 일부분으로써 독성동태 시험은 의료기기의 용도에 어울리도록 설계된 분해 산물과 용출물 그리고 전위(potential)를 포함하여 완제품과 완제품을 구성하는 화학 물질을 참작하여 그 필요성을 고려하여야 한다.

A.3 해당되는 경우, 동물 관리 요건뿐만 아니라 가능한 분해 산물보다는 개연성있는 분해 산물을 결정하기 위하여 독성동태 시험을 실시하기 전에 체외 시험방법 (예들 들어, 조직, 세포 균질 현탁액 또는 세포)으로 이론적 분해 과정을 조사하여야 한다.

A.4 다음과 같은 경우에는 독성동태 시험을 고려하여야 한다.

a) 의료기기가 생체 재흡수되도록 설계되어있는 경우, 또는

b) 의료기기가 영구 접촉 이식물이며, 생분해 또는 상당히 부식되는 것으로 알려져 있거나 또는 그럴 가능성이 있는 경우에 및/또는 의료기기에서 유래한 용출물이 이동할 수 있는 경우

c) 반응성 분해산물과 용출물 또는 임상적으로 사용하는 동안 상당한 양의 잠재적 독성이 의료기기에서 인체로 방출될 수 있거나 방출되는 것으로 알려져 있는 경우

주) ‘상당한 양’이라는 의미는 조사대상 화학 물질의 특성에 좌우된다.

A.5 다음과 같은 경우에는 독성동태 시험을 실시하지 않는다.

a) 중요한 역사적 경험을 참조하였을 때, 특정한 의료기기나 원자재로부터 나오는 용해물(leachable) 및 분해산물의 예상 방출비율 또는 방출비율이 임상적인 노출의 안전 수준인 것으로 간주되어온 경우

b) 분해산물과 용해물(leachable)에 관련된 충분한 독성동태 자료나 독성 자료가 이미 존재하는 경우

A.6 금속, 합금 그리고 세라믹의 분해 산물과 용해물(leachable)은 일반적으로 독성동태 시험의 타당성을 입증하기에는 너무 적은 량으로 방출된다.

제15장 용해물에 관한 허용한도 기준

1. 적용범위

본 부분에서는 의료기기에서 용출할 수 있는 물질의 허용 한도를 결정하는 방법을 설명한다. 표준이 존재하지 않는 경우에 적합한 한도를 산정하여, 표준을 확립하고자 한다. 의료기기에 존재하는 독성학적으로 위험한 물질에서 발생하는 위해를 정량화할 수 있는 체계적인 과정을 설명한다.

본 부분은 환자와 접촉을 하지 않는 의료기기 (예들 들어, 체외 진단 의료기기)에는 적합하지 않다.

음식, 물 또는 공기와 같이 의료기기보다는 다른 원인에 의하여 노출될 수 있는 특정한 화학 물질들이 있으며, 본 부분은 그러한 원인에 노출될 수 있는 잠재적 가능성은 다루지 않는다.

2. 정의

본 부분의 목적을 위하여 제 1장에 제시되어 있는 용어 및 정의와 다음의 용어와 정의를 적용한다.

2.1 허용 한도(allowable limit); AL

의료기기에 노출되어 인체에 흡수되는 경우 하루 단위의 허용량으로 간주되는 용해물(leachable substance)의 최대량.

주) 허용 한도는 각각의 적절한 노출 기간동안 환자에게 투여하는 양으로 표시한다. 사용하는 단위는 예들 들어, 하루당 밀리그램과 같이 단위 시간당 질량이다. 이러한 투여량은 사용하려는 환경 조건 하에서 허용할 수 있는 의료기기의 위해를 나타낸다.

2.2 유익성 인자(benefit factor); BF

조사대상 용해물(leachable substance)을 포함하고 있는 의료기기를 사용함으로써 얻을 수 있는 건강상의 유익성을 고려한 수치적 인자

2.3 동반 노출 인자(concomitant exposure factor); CEF

동일한 용해물(leachable substance)을 함유하고 있는 다수의 의료기기에 환자가 노출되는 것을 설명해주는 수치적 인자

주) 이러한 인자는 감소하는 인체 질량과 TI의 산물을 조절하는데 사용된다.

2.4 내정 값(default)

자료가 없는 경우에 허용 한도를 계산하는데 사용되는 기타 인자나 불확정으로 사용하는 값

2.5 건강에 해로움: 건강에 대한 인체의 손상 및/또는 손실

2.6 건강상 유익: 건강을 유지하거나 증진시켜줄 가능성

2.7 건강상 위험: 건강에 잠재적으로 해로울 수 있는 요인

2.8 건강상 위해: 건강에 해롭거나 그러한 해로움이 심각하게 발생할 수 있는 가능성의 조합

2.9 건강상 위해 분석: 건강상 위해를 평가하거나 건강상 위험 요소 확인을 위한 정보의 사용

2.10 용해물(leachable substance)

의료기기의 용도와 관련이 있는 물이나 다른 액체의 작용으로 의료기기에서 용해되어 나오는 화학 물질

예) 첨가제, 멸균제 잔류물, 공정 잔류물, 분해 산물, 용매, 가소제, 윤활제, 촉매제, 안정제, 항산화제, 착색제, 충전재와 단량체 등등.

2.11 최소한으로 관찰된 부작용 수준(lowest observed adverse effect level); LOAEL

규정된 노출조건 하에서 시험이나 관찰을 통하여 표적 유기체의 수명이나 형태, 기능적 수용력(functional capacity), 성장, 개발에 대해 검출가능한 부정적인 변경을 일으킬 수 있는 것으로 나타난 물질의 최소 농도 또는 양.

주) 표적 유기체의 형태, 기능적 수용력(functional capacity), 성장, 개발 또는 수명에 대한 변경이 부정적이지 않다고 판단될 수 있다.

2.12 최소 자극 수준(minimally irritating level); MIL

환자에게 최소한의 자극을 일으키는 용해물(leachable substance)의 양

주) 간혹 밀리리터당 밀리그램으로 표시하기도 하지만 일반적으로 질량으로 표시된다. 최소 자극 수준의 수치가 mg/ml으로 표시되는 경우 밀리리터 단위의 부피를 곱하여 해당질량 (밀리그램)을 얻게 된다.

2.13 변경 인자(modifying factor); MF

불확정 인자 UF1, UF2, 그리고 UF3의 수학적 산출량

2.14 반복 노출

서로 다른 시간에 또는 동시에 동일한 용해물(leachable substance)을 함유하고 있는 의료기기에 동일한 환자가 한번 이상 노출되는 것

2.15 비자극 수준(non-irritating level); NIL

환자에게 자극을 일으키지 않는 용해물(leachable substance)의 가장 많은 양

주) 간혹 밀리리터당 밀리그램으로 표시하기도 하지만 일반적으로 질량으로 표시된다. 최소 자극 수준의 수치가 mg/ml으로 표시되는 경우 밀리리터 단위의 부피를 곱하여 해당질량 (밀리그램)을 얻게 된다.

2.16 관찰되지 않는 부작용 수준(no observed adverse effect level); NOAEL

규정된 노출조건 하에서 시험이나 관찰을 통하여 표적 유기체의 수명이나 형태, 기능적 수용력(functional capacity), 성장, 개발에 대해 검출가능한 부정적인 변경을 일으키지 않는 것으로 나타난 물질의 최대농도 또는 양

주) 표적 유기체의 형태, 기능적 수용력(functional capacity), 성장, 개발 또는 수명에 대한 변경이 부정적이지 않다고 판단될 수 있다.

2.17 생리학을 바탕으로 하는 약물 동력학 모델링(physiologically based pharmacokinetic modelling); PBPK modelling

동물 종 간의 약물 동력학적 차이와 대사 차이를 고려하여 생물학적 영향을 모델링하는 시스템

주) 이용할 수 있는 경우에는 언제든지 그러한 자료를 활용하여야 한다.

2.18 비례 노출 인자(proportional exposure factor); PEF

모든 종류의 관련 노출이 진행되는 동안 일반적으로 의료기기를 매일 사용하지 않는다는 사실을 고려한 것으로, 용해물(leachable substance)에 대한 환자 노출과 관련한 수치적 인자

주) 이러한 인자는 증가하는 인체 질량과 TI의 산물을 조절하는데 사용된다.

2.19 반복 사용

동일한 환자가 재가공 없이 동일한 의료기기를 한번 이상 사용하는 것

2.20 안전성(safety)

허용할 수 없는 건강상 위험이 없는 상태

2.21 동시 사용

동일한 시간에 동일한 환자가 하나 이상의 의료기기를 사용하는 것

2.22 허용 접촉 수준(tolerable contact level); TCL

의료기기의 접촉으로 인한 용해물(leachable substance)에의 허용접촉 노출량

주) 이는 일반적으로 인체 표면의 평방미터당 밀리그램으로 표시한다.

2.23 허용 접촉 수준 변경 인자 (TCL modifying factor); MFTCL

불확정 인자 UF4, UF5, 그리고 UF5의 수학적 산출량

2.24 허용 노출량(tolerable exposure); TE

인체 질량과 활용 인자(utilization factor) 그리고 허용 흡입의 산출량

주) 이는 일반적으로 환자에 대한 하루당 밀리그램으로 표시한다.

2.25 허용 흡입량(tolerable intake); TI

건강상 명백한 해가 없는 것으로 간주되고, 명시된 시간 주기 동안 날마다 흡입되는 물질의 양을 인체 질량당 평균으로 계산한 것

2.26 허용가능 위험(tolerable risk)

사회의 현 수준을 바탕으로 일정한 환경에서 허용되는 위험

2.27 불확정 인자(Uncertainty Factor); UF

사람군이나 대리종에서 얻은 결과를 통하여 사람에게 미칠 수 있는 화학물질의 영향을 추정하는데 있어 고유한 불확정성을 설명하는 인자

2.28 활용 인자(Utilization Factor); UTF

같은 용해물(leachable substance)을 가지는 다른 의료기기와의 병합 사용 및 빈도수를 고려한 의료기기 활용에 관한 수치적 인자

3. 허용 한도의 확립에 관한 일반 원리

3.1 의료기기에서 용출가능한 것으로 확인된 물질에 대한 허용 한도를 확립하는 과정에는 다음과 같은 과정이 포함된다.

a) 다음을 통하여 용해물(leachable substance)과 관련 있는 생물학적 위험을 평가함(4항 참조)

- 자료 수집과 중요 건강상 종점(critical health endpoints)의 확인

- 노출 기간과 주입 경로에 따라 특정한 허용 흡입량 (TI) 결정

- 자극성이 적합한 종점인 경우 허용 접촉 수준 (TCL)의 결정

b) 다음을 통하여 용해물(leachable substance)에 대한 환자의 허용 노출량을 결정(5항 참조)

- 적절한 환자 인체 질량(mB) 측정

- 의료기기 활용 인자(UTF)를 바탕으로 하는 인체 질량과 허용 흡입의 산출량을 수정

c) 해당되는 경우, 유익성을 적용하고, 실행가능성을 결정. 실행가능성 평가에서 허용 노출량(TE)이 기술적으로도 타당하고, 경제적으로도 타당하다고 결정된 경우에는 허용 노출량(TE)이 허용 한도가 된다. 허용 노출량(TE)이 경제적으로나 기술적으로 타당하지 않은 경우(6항 참조)에는 허용 한도를 확립하기 위하여 유익성 평가를 바탕으로 하는 허용 노출량(TE)을 사례별 근거를 통해 더 수정하여야 한다(7항 참조).

3.2 이용 가능한 과학적 자료를 근거로, 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있는 경험과 지식이 풍부한 사람이 전문적인 판단을 적용하여 본 부분의 요건을 실행하여야 한다. 여기에는 결정된 허용 한도의 타당성과 의료기기의 유익성 그리고 사용에 대한 정보와 더불어 의료기기의 독성학적 위험 평가와 독성학적 자료를 해석해본 경험이 필요하다.

3.3 의료기기의 안전성은 허용될 수 없는 건강상의 위험이 없어야 하는 것을 말한다. 특정한 용해물(leachable substance)에 내포되어 있는 건강상 위험에 대한 평가는 의료기기를 임상적으로 사용하는 동안 위험한 용해물(leachable substance)이 인체에 방출되어 손상을 주는 것을 적절한 정도로 막을 수 있는 노출 한도를 확립할 수 있게 해준다. 어떠한 상황에서도 적합한 것으로 간주되는 보호의 정도는 의료기기의 사용에서 유래되는 유익성의 중요도와 실질적인 위해 감소 그리고 확인된 위험 요소의 특성과 같은 다수의 인자들에 의해 좌우된다. 따라서 건강상 위험의 허용정도에 관한 평가에서는 몇몇의 복합적인 인자들을 조사하고 비교 평가하여야 한다. 위험 평가의 신뢰도는 평가된 자료의 양 및 질과 상관관계를 가진다.

3.4 가장 광범위하게 의료기기에서 용출될 수 있는 물질은 피부 흡수에서부터 음식물 섭취, 흡입, 직접 전신 투여에 이르기까지 서로 다른 경로를 통하여 인체에 유입될 수 있다. 이외에도 의료기기는 사용 기간에 따라 세 가지 범주 가운데 하나로 분류될 수 있다. 차례로 각각의 사용량 범위는 제1장에 설명되어 있는 바와 같이 복합적인 노출 경로에 따라 한도가 다양할 수 있다. 그러므로 특정한 용해물(leachable substance)에 대한 전반적인 허용 한도는 단기 한도(short-term limit), 장기 한도(prolonged limit) 그리고 수명 한도(lifetime limit)의 세 가지가 있을 수 있다. 다양한 노출 경로로부터 각각의 한도내로 보호 받아야 한다. 이를 달성하기 위하여 각각의 적합한 사용 범주 내에서 각각의 노출 경로에 대한 허용 흡입량 (TI)을 개별적으로 계산한다. 일정한 사용량 범위에 대하여 각각의 특정 경로의 허용 흡입량(TI)은 다양할 수 있다. 용해물(leachable substance)의 독성학적 영향을 가장 잘 나타내기 위하여 흡입 경로나 사용량 범위에 대한 가장 낮은 허용 흡입량(TI)값의 사용을 허용하기 위해 많은 경우 독성학적 자료는 충분히 일관성을 가질 수 있다.

3.5 허용 한도를 확립하는 첫 번째 단계는 건강에 위해한 요소를 내포하고 있을 수 있는 물질을 확인하는 것이다. 위해 요소가 있는 물질을 선정한 후에는 허용 흡입량의 확립과 더불어 허용 한도를 확립하는 과정을 시작한다.

주) 잠재적인 위해 요소 잔류물을 확인하기 위하여 ISO 14971과 같은 국제 표준이나 기타 위해 요소 확인 체계를 이용할 수 있다.

4. 특정한 용해물(leachable substances)의 허용 흡입량 (TI) 확립

4.1 개요

독성학적 자료의 검토는 ‘관찰되지 않는 부작용 수준’ (NOAEL)을 확립하는데 필요한 정보를 제공해준다. 변경 인자 접근법은 적합한 허용 흡입량을 확립할 수 있도록 비종양성 종점에 대한 자료에 이용한다. 변경 인자 접근법이나 정량적 접근법은 종양 자료에서 허용 흡입량을 결정하는데 이용할 수 있다(4.5 참조). 변경 인자는 위험 평가에 있어서 고유한 불확정성, 확인된 위해 요소의 심각성 그리고 평가된 자료의 유형/질/양을 고려하여야 하며, 기타 고려 사항들 가운데에서 적합하다고 간주되는 안전성 보증의 수준을 고려하여야 한다.

확인된 위해요소는, 나타난 독성효과의 유형과 다양한 노출경로에서의 투여량의 측면에서 물질의 독성을 평가함으로써, 그 특성을 규명하여야 한다.

4.2 허용흡입량(TI)을 계산하기 위한 노출량의 고려

4.2.1 사용되는 자료

다음의 자료는 4항에서 허용흡입량(TI)을 계산하는 요소로 그리고 이후에 8항에서 허용 한도를 계산하기 위한 활용 인자와 적합한 인체 질량을 측정하는 요소로 사용한다.

a) 용해물(leachable substance)에 대한 환자의 노출 기간 (4.2.2 참조)

b) 용해물(leachable substance)에 대한 일반적인 환자의 노출 경로 (4.2.3 참조)

4.2.2 노출 기간의 고려

특정 의료기기의 노출 기간은 제1장을 참고하고 적합한 자료를 분석하여 분류한다.

본 규격에 의해 관리되는 용해물(leachable substance)의 경우(예를 들면, 에틸렌 옥사이드 멸균 잔류물), 영구접촉/지속노출/제한노출에 대한 허용흡입량(TI)이 필요할 수 있다. 비특정 의료기기를 염두에 두고 용해물(leachable substance)에 대하여 허용흡입량(TI)을 확립하거나 모든 의료기기에 해당하는 허용흡입량(TI)을 확립하는 경우, 잔류물의 생물학적 영향을 바탕으로, 필요한 경우, 제한노출과 지속노출에 대한 강제제약(binding constraint)으로써의 편위(excursion)로 영구접촉 허용흡입량(TI)을 계산한다. 특정한 기간 범주로 분류된 의료기기의 종류에 대하여 허용흡입량(TI)을 확립하거나 의료기기에 존재하는 용해물(leachable substance)에 대하여 허용흡입량(TI)을 확립하는 경우에는 용해물(leachable substance)의 생물학적 영향을 바탕으로 필요한 만큼 더 짧은 기간의 편위(excursions)로 분류하여 허용흡입량(TI)을 확립한다.

예들 들어, 영구접촉 허용흡입량(TI)을 확립하는데 이용할 수 있는 만성 자료가 존재하지 않는 경우와 같이 특정 범주의 허용흡입량(TI)을 확립하는데 이용할 수 있는 자료가 존재하지 않는 경우에는 단기 시험 자료를 더 큰 변경 인자와 함께 사용할 수 있다.

만일 의료기기가 하나 이상의 범주에 속해 있다면, 허용흡입량(TI)은 보다 엄격한 범주를 근거로 하여야 한다.

4.2.3 노출 경로의 고려

비특정 경로를 염두에 두고 용출 물질에 대하여 허용흡입량(TI)을 확립하거나 복합적인 경로를 포함하여 허용흡입량(TI)을 확립하는 경우에는, 제1장에 따라 가능한 정도까지 주어진 노출 기간 범주 내에서 각각의 잠재적인 노출 경로에 대한 허용흡입량(TI)을 계산한다. 주어진 노출 기간 범주 내에서 다양한 노출 경로에 대한 허용흡입량(TI)이 10의 인자 내에 있는 경우, 가장 낮은 허용흡입량(TI)을 전체 노출기간 범주에 대한 모든 노출 경로의 허용흡입량(TI)으로 사용할 수 있다. 그러나 허용흡입량(TI)이 10배 이상으로 바뀌는 경우, 노출 기간 범주에 대한 허용흡입량(TI)이 하나 이상이 되어야 한다.

의료기기 부류나 특정 의료기기의 용해물(leachable substances)에 대하여 허용흡입량(TI)을 확립하는 경우에는 각각의 적합한 노출 경로 범주와 관련된 의료기기의 투여 경로에 대해서만 허용흡입량(TI)을 계산한다.

특정 경로에 대하여 이용할 수 있는 자료가 없는 경우, 자료가 있는 다른 경로의 허용흡입량(TI)을 자료가 없는 경로에 사용할 수 있다. 불확정 인자 3 (UF3)의 요소로 설명되는 불확정성을 부가하여 그러한 정량적 경로 대 경로를 외삽하도록 한다.

4.3 자료의 수집과 평가

평가를 위해 용해물(leachable substances)을 선정하면, 이용 가능한 관련 자료를 수집하여야 한다. 이러한 자료에는 다음과 같은 것들이 포함된다.

a) 화학적 특성과 물리적 특성

b) 존재(occurrence)와 이용

c) 약리학

d) 독성동태 (흡수, 분포, 대사 그리고 배출)

e) 독성학

f) 사람에게 미치는 영향

한도를 설정하는데 이용하는 자료는 질이 우수하고, 타당한 것이어야 한다. 사용 가능한 모든 정보는 물질에 대한 전반적인 독성 수준의 이해라는 맥락에서 고려하여야 한다. 기본적인 접근법은 제한노출이나 단기노출의 한도를 설정하기 위하여 급성자료(예들 들면, 14일이나 그 이하의 기간 동안의 시험에서 얻은 자료)를 사용하여야 한다는 전제를 바탕으로 한다. 아만성 영향 자료 (예들 들면, 1개월에서 3개월의 시험에서 얻은 자료)는 지속노출 한도에 관한 근거가 되어야 하며, 수명 영구 노출 한도를 설정하기 위해서는 단기자료나 아만성자료보다는 만성자료나 수명자료(lifetime data) (예들 들어, 6개월 또는 이보다 장기간의 시험에서 얻은 자료)를 이용하는 것이 좋다. 장기자료는 단기한도를 설정하는데 유용할 수 있다. 이용 가능한 경우에는 동물 자료 보다는 사람에 대한 자료를 이용하는 것이 좋다.

임상적 부작용을 확인하고, 이들 영향에 대한 관찰되지 않는 부작용 수준(NOAELs)를 확립하기 위하여 자료를 평가하여야 한다. 관찰되지 않는 부작용 수준(NOAEL)을 결정하기 위한 자료가 불충분한 경우, 만일 추가적으로 삽입된 불확정성이 적절하게 조정된다면, 최소한으로 관찰된 부작용 수준(LOAEL) 또는 다른 값을 다음의 계산에 이용할 수 있다. 노출의 형태와 시험 모델에서 독성 영향이 발생할 가능성과 관련이 있을 수 있으므로, 가능하다면, 관찰되지 않는 부작용 수준(NOAEL)을 결정하는데 도움이 되도록 투여 반응 관계를 조사하여야 한다. 해당되는 경우, 예들 들어, 구강, 피부 또는 조직 접촉, 비경구성 그리고 흡입과 같은 복합적 노출 경로에 대한 자료를 평가하여야 한다. 하나의 흡입 경로로만 노출될 가능성이 있는 경우, 비록 다른 경로에 대한 자료라고 할지라도 가장 관련성이 높은 경로에 대한 적절한 자료를 고려하여야 한다.

사람에게 노출하려는 경로를 고려하여 부작용을 일으키는 투여량뿐만 아니라 한도를 설정하기 위한 근거로 가장 적합하다고 간주되는 부작용을 입증하여야 한다. 건강 기반 허용 한도를 계산하는데 사용하기 위하여 가장 적합한 관찰되지 않는 부작용 수준(NOAEL) 또는 특히 최소한으로 관찰된 부작용 수준(LOAEL) 또는 다른 값을 선정하여야 한다. 선정된 값은 전문적인 판단을 근거로 하는 모든 부작용에 대한 평가를 반영한 것이어야 한다. 독성 영향의 적용성과 임계성. 시험 노출의 경로, 시험 자료의 신뢰도와 이종간에 차이가 있는 것으로 알려진 감수성, 노출된 경로, 사람에 대한 노출 기간 그리고 적합한 기타 인자들을 고려하여 관찰된 독성 영향에 대한 가장 높은 관찰되지 않는 부작용 수준(NOAEL) 또는 최소의 부작용 수준을 근거로 작성하여야 한다. 투여 수준을 선정하기 위한 이론적 근거를 문서로 제출하여야 한다.

4.4 비종양성 종점에 대한 허용흡입량(TI) 설정

4.4.1 개요

각각의 적합한 예상 경로와 노출 기간에 대한 허용흡입량(TI)은 NOAEL, LOAEL 또는 기타 측정된 값을 이용하여 계산하여야 한다. 각각의 허용흡입량(TI)을 계산할 때는 위해성 분석에 고유한 불확정성과 확인된 위해 요소의 심각성 정도를 고려하여야 한다.

가능하다면 언제든지 변경 인자 접근법(modifying factor approach)을 이용하여야 계산하여야 한다. 이러한 접근법은 가장 중요한 부작용의 안전성 허용 최저한도를 제시하기 위하여 전문적인 판단을 근거로 결정된 불확정 인자를 사용하는 것과 결부되어 있다.

변경 인자 접근법을 이용하여 하루당 인체 질량 킬로그램으로 표시되는 허용흡입량(TI) 값을 계산하기 위한 공식은 아래의 방정식 (1)에 제시되어 있다.

NOEL, NOAEL, etc

TI = ――――――――――――――――――	(1)

MF

변경 인자는 UF1, UF2, 그리고 UF3 이다(불확정 인자 UF1, UF2, 그리고 UF3를 설명하고 있는 4.4.2 참조).

예상되는 사용자군의 가장 광범위한 부분에서 사용하는 것을 바탕으로 한도를 확립하여야 한다. 예들 들어, 사용자들이 대부분 건강한 성인 남성인 경우에는 성인 남성에 대한 노출을 근거로 계산하여야 한다. 임신한 여성이나 또는 신생아와 같이 특정한 집단이 이용하는 의료기기인 경우에는 그러한 집단을 근거로 계산하여야 한다. 이를 계산하기 위하여 사용하여야 하는 호흡율, 인체 질량 등등에 대한 대표적인 가설은 부록 A에 수록되어 있다.

4.4.2 불확정 인자의 결정

4.4.2.1 개요

불확정 인자의 계산에는 다수의 다양한 고려 사항들이 포함된다. 이들 인자는 대리종 또는 사람군에서 얻어진 결과를 통하여 화학 물질이 사람에게 미칠 수 있는 영향을 추정하는데 내재해 있는 불확정성을 고려한다. 이러한 고려 사항은 위해 분석에서 정량화가 어렵다. 사람 자료에 사용하는 불확정 인자는 동물 자료에 사용하는 것보다 작다. 불확정 인자는 영구노출에 대한 허용흡입량(TI)을 결정하기 위하여 만성자료를 사용할 때가 아만성 자료를 사용할 때보다 더 작다. 또한 최소한으로 관찰된 부작용 수준(LOAEL)을 이용할 때보다는 관찰되지 않는 부작용 수준(NOAELs)을 이용하는 경우에 불확정 인자는 더 작다. 각각의 불확정 인자가 미치는 영향의 정도나 수치를 선정된 인자에 대한 타당성과 함께 문서로 제출하여야 한다. 적합한 불확정 인자의 선정 시 고려하여야 하는 일부 사항들에는 사람 간의 차이와 종 외삽법 그리고 아래에 설명된 바와 같은 기타 불확정성이 포함된다.

4.4.2.2 불확정 인자 1 (UF1)

UF1는 사람 사이의 개인적 차이를 설명해 준다. 허용흡입량(TI) 값을 유추하고자 하는 경우에는 UF1를 고려하여야 한다. 사람간의 차이를 평가하는 경우에는 언제나 실제 자료를 이용하는 것이 바람직하다. 독성 시약에 대한 사람의 반응에서 나타나는 개인적 차이의 특성을 규명하기 위한 시험 자료가 없어 동물에게서 보고된 영향을 근거로 안전성을 평가했던 경우에는 역사적으로 사람 간의 변이성을 완전히 분류하기 위하여 불확정 인자 내정 값(default) 10을 이용해 왔다. 그 결과 노출된 환자군에서 부작용을 시험했던 경우에는 심지어 1정도의 현저하게 감소된 불확정 인자도 적합할 수 있다.

사람 사이의 차이가 최소한이라고 판단된 경우에는 불확정 인자 1에 가까운 값을 선정하여야 한다. 사람 사이의 차이가 현저한 것으로 판단되는 경우에는 불확정 인자 10에 가까운 값을 선정하여야 한다. 사람 사이의 차이가 중간 정도인 것으로 판단되는 경우에는 중간 정도의 불확정 인자를 이용하여야 한다. 특이과다감수증(Idiosyncratic hypersusceptibility)은 일반적으로 허용흡입량(TI) 값에 대한 근거로 이용하지 않는다. 결과적으로 사람 간의 개인적인 차이에 대한 불확정 인자는 예외적으로 민감한 부분 모집단을 고려할 필요가 없을 것이다. 불확정 인자의 크기와 타당성을 확립함에 있어 인체 내에서 원자재를 취급하는 방법 또한 고려하여야 한다.

4.4.2.3 불확정 인자 2 (UF2)

UF2는 사람 외의 다른 종에서 유추한 자료에서 외삽한 것을 설명해 준다. UF2는 다른 종과 사람 사이에 고유한 차이를 고려하여야 한다. 사람과 시험 종 사이의 관계에 대한 세부적인 정보와 자료를 이용하는 것이 바람직하다.

독성의 이종간 차이에 대한 세부적인 정보가 없는 경우에는 안전성 인자에 10배를 곱하는 것이 적합할 것이다. 물질의 독성동력학과 독성이 잘 알려져 있고, 사람과 시험 모델이 유사한 경우에는 이러한 차이에 보다 작은 불확정 인자를 이용하여야 한다. 이와 마찬가지로 독성학적으로 중요한 차이인 것으로 판단되는 경우에는 보다 큰 불확정 인자를 이용하여야 한다. 불확정 인자의 크기와 타당성을 확립함에 있어 인체 내에서 원자재를 취급하는 방법 또한 고려하여야 한다.

4.4.2.4 불확정 인자3 (UF3)

1과 100 사이의 불확정 인자인 UF3는 시험 자료의 품질과 타당성을 설명해 준다. 자료의 품질이 우수하고, 타당한 경우에는 인자 1을 이용하여야 한다. 인자 (UF3)는 시험의 설계와 자료의 품질을 고려한 전문적인 판단을 근거로 하여야 한다.

이러한 사항은 다음의 상황과 같은 불확정성을 위하여 고려되어야 한다. 그러나 이것으로만 한정되지는 않는다.

a) 장기 노출 또는 영향에 외삽하기 위하여 이용된 단기 시험

b) NOAEL 자료 대신에 LOAEL 자료만 있는 경우

c) 입증 시험이 없는 경우

d) 종점을 평가하기에 부적합한 동물 모델의 이용

e) 부적절한 노출 경로

f) 노출 비율

g) 자료 근거의 신뢰성

허용흡입량(TIs)을 확립하는 경우에는 또한 건강상 위해 요소의 심각성을 고려하여 적합하다고 간주된 안전성의 보증 정도도 역시 고려하여야 한다. 건강상 위해 요소가 사망과 같은 것일 경우, 매우 심각한 손상이나 표적 기관에 미치는 돌이킬 수 없는 영향은 예측된 결과이거나 종점으로 사용되고, 이런 경우 증가된 허용치를 고려하여야 한다. 이와 유사하게, 종점이 독성학적으로 그다지 중요하지 않은 경우에는 감소된 허용치를 고려하여야 한다. 불확정 인자의 크기와 타당성을 확립함에 있어 인체 내에서 원자재를 취급하는 방법 또한 고려하여야 한다.

이용할 수 있는 관련 자료의 품질과 양이 제한되어 있는 경우, 인자 100과 같거나 100에 가까운 인자를 선정하여야 한다. 허용흡입량(TI)에 대한 근거로 사용하는 시험이 적합하게 실행되고 사용하려는 목적에 따라 잘 설계되었다고 판단되는 경우, 인자 1과 같거나 1에 가까운 인자를 선정하여야 한다. 중간 정도의 상황은 중간 정도의 인자를 선정하여야 함을 의미할 것이다. 급성 동물 자료만이 영구 노출에 대한 허용흡입량(TI) 값을 계산하는 근거가 되는 경우, 보다 위 범위의 인자가 100이상으로 확대될 것이다.

4.4.3 변경 인자의 결정

변경 인자 (MF)는 불확정 인자 (UF1 ․ UF2 ․ UF3)의 산출량으로써 계산되어야 한다 [아래의 방정식 (2) 참조]. 이러한 변경 인자는 TI와 차례로 각각의 사용량에 대한 허용 노출량(TE)을 결정하는 근거로 사용하여야 한다.

MF =  UF1 ․ UF2 ․ UF3	(2)

대부분의 경우에는 10과 1000 사이의 변경 인자는 충분히 지켜야 한다. 몇몇의 경우에, 특히 이용할 수 있는 자료가 빈약하거나 적합하지 않고, 중요한 위해 요소가 확인된 경우에는 10000만큼 높은 변경 인자가 필요할 수 있다. 일부의 경우에는, 10 이하의 변경 인자의 타당성을 입증하기에 충분할 만큼 사소한 종점 또는 충분한 사람에 대한 자료가 있을 수 있다. 치명상에 대한 급성 자료만을 이용할 수 있는 경우에는 영구 접촉에 대한 허용흡입량(TI)을 확립하기 위하여 10000보다 큰 변경 인자가 필요할 수도 있다. 변경 인자가 10000 이상이 되는 상황은 분석과 고려에 있어 불명확함의 정도가 높다는 것을 나타내며, 그러한 상황에 대한 추가적인 자료가 긴급하게 필요하다는 것을 의미한다. 내정 값(default) UFs를 사용하는 것에 대한 대안으로 생리적 근거를 바탕으로 제작된 약물 동력학(PBPK) 모델은 사람 사이의 개인적 차이(UF1)를 설명하고, 종 안에서 이종간의 외삽법(UF2)을 실시하는데 이용할 수 있다. PBPK 모델을 이용하면 불확정성이 감소될 수 있으며, 변경인자(MF)가 서로 다르게 나타날 수 있다.

4.5 종양성 종점에 대한 허용흡입량(TI) 설정

4.5.1 발암성 용해물(leachable substances)에 대한 과정

일단 측정을 하고난 이후에, 허용 노출량(TE)을 계산하는데 필요한 적합한 영구 노출 허용흡입량(TI)을 결정하기 위하여 비종양성 종점에 대한 허용흡입량(TI) 값에 따라 종양에 대한 허용흡입량(TI)을 평가하여야 한다.

발암성이 있는 것으로 간주된 용해물(leachable substances)의 경우 종양을 근거로 하는 허용흡입량(TI)을 측정하는 적합한 방법을 결정하기 위하여 증거의 가치 시험(weight-of-evidence test)을 이용하여야 한다. 증거의 가치 시험(weight-of-evidence test)에는 다음의 질문에 대한 대답이 포함된다.

- 원자재가 유전 독성 발암 물질인가?

- 종양의 유형이 사람과 관련이 있는 것인가?

- 기존의 생체기질(biodisposition) 자료가 사람에게 외삽하는 것을 입증해 주는가?

- 역학적인 정보가 사람과의 관련성을 입증하는가?

4.5.2 증거의 가치 시험(weight-of-evidence test)을 통과한 물질에 관한 선택 사항

증거의 가치 시험(weight-of-evidence test)에서 원자재가 유전 독성 발암 물질이고, 종양 생체 분석에서 관찰된 종양의 유형이 사람과 관련이 있으며, 생체기질(biodisposition) 및/또는 역학적인 정보가 사람과의 관련성을 입증하는 것으로 나타나는 경우에는 다음의 두 가지 접근법 가운데 한 가지를 이용하여야 한다.

a) 10-4의 현저한 위험 수준과 함께 통계적 모델을 이용하여 정량적인 위해 평가 과정을 근거로 종양 허용흡입량(TI)을 결정한다.

주) 선형 다단계 모델(linear multistage model)을 사용하는 경우에는 낮은 투여량이 비선형성일 가능성, DNA 복구 기전으로 인해 생물학적 경계(thresholds)가 생길 수 있는 가능성, 그리고 기타 항상성 과정을 고려하여야 한다.

b) 종양 허용흡입량(TI)을 결정하지 않는다. 환자에 대한 노출량을 합리적으로 실행할 수 있을 정도로 낮게 감소시키고, 위해 관리 과정(risk management procedures)을 이용하여 종양 위해를 적극적으로 관리한다.

주) 자세한 정보는 ISO 14971을 참조 (Medical devices-Application of risk management to medical devices)

4.5.3 증거의 가치 시험(weight-of-evidence test)이 실패하거나 애매한 경우의 과정

증거의 가치 시험(weight-of-evidence test)에 실패한 경우에는 변경 인자 접근법을 이용하여야 한다. 만일 증거의 가치 시험이 애매하다면, 변경 인자와 정량적 위해성 평가 기법을 모두 이용하여 종양 허용흡입량(TI)을 결정하여야 한다. 변경 인자 접근법을 사용하는 경우, 4.3항에 제시되어 있는 방법을 종양 유전자 반응에 이용하여야 한다.

가능한 한, 생리적 근거를 바탕으로 제작된 약물 동력학 (PBPK) 모델은, 적용한 투여량보다는 조사 대상 표적 기관에 전달된 투여량을 계산하는데 사용하여야 한다. 그리고, 적용된 투여량보다는 전달된 투여량을 위해성을 계산하는데 이용한다.

4.6 접촉 허용 수준 (TCLs)의 확립

4.6.1 개요

자극성 자료에 대한 검토는 자극성을 고려하여야 하는지의 여부와 해당되는 경우 비자극 수준 (NIL)을 확립하여야 하는지의 여부를 결정하는데 필요한 정보를 제시해준다. 비자극 수준(NIL)을 구할 필요가 있다고 결정되면, 변경 인자 접근법을 이용하여 접촉 허용 수준을 밝힐 수 있다. 접촉 허용 수준(TCLs)은 일부 용해물(leachable substances)의 경우에 필요할 것으로 예상되고, 특정 용도에 사용되는 일부 의료기기에 대해서만 필요할 수 있다. 이러한 상황에서 사용될 접촉 허용 수준(TCLs)은 허용 한도에 대한 이원적인 강제제약(binding constraint)이 될 것이다. 더욱이 자극을 예방하는 것이 충분히 제한적이어서 전신독성에 근거한 허용한도가 불필요한 상황이 있을 수도 있다.

이러한 접근법은 알레르기성 접촉 피부염에 기반한 TCL 값의 유도를 위한 것이 아니라 해부학적으로 또는 약물 동태학적으로 고립된 조직(예를 들면, 뇌, 눈)에서 자극성 이외의 국부효과를 위한 것이다.

4.6.2 허용 접촉 수준 (TCL)을 계산하기 위한 노출량 고려

허용 접촉 수준 (TCL)은 특정 의료기기 사용 패턴으로 인해 손상된 피부, 눈, 점막 또는 표면과 같이 인체조직과의 직접적인 접촉에 의한 자극 반응을 보이는 용출물질에 대하여 필요할 수 있다. 환자군을 고려하여야 한다.

허용 접촉 수준(TCL)은 조직에 반복 접촉하는 경우에 필요할 수 있다. 예들 들어, 원자재는 1회 사용에 의한 일정한 농도에서는 자극을 일으키지 않을 수 있지만, 반복 사용에 의하여 자극을 일으킬 수 있다.

4.6.3 자극 종점에 대한 허용 접촉 수준 (TCL) 설정

4.6.3.1 개요

비자극 수준 (NIL), 최소한의 자극 수준 (MIL) 또는 기타 유사한 수준에서 각각의 관련 접촉 조직에 대한 TCL을 계산하여야 한다. 이들 자료를 이용할 수 있는 경우에는 언제든지 각각의 TCL을 계산할 때 비자극 농도에서 반복 노출을 통해 일어나는 자극의 정도를 고려하여야 한다. 변경 인자 접근법을 이용하여 TCL을 계산하여야 한다. 이러한 접근법은 자극성에 대한 안전성 허용 최저한도를 제시하기 위하여, 전문적인 판단을 근거로 결정한 불확정 인자를 사용하는 것과 결부되어 있다. 변경 인자 접근법을 이용하여 평방 센티미터당 밀리그램으로 표시되는 TCL을 계산하는 공식은 다음과 같다.

NIL 또는 MIL

TCL = ――――――――――――――――	(3)

MFTCL․A

MFTCL : 변경 인자 (UF4 ․ UF5 ․ UF6)이다.

NIL : 비자극 수준 (밀리그램)이다.

MIL : 최소한의 자극 수준 (밀리그램)이다.

A : 인체 접촉 표면적 (평방 센티미터)이다.

특정한 사용자군의 가장 광범위한 부분을 근거로 자극성 한도를 확립하여야 한다. 일반적인 용도 이외의 용도로 사용하는 경우에는 사용하려는 의료기기에 대한 부분 모집단을 이용한다.

4.6.3.2 불확정 인자의 결정

자극의 생물학적 위험을 측정하기 위하여 사용되는 방법은 전신 독성에 사용하는 방법과는 차이가 있다. 주요한 차이는 불확정성의 정도이다. 일반적으로 적합한 시험 모델에서 자극이 일어나지 않는 경우, 사람이 사용하는 경우에도 자극이 일어나지 않을 것이다. 따라서 복합적인 불확정성 인자와 큰 안전성 최저한도를 사용하는 것이 보다 제한적이다. 그럼에도 불구하고, 불확정 인자의 선정에는 몇 가지 사항을 고려해야 한다.

- 불확정 인자 4 (UF4)

UF4는 사람 사이의 개별적인 차이를 설명해 준다. TCL 값을 구하는 경우에는 UF4를 고려하여야 한다. 사람의 차이를 평가하는 데에는 실제 자료(actual data)를 이용하는 것이 더 바람직하다. 자극을 일으키는 용해물(leachable substance)에 대한 사람 반응의 개별적 차이를 규명하기 위한 시험 자료가 부재한 경우에는 3에서 10의 범위에 있는 불확정 인자를 이용하여야 한다.

- 불확정 인자 5 (UF5)

UF5는 사람보다는 다른 종에서 유추된 자료에서 외삽된 것을 설명해 준다. UF5는 다른 종과 사람 사이의 고유한 차이를 고려하여야 한다. 언제나 사람과 시험 종 사이의 관계에 대한 세부적인 정보와 자료를 이용하는 것이 바람직하다. 그러한 세부적인 정보가 부재한 경우에는 이종간 차이 불확정 인자 (UF5) 3을 이용하여야 한다.

- 불확정 인자 6 (UF6)

UF6은 시험 자료의 품질과 타당성을 설명해 준다. MILs 대 NILs를 이용하는 경우에는 불확정 인자 (UF6) 3이나 또는 그 이상이 필요할 수 있다. 이와 유사하게 실행된 시험 또는 불충분하게 설계된 시험을 바탕으로 결과가 도출된 경우이거나, 관련 자료의 양이 제한되어 있는 경우에는 UF6를 3까지 적용할 수 있다. 따라서 자료의 품질과 타당성이 모두 빈약한 경우에는 UF6는 9 또는 그 이상이 될 수 있다.

4.6.3.3 허용 접촉 수준 (TCL) 변경 인자의 결정

제시된 방정식 (3)에 따라 불확정 인자 (UF4 ․ UF5 ․ UF6)의 산출량으로써 TCL 변경 인자 (MFTCL)를 계산하여야 한다. 이러한 변경 인자는 TCL에 대한 근거로 이용하여야 한다. 대부분의 경우에 변경 인자는 30 또는 그 이하로도 충분하여야 하지만, 비자극 농도가 확립되어 있지 않거나 이용할 수 있는 자료가 빈약한 또는 부적합한 경우에는 이보다 클 수도 있다.

4.7 혼합물의 위험 평가

본 부분은 의료기기에서 방출되는 각각의 용해물(leachable substances)에 대한 허용 한도를 유추하는데 사용한다. 그러나 환자가 어떤 시각에 하나의 잔류물에 노출되는 경우는 거의 없다. 보다 현실적인 시나리오는 동일한 시간에 의료기기에서 방출되는 복합적인 성분에 동시에 노출된다는 것이다. 이렇듯 복합적인 성분에 동시에 노출되면 일부 물질의 중요한 독성이 증가하거나 감소할 수 있는 잠재성을 갖게 된다. 그러나 의료기기에서 방출된 성분의 비율이 이들 성분에 대한 대표적인 허용흡입량(TI) 값보다 아래에 있는 경우에는 혼합물 조성 사이에서 상승효과가 발생할 가능성이 적어진다. 혼합물의 위험 평가를 다루는 방법은 부록 B에 제시되어 있다.

5. 허용 노출량 (TE)의 계산

5.1 개요

많은 의료기기의 사용에 의해 일정한 용해물(leachable substances)에 노출될 수 있다. 용해물(leachable substances)에 대한 TI를 밝혀낸 후에는 허용 노출량을 결정하기 위하여 의료기기를 사용하는 경로 및 용해물(leachable substances)을 발생시킬 수 있는 다른 의료기기에 노출될 잠재성을 고려하여 적합한 허용흡입량(TI)으로 조절할 필요가 있다.

허용 노출량(TE)을 결정하기 위하여 사용하는 활용 인자 (UTF)와 적합한 인체 질량을 측정을 위하여 다음의 인자들을 평가하여야 한다.

a) 의료기기에 노출된 특정한 집단

b) 노출된 집단에서 지배적인 인체 질량

c) 의료기기의 사용 형태

d) 복합적인 의료기기로부터 나오는 동일한 용해물(leachable substances)에 환자가 노출될 잠재성

국부적인 영향은 일반적으로 의료기기의 사용에 따라 감소되거나 증가되지 않으므로 허용 접촉 수준(TCL)을 사용에 따라 조정하여 사용하지 않는다. 그보다는 오히려 허용 한도를 설정하는데 자극성이 요인이 되는 경우 TCL을 잔류물/의료기기 복합체에 대한 허용 노출량으로 이용한다. TCL을 이용하는 경우, TCL은 일반적으로 상호 강제 허용 노출량((mutually binding TE)으로 취급된다. 자극성이 강제제약(binding constraint)을 나타내는 경우에는 허용 접촉 수준(TCL)이 허용 노출량(TE)이 되지만, 용인할 수 없는 자극성은 하루 동안이라도 허용해서는 안 되기 때문에 의료기기당 밀리그램으로 표시한다.

활용 인자는 의료기기의 종류 또는 의료기기에서 환자에게 노출되는 잔류물의 일반적인 경로를 반영하여야 한다. 만일 노출 범주에 대한 모든 허용흡입량(TIs)을 나타내기 위하여 하나의 허용흡입량(TI)만을 선정하였다면, 일부 허용 범위로 특정 경로 의료기기에 대한 활용 인자를 계산할 수 있어야 한다. 일정한 기간 범주에 속해있는 모든 경로에 대하여 하나의 TI만을 사용한 경우에는 의료기기의 특정한 경로를 분류하기 위하여 개별적인 TI를 계산할 수 있으며, 의료기기 또는 의료기기 범주에 대한 활용 인자의 근거로 TI를 이용할 수 있다.

5.2 노출군

5.2.1 인체 질량

덩치가 큰 의료기기는 성인들이 사용하는 것이다. 따라서 다른 집단이 의료기기를 사용하지 않는 한, 70kg을 이용하여 허용 노출량(TE)을 계산하여야 한다. 그러한 경우에 TE는 가장 보편적인 사용 유형에서 유추한 신체 질량을 근거로 하여야 하며, 특히 신생아와 같이 특출하게 민감한 집단이 사용하는 의료기기라면 특별한 사항들을 함께 고려하여야 한다. 사용할 수 있는 다양한 인체 질량은 부록 A를 참조한다.

5.2.2 신생아와 아동이 사용하는 의료기기

신생아의 경우에는 원자재의 주된 배출 경로가 미숙할 가능성과 보다 많은 양이 누적될 가능성을 고려하여야 한다. 신생아가 사용하는 의료기기에 대한 TIs를 계산하는 경우에는 위해 요소가 있는 원자재에 노출된 신생아 시험에서 유추된 자료가 보다 바람직하다. 그러한 자료를 TIs를 계산할 때 사용할 수 없는 경우에는 성인 자료를 통해 계산한 TIs를 이용하여 TE를 계산하여야 한다.

그러한 의료기기에 대한 인체 질량으로 신생아의 경우에는 3.5kg의 인체 질량을, 아동의 경우에는 10kg을 이용하여 TE를 계산하여야 한다.

5.3 사용 유형에서 활용 인자의 계산

5.3.1 개요

활용 인자 (UTF)를 곱하여 허용 흡입량 TI의 산출량과 인체 질량을 조정한다.

치료 장치의 부분으로 사용되는 용도를 포함하여 관련 집단에 대한 의료기기의 일반적인 사용 유형을 결정하여야 한다. 가능한 경우 의료기기의 예측된 사용 유형을 고려하여 활용 인자를 유추하여야 한다. 여기에는 동반 노출 인자 (CEF)와 비례 노출 인자 (PEF)도 필요하다. 방정식 (4)에 제시된 바에 따라 이들 인자를 모두 곱하여 활용 인자 (UF)를 구한다.

UTF = CEF ․ PEF	(4)

5.3.2 동반 노출 인자 (CEF); Concomitant exposure factor

복합적인 용도의 의료기기에서 발생하는 특정한 용해물(leachable substance)에 노출되는 정도를 평가한다. 다음의 원리에 따라 이러한 평가에 대한 조건으로 0.2와 1.0 사이에서 동반 노출 인자 (CEF)를 결정한다.

a) 활용 인자가 알려져 있지 않은 경우에는 CEF 0.2를 이용한다.

b) 용해물(leachable substance)을 방출할 수 있는 다수의 의료기기 (즉, 다시 말해 연간 판매된 의료기기의 최소 5% 또는 단일 의료 과정에서 의료기기가 5개 이상인)를 이용하는 경우에는 다음에 따라 CEF를 계산하여야 한다.

1) 허용흡입량(TI)의 산출량과 인체 질량 (mB)을 방정식 (5)에 제시되어 있는 바와 같이 과정을 진행하는 동안 의료기기에서 방출될 것으로 예측되는 용해물(leachable substance)의 총량으로 나눈다.

TI ․ mB

CEF = ―――――――――――――	(5)

mproc

TI : 하루당 인체 질량 (kg)당 밀리그램으로 표시하는 허용 흡입량이다.

mB : 킬로그램으로 표시하는 인체 질량이다.

mproc : 과정이 진행되는 동안, 하루당 밀리그램으로 표시되는 방출되는 용해물(leachable substance)의 총량이다.

2) 허용흡입량(TI)의 산출량과 인체 질량 (mB)을 방정식 (6)에 제시되어 있는 바와 같이 수명 기간 동안 모든 의료의 용해물(leachable substance)에 보통 사람들이 날마다 노출될 것으로 예측되는 평균값으로 나눈다.

TI ․ mB

CEF = ―――――――――――――――――	(6)

mlife

∑―――――――――――

25000 day

TI : 하루당 인체 질량 (kg)당 밀리그램으로 표시하는 허용 흡입량이다.

mB : 킬로그램으로 표시하는 인체 질량이다.

mlife : 수명 동안,  방출되는 용해물(leachable substance)의 질량으로, 하루 노출 평균을 밀리그램으로 표시한다.

3) 내정 값(default value) 0.2

c) 용해물(leachable substance)을 방출하는 의료기기가 극소수인 경우 (즉, 다시 말해 연간 판매된 의료기기의 5% 이하이거나 단일 의료 과정에서 의료기기가 5개 이하인)를 이용하는 경우에는 CEF 1.0을 이용하여야 한다.

5.3.3 비례 노출 인자 (PEF); Proportional exposure factor

노출 범주의 전체 기간 동안 의료기기를 사용하지 않는 상황을 고려하여 활용 인자 (UTF)를 상향 조정할 수 있다. 이를 용이하게 하기 위하여 비례 노출 인자 (PEF)는 의료기기에 실제로 노출될 것으로 예측되는 동안의 노출 범주의 비율로 계산하여야 한다. 식(7)에서 보는 바와 같이, PEF는 노출 범주에서의 날 수를 의료기기가 폐기 전에 사용된 날 수로 나눈 값과 같다.

nexp

PEF = ――――――――――	(7)

nuse

nexp : 노출 범주에서의 일수이다.

nuse : 의료기기의 사용 일수이다.

의료기기의 일수를 다양하게 사용하는 경우에는 타당한 상위 한도를 이용하여야 한다. 타당한 상위 한도를 결정할 수 없는 경우에는 PEF 내정 값(default) 1을 이용한다.

5.4 허용 노출량

의료기기를 사용하는 방식을 고려하여 허용 흡입량 TI를 조정한다. 허용 노출량 TE는 허용 흡입량의 산출물과 인체 질량 그리고 활용 인자이다.

TE = TI ․ mB ․ UTF	(8)

TE : 환자의 인체 질량을 고려하고 의료기기의 활용을 계산에 넣은 후의 허용 노출량이다. 일반적으로 하루당 밀리그램으로 표시한다.

TI : 의료기기의 평가를 근거로 변형한 후의 허용 흡입량이다. 일반적으로 하루 인체 질량 킬로그램당 밀리그램으로 표시한다.

mB: : 지정된 환자군의 인체 질량이다. 세부적인 정보가 존재하지 않는 경우에는 mB = 70kg을 이용한다.

UTF : 의료기기의 사용 빈도수와, 동일한 용출 물질을 함유하고 있는 것으로 예측할 수 있는 다른 의료기기와 결합하여 사용하는 빈도수를 고려하기 위하여 사용되는 활용 인자이다.

6. 실행 가능성 평가

6.1 실행 가능성은 재가공업자 또는 제조업자의 허용 노출량을 얻을 수 있는 능력을 의미한다. 실행 가능성에는 두 가지 부분이 있다.

a) 기술적 실행 가능성과

b) 경제적 실행 가능성

기술적 실행 가능성은 비용에 상관없이 한 가지 의료기기 또는 의료기기들에 대한 허용 노출량을 얻을 수 있는 능력을 의미한다.

경제적 실행 가능성은 비합리적인 경제적 문제로 의료기기를 규제하지 않으면서 허용 노출량을 만족시킬 수 있는 능력을 의미한다. 사람 건강의 증진, 향상 또는 유지에 미치는 영향의 정도에 따른 허용 한도를 선정할 때에는 비용과 이용가능성의 관계를 고려하여야 한다.

6.2 허용 한도를 구할 수 있는 실행 가능성이 있는 경우에는 유익성 평가를 실시하지 않는다. 1에 대한 유익성 인자 내정 값(defaults)과 허용 한도는 허용 노출량과 동일하다. 허용 노출량을 만족시키는 것이 기술적으로나 경제적으로 불가능한 경우에는 유익성 평가를 실시하여야 한다. 유익성의 고려에 대한 이론적 근거를 문서로 제시하여야 한다.

7. 유익성 평가

7.1 의료기기에 적합한 것으로 간주되는 안전성 보증의 정도는 모든 의료기기가 건강에 유익하게 이용된다는 사실을 인정하는 것이다. 의료기기의 사용에서 예측되는 건강상 유익성이 보다 큰 경우에는 위해성도 더 많이 용인될 수 있다. 그러나 본 부분의 목적을 위하여 허용 노출량을 초과하는 경우에는 사례별 근거를 바탕으로 유익성만을 고려한다. 치료에서 예측되는 특정한 건강상 유익성과 균형을 이루고, 용해물(leachable substance)에 의하여 사람의 건강을 향상시키고, 증진시키며, 유지시키는 것과 조화를 이룰 수 있는 정도가 크게 감소되는 경우, 기기에 존재하는 용해물(leachable substance)에서 발생하는 독성이 허용할만한 것으로 간주된다면, 그러한 경우에 한해서만 건강상 유익성을 고려한 인자를 도입하여 허용 노출량(TE)을 변경한다.

7.2 의료기기에 대한 위해 평가를 적용하는 경우에는 건강상 위험이 없는 의료 과정은 존재하지 않으며, 의료기기의 사용과 관련된 위험은 의료기기를 사용하여 발생하는 건강상 유익성과 균형을 이룬다는 것을 고려하여야 한다.

7.3 원자재나 공정에서 발생하는 독성 요소인 용해물(leachable substance)을 대체 원자재를 이용하거나 공정 방법에 따라 손쉽게 예방할 수 없는 경우에는 의료기기의 사용에서 발생하는 유익성의 중요성을 고려하여야 한다. 허용 한도를 계산하는데 사용된 유익성 인자의 크기와 필요성에 관한 타당성을 문서로 입증하여야 한다. 그러한 경우에 허용 한도는 허용 노출량(TE)의 산출량과 유익성 인자(BF)이다.

8. 허용 한도

8.1 허용 노출량(TE)을 계산하고 실행가능성과 유익성을 바탕으로 허용 노출량(TE)을 변경한 후에 각각의 허용 노출량(TE)에 대한 허용 한도를 계산한다. 모든 허용 한도를 충족시켜야 한다.

8.2 다음의 일반적인 공식을 이용하여 각각의 허용 한도 AL을 계산한다.

AL = TE ․ BF	(9)

AL : 의료기기에 노출되어 인체에 흡입되는 경우, 하루를 기본으로 허용할 수 있는 것으로 간주되는 가장 큰 용해물(leachable substance)의 양으로 하루당 밀리그램으로 표시한다 (2.1 참조).

주) 허용 접촉 수준(TCL)에 근거한 경우 허용 노출량(TE)은 허용 접촉 수준(TCL)과 같고 허용 한도는 평방 제곱 센티미터당 밀리그램으로 표시된다.

TE : 하루당 밀리그램으로 표시하는 허용 노출량이다.

주) 허용 접촉 수준(TCL)에 근거한 경우 평방 제곱 센티미터당 밀리그램으로 표시된다.

BF : 유익성 인자이다.

8.3 허용 한도도 마찬가지로 의료기기당 밀리그램으로 표시할 수 있다. 하루당 밀리그램으로 표시하는 전신 한도(systemic limits)나 자극을 일으키는 물질에 대한 인체 표면 접촉을 근거로 하는 의료기기당 질량에 대한 허용 한도를 전환하는 방법은 부록 C에서 참조할 수 있다.

9. 보고서 요건

인자의 선정에 관한 이론적 근거와 고려된 핵심적인 자료를 모두 기록하여야 한다. 부록 D 참조.

부록 A (참조)

생물학적 매개변수에 관한 일부 전형적인 가설

A.1 개요

본 부록에서는 위해를 평가하는데 사용하기 위하여 내정 값 매개변수(default parameters)를 제시한다. 사람, 랫드, 마우스, 햄스터, 기니피그, 개 그리고 토끼의 임신 기간, 하루 물 흡입량, 하루 공기 흡입량, 인체 질량 그리고 수명 기간을 명시한다. 이들은 자료를 이용할 수 있는 가장 보편적인 종(species)이 아래에 제시되어 있으며, 이러한 내정 값(default) 자료는 다른 자료가 보다 적합한 것으로 제시되지 않는 한 이종간 비교를 위한 근거로 이용할 수 있다. 실제 종에 대한 자료는 현실 세계에서 약간의 차이가 있다.

A.2 가설

A.2.1 사람

사람에 대한 내정 값 매개변수

- 수명 70년

- 식수 섭취량 2 l/d

- 공기 흡입량 20 ㎥/24시간 d ; 8시간 작업 일에 10㎥/d

- 성인 남성의 경우 인체 질량 70kg ; 성인 여성의 경우 58kg ; 아동의 경우 10kg ; 신생아 (<1년)의 경우 3.5kg

- 임신 기간 9개월

A.2.2 랫드

랫드에 대한 내정 값 매개변수

- 수명 2년

- 수컷의 경우 식수 흡입량 0.025 l/d ; 암컷의 경우 0.020 l/d

- 공기 흡입량 0.29 ㎥/24시간 d

- 수컷 성체의 경우 신체 질량 0.5kg, 암컷 성체의 경우 신체 질량 0.35kg

- 임신 기간 22일

A.2.3 마우스

마우스에 대한 내정 값 매개 변수

- 수명 2년

- 식수 흡입량 0.005 l/d

- 공기 흡입량 0.043 ㎥/24시간 d

- 수컷 성체의 경우 신체 질량 0.03kg, 암컷 성체의 경우 신체 질량 0.025kg

- 임신 기간 20일

A.2.4 햄스터

햄스터에 대한 내정 값 매개 변수

- 수명 2년

- 식수 흡입량 0.015 l/d

- 공기 흡입량 0.086 ㎥/24시간 d

- 수컷 성체의 경우 신체 질량 0.125kg, 암컷 성체의 경우 신체 질량 0.110kg

- 임신 기간 15일

A.2.5 기니피그

기니피그에 대한 내정 값 매개 변수

- 수명 3년

- 식수 흡입량 0.085 l/d

- 공기 흡입량 0.43 ㎥/24시간 d

- 신체 질량 0.5kg

- 임신 기간 68일

A.2.6 개

개에 대한 내정 값 매개 변수

- 수명 11년

- 식수 흡입량 0.5 l/d

- 공기 흡입량 7.5 ㎥/24시간 d

- 신체 질량 16kg

- 임신 기간 63일

A.2.7 토끼

토끼에 대한 내정 값 매개변수

- 수명 7년

- 식수 흡입량 0.33 l/d

- 공기 흡입량 1.44 ㎥/24시간 d

- 신체 질량 3kg

- 임신 기간 31일

부록 B (참조)

용해물(leachable substances)의 혼합물에 대한 위해 평가

의료기기에서 용출되는 화합물이 일반적인 독성학적 기전의 작용에 의하여 배출되거나 다른 것들 (예들 들어, 프탈레이트 에스테르 (phthalate esters), 아크릴산 (acrylates), 메타크릴레이트 (methacrylates))과 구조적으로 유사하며, 환자가 흡수하는 이들 화합물의 양이 각각의 화합물에 대한 대표적인 허용 흡입량(TI)i 값보다 아래에 있는 경우에는 영향이 첨가제에서 나타나는 것으로 가정할 수 있다. 두개 이상의 약품이 결합된 영향은 기존 약품의 하나일 때 영향의 총합과 동일하다. 그 결과 혼합물에 노출되어 부작용이 일어날 수 있는 가능성을 평가하는데 위해 지수 (hazard index; HI) 접근법을 이용할 수 있게 된다. HI는 다음과 같이 계산할 수 있다.

n          dosei

HI = ∑ ―――――――――	(B.1)

i =1         TIi

n : 화합물의 구성성분의 개수이다.

dosei : 환자가 흡수하는 각 화합물의 투여량으로 하루당 밀리그램으로 표시한다.

TIi : 각각의 화합물에 대한 허용 흡입량으로 하루당 밀리그램으로 표시한다.

부록 C (참조)

의료기기로부터 환자에게 투여되는 최대 투여량의 허용 한도 변환

C.1 서론

본 부록에서는 용해물(leachable substances)에 대한 허용 한도를 근거로 환자 대 의료기기에서 용출할 수 있는 물질의 질량으로 표시되는 최대량 즉, 최대 투여량을 산출하는 방법을 설명한다.

용해물(leachable substances)은 다양한 허용한도를 가질 수 있다. 전신 노출에 대한 허용 한도에는 제1장에 제시되어 있는 세 가지 노출 범주인 제한노출, 지속노출 그리고 영구노출 모두에 대한 허용 한도 또는 이들 가운데 일부에 대한 허용 한도가 포함된다. 성인에 대한 허용 한도 이외에 특정한 노출군에 대한 허용 한도도 이러한 각각의 노출 범주 내에 있을 수 있다. 또한 특정한 유입 경로에 따라 한도에 차이가 있을 수도 있다. 마지막으로 인체 조직을 자극하는 용해물(leachable substances)에 대한 허용 한도도 마찬가지로 각각의 노출 범주 내에 있을 수 있다.

전신 노출에 대한 허용 한도는 하루당 질량 단위로 표시 한다 (mg/day). 인체 표면 접촉에 대한 허용 한도는 표면적당 질량으로 표시 한다 (mg/평방 센티미터).

C.2 전신 노출용 의료기기에서 용출할 수 있는 물질이 환자에게 최대한으로 투여되는 최대량 계산

C.2.1 영구접촉 의료기기

영구 노출 범주에 있는 의료기기는 31일에서 25000일까지 사용할 수 있다.

영구노출 범주에 있는 의료기기에서 용출될 수 있는 물질의 최대량을 계산하는 공식은 다음과 같다.

mdev, perm = ALperm × 25 000	(C.1)

mdev, perm : 의료기기당 질량 즉, 환자에 대한 최대 투여량으로 밀리그램으로 표시한다.

ALperm : 영구노출 범주에 대한 허용 한도로 하루당 밀리그램으로 표시한다.

C.2.2 지속노출 의료기기

지속노출 범주에 있는 의료기기는 2일에서 30일까지 사용할 수 있다.

지속노출 범주에 있는 의료기기에서 용출될 수 있는 물질이 환자에게 투여되는 최대 투여량을 계산하는 공식은 다음과 같다.

mdev, prol = ALprol × 30	(C.2)

mdev, prol : 의료기기 질량 즉, 환자에 대한 최대 투여량으로 밀리그램으로 표시한다.

ALprol : 지속노출 범주에 대한 허용 한도로 하루당 밀리그램으로 표시한다.

C.2.3 제한노출 의료기기

제한노출 범주에 있는 의료기기 즉, 최대 24시간까지 사용할 수 있는 의료기기에 대한 하루당 밀리그램을 단위로 하는 용해물(leachable substances)의 허용 한도가 환자에 대한 용출 물질의 최대 투여량이 되며, 이는 의료기기당 밀리그램 단위로 표시한다.

mdev, lmt = ALlmtl × 1	(C.3)

mdev, lmt : 의료기기당 질량 즉, 환자에 대한 최대 투여량으로 밀리그램으로 표시한다.

ALlmtl : 제한노출 범주에 대한 허용 한도로 하루당 밀리그램으로 표시한다.

C.3 인체 표면 접촉용 의료기기에서 용출할 수 있는 물질이 환자에게 투여될 수 있는 최대량 계산

계산 공식은 다음과 같다

mdev, BSC = MAl ․A	(C.4)

mdev, BSC : 의료기기당 질량 즉, 환자에 대한 최대 투여량으로 밀리그램으로 표시한다.

MAl : 허용 접촉 수준으로 평방 센티미터당 밀리그램으로 표시한다.

A : 인제와 접촉을 하는 의료기기의 표면적으로 평방 센티미터로 표시한다.

부록 D (참조)

위해 분석 보고서

D.1 개요

의료기기의 용해물(leachable substances)에 대한 허용 한도를 확립하기 위하여 사용하는 이론적 근거와 정보를 철저하게 문서로 제시하는 것은 그것으로 충분할 것이다. 다음의 사항들을 바람직한 보고서로 제안한다. 각각의 의료기기 또는 각각의 물질에 대한 보고서를 작성하거나 각각의 환경을 근거로 한 논리적 보고서의 적용 범위를 기록한다.

D.2 내용

보고에 다음의 정보들을 수록하여야 한다.

a) 용해물(leachable substances)의 확인

b) 조사 중에 있는 의료기기(들)에 대한 간략한 설명

c) 용해물(leachable substances)에 대한 주요 NOAEL(s), LOAEL(s), NIL(s), MIL(s). 또는 다른 종점. 각각의 항목은 다음을 참조하여야 한다. 선정된 변경 인자와 이의 정당성 (즉, UF1, UF2, 그리고 UF3, 등등에 대한 타당성)

d) 비종양성 TI(s)

e) 해당되는 경우, 종양성 TI(s)

f) 해당되는 경우, TCL(s)

g) UTF와 이것의 타당성 (즉, CEF와 PEF의 타당성)

h) TE와 이것의 타당성

i) 사용된 모든 주요 자료와 관련하여 가능성 평가 요약

j) 해당되는 경우, 사용된 모든 주요 자료와 관련하여 선정된 BF와 이것의 타당성

k) 잔류물(들)에 대한 허용 한도

l) 본 부분에 설명되어 있는 방법을 이용하여 계산한 허용 한도가 미치는 영향에 대한 설명

제16장 원자재의 화학적 특성

1. 적용범위

본 장에서는 원자재의 확인과 원자재를 구성하고 있는 구성성분의 확인 및 정량에 관한 기본 틀을 기술한다. 원자재의 화학적 특성에 관한 정보는 다음과 같은 사항에 적용될 수 있다.

- 의료기기의 생물학적 안전성 평가 (제1장)

- 위해평가 관련 허용한도 준수여부를 판단하기 위해 의료기기의 용해물 수준 평가

- 임상적으로 허용된 원자재와의 동등성 판단

- 원형제품과 완제품간의 동등성 판단

- 특정 임상 의료기기에 사용될 수 있는 새로운 원자재의 검색

본 장은 제10, 11, 12, 13장에서 다루고 있는, 분해산물의 확인과 정량에 대해서는 언급하고 있지 않으며, 인체와 직접 혹은 간접적으로 접촉하는 의료기기를 대상으로 한다. 또한 의료기기의 생물학적 안전성 평가 시, 원자재 공급자 및 의료기기 제조업자에게 제공될 목적으로 쓰여 졌다.

2. 정의

본 장에서는 다음 용어 및 정의뿐만 아니라 제1장 에 수록되어 있는 용어 및 정의를 적용한다.

2.1 공급자(supplier) : 의료기기의 제조에 사용되는 시작원자재를 공급하거나 제조하는 사람 또는 회사

2.2 제조업자(manufacturer) : 의료기기의 고안, 제조, 포장 및 기재사항에 대해 책임이 있는 자연인 혹은 법인

2.3 부분품(component) : 그 자체가 의료기기는 아니지만 의료기기의 일부를 구성하는, 시작원자재로부터 만들어진 물건

2.4 가공업자(converter) : 원자재를 반제품으로 가공하거나 조립하는 사람 또는 회사

2.5 화학적 특성 : 원자재의 확인 및 의료기기의 원자재나 완제품에 들어 있는 화학물질의 확인 및 정량

2.6 완전용출법(Exhaustive extraction) : 일련의 용출과정에서 잔류물이 처음 검출된 양의 10% 미만일 때까지 용출함

주) 용출은 시간, 온도, 표면적 대 부피비율, 용출배지 및 원자재의 상평형에 영향을 받는 복잡한 과정이다. 원자재의 상평형은 원자재의 비결정상태와 결정상태의 상대적인 양을 조절한다. 비결정상의 경우, 유리전이온도, Tg는 비결정상에서의 고분자 사슬의 유동성 및 확산속도를 결정한다. 확산속도는 보통 유리전이온도 이상에서 높고, 결정상에서 가장 낮다.

용출조건이 원자재의 상평형을 변경시켜서는 안 된다. 상변경이 용출되는 물질의 형태 및 양에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 완전용출을 이용할 경우, 높은 온도나 그 밖에 다른 조건이 용출역학 및 용출물질 확인에 미치는 영향을 신중히 고려하여야 한다. 예를 들어, 높은 온도를 이용하여 용출할 경우, 다음의 사항을 고려하여야 한다.

a) 높은 온도의 에너지로 인해 중합체의 교차 결합이 증가할 수 있고, 그로인해 중합체간의 이동 가능한 자유단량체의 양이 감소할 수 있다.

b) 온도의 상승으로 인해 완제품의 사용조건에서 사용 시 발견되지 않는 분해 물질이 생성될 수 있다.

c) 온도의 상승으로 인해 완제품에서 전형적으로 발견되는 용해물이 없어질 수 도 있다.

2.7 모의용출법 (simulated extraction)

의료기기의 일반적 사용과 관련하여, 환자 및 사용자에 대한 잠재적 위험을 평가하기 위한 용출이다. 실제로 의료기기를 사용하는 것과 같은 상황을 모의하기 위해 적절한 용출배지와 용출방법을 사용해야 한다.

3. 약어

표 17. 시험방법 약어

약어	분석방법
DMTA	동적 열 기계분석(Dynamic mechanical thermal analysis)
DSC	시차 주사 열량계(Differential scanning calorimetry)
EDX-SEM	전자분산 X-ray 분석-주사전자현미경 (Electron dispersal X-ray analysis - scanning electron microscopy)
FTIR	파우리에 변환 적외선 분광분석(Fourier transform infra red (spectroscopy))
GC	가스 크로마토그래피(Gas chromatography)
MS	질량분석(Mass spectroscopy)
GPC	겔 투과 크로마토그래피(Gel permeation chromatography)
HPLC	고성능 액체 크로마토그래피(High performance liquid chromatography)
ICP	유도결합플라즈마(Inductively coupled plasma)
IR	적외선 분광법(Infrared (spectroscopy))
NMR	핵 자기 공명법(Nuclear magnetic resonance (spectroscopy))
UV	자외선 분광법(Ultraviolet (spectroscopy))
XPS	X-ray 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)
XRF	X-ray 형광분석법(X-ray fluorescence)
2D PAGE	2차원 폴리아크릴아마이드 전기영동법 (Two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis)
질량분석은 GC-MS, LC-MS, MS-MS처럼 크로마토그래피 기술과 종종 결합된다.

4. 일반원리

원자재의 화학적 특성을 고려하는 것은 해당 의료기기의 생물학적 안전성을 평가하는 필수적인 첫 번째 단계이다. 이것은 또한 다음의 동등성 평가에도 중요하다.

a) 임상적으로 사용이 확립된 원자재와의 동등성

b) 완제품 의료기기와 원형 의료기기 간의 동등성

원자재의 화학적 특성을 밝히는 과정에 대한 개관은 본 장에 제시되어 있고, 위해평가와 관련한 개관은 부록 A에 제시되어 있다.

원자재의 화학적 조성을 기술하기 위해 정성적인 자료가 확보되어야 하며, 생물학적 안전성과 관련하여 원자재의 정량적인 자료도 확보되어야 한다. 일부 의료기기의 경우 원자재 명세서에 화학적 조성이 제시되어 있으나, 고분자와 같은 원자재의 경우, 복잡한 구조들을 가지고 있기 때문에 원자재 공급자로부터 조성에 관한 상세정보를 입수하여야 한다. 이러한 상세정보가 없다면, 적절한 분석기법을 이용하여 원자재 조성에 관한 정보를 얻어야 한다.

의료기기 제조에 사용되는 원자재의 구성성분을 확인할 경우, 각 구성성분 고유의 독성을 연구할 수 있다. 이와 같이 얻어진 원자재에 관한 자료는 해당 의료기기의 생물학적 안전성 평가의 일부 자료로 의료기기 제조업자에게 사용될 수 있다. 따라서 원자재 공급자가 특정 상업적 거래 또는 공급계약 하에 의료기기 제조업자에게 제공되는 원자재의 조성을 사전 통보 없이 변경할 경우, 이를 단속하여야 한다. 또한, 제조업자는 제품의 생물학적 안전에 관한 모든 통보된 변경의 결과에 대하여도 평가하여야 한다.

의료기기 제조공정에 사용되는 모든 원자재 및 첨가제는 생물학적으로 이용 가능한 것이어야 하나, 의료기기 사용으로 인한 위해를 평가하기 위해 완제품의 실제적인 사용 조건하에서 이용 가능한 구성성분의 범위를 증명하는 정보를 확보해야 한다. 이 정보는 원자재의 용출물 시험으로부터 얻을 수 있다. 적절한 용출 조건(모의 용출법)은 의료기기의 실제적인 사용법 하에서 용출될 수 있는 구성성분을 확인하는데 사용된다. 용출물은 의료기기의 생물학적 안전을 평가하기 위해 정량 및/또는 정성 분석될 수 있다.

의료기기 제작에 요구되는 원자재의 화학적 특성은 의료기기의 임상적 사용 기간과 특성을 고려하여야 하고, 의료기기의 생물학적 안전을 평가하는데 필요한 정보에 근거하여 독성위해 평가자에 의해 결정되어야 한다. 이외에도 사용되는 원자재의 물리적 형태 또한 고려되어야 한다(액상, 젤 형태, 고분자 형태, 금속, 세라믹 및 생물학적 원천으로부터 유래한 조성물).

본 장에 제시된 원자재의 특성을 성공적으로 규명하기 위해 재료학자, 분석화학자 및 독성 위해평가자 간에 친밀한 협력이 요구된다. 이런 관계 하에서, 재료학자와 분석화학자는 독성위해평가자가 의료기기의 생물학적 안전을 결정할 수 있도록 원자재의 정성 및 정량 정보를 제공해 주어야 한다.

5. 원자재의 특성규명 절차

5.1 일반사항

원자재의 화학적 특성에 관한 자료는 위해평가 및 부록 A에 제시되어 있는 5단계의 순차적 과정을 통해 생성된다. 각 단계마다 화학적 특성규명에 필요한 요건 및 지침이 5.2에서 5.6에 명시되어 있다. 독성학적 평가에 필요한 정보를 제공하기 위해 적절한 분석 방법을 선택해야 한다. 만약 적절한 분석 방법이 없는 경우, 적절한 새로운 방법을 개발하여야 한다. 새로운 방법을 개발하기 전에 이미 유사한 시험방법이 존재할 수도 있으므로, 기존의 표준, 모노그래프, 관련 논문 또는 기타 관련된 과학적 문서 등을 참고하여야 한다.

사용된 분석 방법은 검증되고, 정당화되고, 보고되어야 한다 (7항 참조). 분석 방법은 다음과 같이 정당화된 분석 특성과 관련하여 적절함이 검증되어야 한다.

- 정확성(accuracy)

- 정밀성(precision)

- 특이성(specificity)

- 검출한계(limit of detection)

- 정량한계(limit of quantification)

- 선형성(linearity)

- 범위(range)

- 엄격성(ruggedness)

- 견고성(robustness)

- 시스템 적합성(system suitability)

분석절차의 각 단계에서, 얻은 자료가 위해 평가의 기초로 사용되기에 타당한지 여부를 결정하여야 한다. 본 절차는 완제품의 화학적 특성에 대한 요구조건 외에 의료기기에 사용된 각 원자재를 고려하여 수행하여야 한다.

주 1) 2단계와 4단계, 5.3과 5.5 각각은 위해평가 과정의 일부로, 본 장의 범위 밖의 것이다. 이들 과정에 대한 정보는 위해평가와 원자재 특성규명간의 중요한 연관성을 보여주기 위한 정보로 활용된다.

주 2) 원자재 공급업자는 적절한 분석 방법을 제공할 수 있어야 한다. 구성 성분에 대한 초기 자료가 없는 경우에 가장 적절한 분석방법을 선택할 수 있도록, 시작 원자재 및 첨가제의 특성관련 문헌 연구가 권장된다.

5.2 단계 1 - 정성적 정보

원자재/의료기기 그리고 이들의 사용목적을 기술한다. 문서화된 원자재/의료기기에 대한 정성적 기재사항은 완성된 의료기기에 사용된 첨가제 및 공정상의 잔류물을 포함하여 완제품 구성에 필요하다 (제1장의 4.3항과 5항 및 본 장의 부록 B 참조). 정성적 자료는 원자재의 특성뿐만 아니라 임상적 사용기간 및 침습정도에 따른 의료기기 범주를 반영하여야 하고 정당화 되어야 한다.

정성적 자료는 가능한 한 각각의 원자재에 대한 명세서, 공급자, 배치(batch), 롯트(lot) 등 세부사항을 포함해야 한다. 사용목적에 따른 표준화된 원자재를 사용할 경우에도 본 요건을 만족해야 한다.

의료기기 제조업자는 시작원자재의 공급자로부터 원자재의 정성적 및 정량적 구성 정보를 우선적으로 확보해야 한다. 추가 공정 첨가제에 관한 정성적 정보 또한 가공업자나 부분품 제조업자 등 해당 제조 관련자로부터 획득하여야 한다. 원자재의 구성은 적용가능한 원자재 표준을 따라야 하고, 제조업자에 의해 명시되어야 한다. 원자재 구성성분으로부터 야기되는 독성을 확인할 수 있는 충분한 정보를 이 단계에서 획득해야 하며, 위해 평가를 위해서도 사용해야 한다.

5.3 단계 2 - 원자재 동등성

원자재가 동일한 임상적 노출/사용 방법, 동일한 제조 및 멸균 공정을 가지는 의료기기에 사용된 것과 동일한지 여부를 결정하기 위해 충분한 정성적 정보가 필요하다.

주) 독성학적 동등성에 관한 예는 부록 C 참조

5.4 단계 3 - 정량적 정보

원자재의 정성적 분석만으로 독성학적 위해평가에 대한 충분한 자료를 제공하지 못하기 때문에, 정량적 화학 조성이 확립되고, 문서화되어 위해평가에 제공되어야 한다.

5.5 단계 4 - 정량적 위해평가

이미 존재하는 독성학적 정보와 함께(제15장 참조) 위해 평가를 수행하기 위해 충분한 정량적 정보를 확보해야 한다.

5.6 단계 5 - 존재하는 화합물에의 임상적 노출 추정

특정 화합물의 일정량이 예상되는 임상적 노출로 미루어 보아 독성을 일으킬 여지가 있다면, 그 화합물에의 노출속도가 측정되어야 하고, 노출되는 총 용량이 추정되어야 한다. 용출조건은 문서화되고 정당화되어야 한다.

주 1) 용출 필요성 정도는 인체 접촉 특성 및 노출되는 정도에 따라 달라진다. 접촉기간이 증가하고, 침습접촉이 증가할수록 용출 동역학에 대한 정보를 제공해 주는 분석이 필수적이다.

용출물은 민감하고 선택적인 방법을 이용하여 분석하여야 하며, 우려되는 화합물 수준을 정량하여야 한다.

주 2) 일부의 경우에 용해물은 시험뿐만 아니라, 수학적 모델에 의해 결정할 수 있다.

6. 화학적 특성규명 파라미터 및 방법

6.1 일반사항

본 장의 5항 및 부록 A 부분은 독성학적 위해평가에 사용될 수 있는 단계적인 화합물의 정성 및 정량적 특성규명 방법에 대해 설명하고 있다. 6.2에서 6.5는 주요 의료기기 원자재 등급 각각에 대한 정성 및 정량적 매개변수의 예 및 규명방법의 예들을 제시하고 있다.

의료기기의 다양성으로 인해, 원자재에 대하여 확인된 모든 매개변수가 모든/일부 의료기기 사용에 요구되는 것은 아니다. 5.2에서 언급했듯이 요구되는 특성규명의 정도는 사용목적 하에서 임상적으로 노출되는 기간 및 침습성에 의해 결정된다.

5항의 단계 1과 3에서 (5.2와 5.4), 재료학자 및 분석학자(독성위해 평가자와 협의를 진행하여야 하는 사람)는 의료기기 또는 원자재의 평가에 적절한 매개변수를 결정해야 한다. 또한, 특정 매개변수의 산입 또는 배제에 대하여 문서화해야 한다. 특성규명 자료는 모든 적절한 매개변수 선택과 관련하여 요구된다.

6.2 고분자

표 18. - 고분자의 분석 파라미터 및 분석방법

분석 파라미터의 예	방법의 예 (포괄적이거나 배제적이지 않음)	정성적	정량적
화학적 구조	MS, NMR, FTIR	X	X
화학적 결합 형태 - 측쇄기 분석	적정법	-	X
	분광법(NMR)	X	X
- 이중결합 존재	분광법(IR/UV)	X	X
	요오드 값	-	X
- 공중합체 특성규명	분광법(IR/NMR)	X	X
물리적 결합 형태 - 분자의 입체 규칙성	분광법(13C NMR)	X	X
	DSC	X	-
- 교차결합의 존재	졸-겔 추출	X	-
	DMTA	-	X
- 분지 존재	분광법(NMR)	X	X
첨가제, 공정상의 잔류물, 추적물질 또는 불순물 - 금속 불활성제, 광/빛 안정제, 가소제, 윤활제, 점성 향상제, 충격 보강제, 정전기 방지제, 항생제, 가교제, 이형제	HPLC, GC	X	X
- 항산화제, 발포제	GC	-	X
	HPLC	X	X
- 난연제, 증백제	HPLC	X	X
	X-ray 회절	X	-
- 충전제	강열잔분	X	-
	XRF dissolution	X	X
표면 조성	FTIR	X	X
	XPS	X	X
잔류 단량체	GC, HPLC	X	X
잔류 촉매제, 개시제	ICP	X	X
	HPLC	X	X
분자 질량 및/또는 분자 질량 분포	GPC	-	X
	말단기 분석	-	X
	삼투압	-	X
	정적 광산란	-	X
	용액점도법	-	X
	침전법(Sedimentation)	-	X

6.3 금속과 합금

표 19  - 금속과 합금의 분석 파라미터 및 분석방법

분석 파라미터의 예	방법의 예 a (포괄적이거나 배제적이지 않음)	정성적	정량적
화학적 구성성분 b	X-ray 형광분석 진공방출분광분석(Vacuum emission spectroscopy) 연소분석(Combustion analysis (C, S)) 원자 흡광분석(Atomic absorption) 가스 융합분석(Gas fusion (N, O, H)) 유도결합플라즈마(ICP) 적정법(Titrimetric) 중량측정분석(Gravimetric) 전해분석(Electrolytic) 비색분석(Colorimetric)	X	X
결정상	X-ray 회절법, 선택영역 전자 회절법	X	-
상(Phase)간의 원소분포	전자분산 X-ray 분석/주사전자현미경(EDX/SEM), X-ray 광전자 분광법(XPS)	X	-
	전자미세탐침(Electron microscopy probe)	X	X
상(Phase)특이 성분 또는 표면성분	전자분산 X-ray 분석/주사전자현미경(EDX/SEM), X-ray 광전자 분광법(XPS)	X	X
미세/거시 구조	금속조직학(Metallography)	X	X
a 합금 내에 있는 합금 원소들의 혼합비율에 따라 최적의 시험방법이 달라지기 때문에, 해당 분야 전문가의 조언을 구하여 분석방법을 선택하여야 한다. a 금속 및 합금은 종종 화학적 조성이 문서화된 상태로 공급된다. 제품의 분석이 이미 수행된 경우라면, 이미 보고된 원소들에 대한 분석을 다시 수행할 필요는 없다.

6.4 세라믹

표 20. - 세라믹의 분석 파라미터 및 분석방법

분석 파라미터의 예a	방법의 예 (포괄적이거나 배제적이지 않음)	정성적	정량적
화학적 조성, 미량물질	X-ray 형광분석, 유도결합플라즈마(ICP)	X	X
음이온	이온크로마토그래피	X	X
원자가(Valency)	비색분석	X	-
상(Phase)	X-ray 회절법	X	-
미세구조	현미경법	-	X
용해물의 용출특성	유도결합플라즈마(ICP)	X	X
a 분석해야할 첨가제는 소결보조제, 이형제, 결합제, 색소 및 코팅제에만 국한되지 않는다.

6.5 천연 고분자 (Natural macromolecules)

천연 고분자는 유래 개체(종) 및 품종/계통 등이 우선적으로 명시 되어야 한다.

주 1) EN 12442 시리즈편은 의료기기 제조시 사용되는 동물 조직 및 관련 유도물의 안전한 사용에 대해 기술하고 있으며, EN 455-3은 천연 고무 라텍스 안에 남아있는 단백질 잔류물의 위해평가와 관련해서 기술하고 있다.

의료기기에 사용되는 천연 고분자는 단백질, 당단백질, 폴리사카라이드, 세라믹에 국한되지 않는다. 예를 들어, 젤라틴, 콜라겐, 엘라스틴, 피브린, 알부민, 알지네이트, 셀룰로스, 헤파린, 키토산, 가공된 뼈, 산호 및 천연 고무 등이 포함될 수 있다. 이들 원자재에 가공 및 정제를 비롯하여 다양한 범위의 성질을 나타낼 수 있도록 변형이 가해지기도 한다.

주 2) 여러 약전(Ph.Eur/USP/JP) 및 규격(ASTM F04)이 위와 같은 원자재의 시험법 및 특성규명 방법에 대하여 기술하고 있다.

표 21. 천연 고분자의 분석 파라미터 및 분석방법

분석 파라미터의 예	방법의 예 (포괄적이거나 배제적이지 않음)	정성적	정량적
물질확인	비색분석(Colorimetric) 2차원 폴리아크릴아마이드 전기영동법(2D-PAGE) 겔 투과 크로마토그래피(GPC)	X X X	- X -
화학적 구조	아미노산 분석 및 서열분석 파우리에 변환 적외선 분광분석(FTIR) 13C 1H and 13C NMR	X X X	X - -
화학적 결합형태 - 측쇄기 분석	적정법 분광법(Spectroscopy)	- X	X X
물리적 결합형태 1. 분자의 입체 규칙성	분광법(13C NMR) 시차 주사 열량계(DSC)
		X X	X -
2. 교차결합의 존재	졸-겔 용출 이황화결합 분석	X X	- X
3. 분지존재	동적 열 기계분석(DMTA) 분광법(Spectroscopy)	- X	X X
분자 질량 및/또는 분자 질량 분포	겔 투과 크로마토그래피(GPC)	-	X
	말단기 분석	-	X
	삼투압	-	X
	정적 광산란	-	X
	용액 점도법	-	X
	침전법(Sedimentation)	-	X
불순물	고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)	X	X
	가스 크로마토그래피(GC)	X	X
	2차원 폴리아크릴아마이드 전기영동법(2D-PAGE)	X	X
	투석	X	X

7. 자료의 보고

원자재 데이터베이스에 수록될 자료의 형식으로 자료는 보고되어야 한다. 또한, 인체 접촉을 평가하는 방식으로 원자재의 정량적인 자료를 보고해야한다.

시험 보고서는 수행한 원자재의 화학적 특성규명에 대하여 그 목적을 명확히 기술해야 하며, 다음의 사항을 포함해야 한다.

a) 원자재 및 세부정보 기재

b) 분석방법과 용출조건

c) 정성적 자료

d) 정량적 자료

e) 화학물질에 대한 추정된 임상적 노출

부록 A (참조)

제시된 순서도는 독성학적 위해평가에 사용될 화합물의 특성규명 자료 생성 과정에 대한 요약임

A.1 일반사항

본 과정은 직접 혹은 간접적으로 인체에 접촉하는 원자재 및 의료기기에만 적용할 수 있다.

A.2 과정

본 과정은 그림 A.1의 순서도에 제시된 것처럼 다음의 단계로 이루어졌다.

a) 단계 1 : 정성적 정보

b) 단계 2 : 원자재의 동등성

c) 단계 3 :　정량적 정보

d) 단계 4 : 정량적 위해평가

e) 단계 5 : 임상적 노출 평가

주) 2단계와 4단계는 위해평가 과정의 일부로, 본 장의 범위 밖의 것이다. 이들 과정에 대한 정보는 위해평가와 원자재 특성규명간의 중요한 연관성을 보여주기 위한 정보로 활용된다.

그림 A.1  순서도

부록 B (참조)

화학적 특성규명과 관련한 정보 출처

B.1 일반사항

본 장 4항에 기재되어 있는 것처럼, 의료기기가 인체에 접촉하는 특성 및 기간 그리고 해당의료기기의 임상적 사용과 관련한 위해성에 따라 요구되는 원자재의 화학적 특성의 정도가 달라진다.

B.2 원자재의 일반명

일반명은 특정 화학명에 대한 참고로 제시되어야 한다.

주) 일반명은 때로 잘못 이해될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 때때로 에틸렌 단일고분자(homopolymer)로 이해되지만, 일정 몰분율 이상의 에틸렌 단위로 구성된 폴리올레핀으로도 정의되어왔다.

B.3 그 밖의 다른 명명법 및 원자재에 대한 화학적 설명

B.3.1 일반사항

원자재를 보다 더 정확하게 명시하는 여러 개의 명명체계가 있다.

B.3.2 고분자 화합물의 구조식 및 IUPAC 명명법

IUPAC(The International Union of Pure and Applied Chemistry) 고분자 명명법 위원회는 고분자 명명에 대한 규칙을 제정하였다. 이 규칙에 따라 고분자를 명명하고 기술하는 것은 정의된 고분자 화합물의 일부 특성을 제공하기도 한다. 하지만, 일부 첨가제가 추가된 상업상 이용가능한 고분자에 대해서는 어떤 정보도 제공하지 않는다.

주) 이 규칙은 참고문헌 [12]에 제시되어 있다.

B.3.3 CAS 등록번호와 USAN과 기타 등록명 및/또는 등록번호

CAS(Chemical Abstract Service) 및 USAN(United State Accepted Names)는 콘택트렌즈 원자재와 같은 새로이 개발된 고분자 화합물 각각에 대하여 특정번호와 이름을 부여하였다. 원자재가 고유의 CAS번호 및/또는 USAN명을 가진다면, 유사물질과의 구분이 용이해진다. 또한, USAN명을 통하여 화학적 구성성분에 관한 간략한 정보를 얻을 수가 있다.

B.4 원자재의 화학적 특성에 관한 일반정보

사용된 원자재의 화학적 특성을 명시하기 위해 일반적으로 여러 파라미터를 이용할 수 있다. 이들 파라미터는 원자재의 범주가 달라짐에 따라 틀려진다(B.2 참조). 합성 고분자의 경우, 파라미터의 예로 분자질량 및 질량분포, 유리전이온도, 녹는점, 비중, 용해도, 팽창 특성 등을 들 수 있다.

주) 합성고분자에 대해서는 OECD Guideline 118:1996(참고문헌[15])을 참조

B.5 원자재 공급자가 제공한 정보

다음의 정보는 사용된 원자재를 명시하기에 유용하며, 특히 구성에 관한 정보는 정량 위해분석에 유용하다.

a) 원자재 제조자(공급자)의 이름

b) 일반 상업명 (예, Silastic, dacron, tetoron, pellethane, nylon, teflon, etc.)

c) 정확한 이름 (IUPAC/CAS/USAN)

d) 상품코드 및 상품번호(예, Pellethane 2393-80AE, methylvinylpolysiloxane 0215, etc)

e) 원자재 제조자의 명세서(순도, 품질, 인장력, 록웰굳기[Rockwell hardness], 굳힘강도(bending modulus), 전기전도성 및 B.6.3에 기술되어 있는 기타 파라미터들을 포함함)

f) 원자재 구성 및 조성에 관한 세부정보들 (5.2와 5.4 참조)

B.6 화학적 분석법

B.6.1에서 B.6.3까지 여러 종류의 화학적 분석 형태가 기술되어 있다.

B.6.1 노출평가에 적절한 비특이적 화학분석

일부 국제 기준, 국제 지침 및 안전성을 보증하기위한 기준에 비특이적 화학분석법이 수록되어 있다. 이러한 방법은 일반적으로, 의료기기에 사용되는 화합물의 위해 추정에 쓰이지만, 그 예측가능성은 매우 제한적이다. 몇몇의 예가 아래에 제시되어 있다.

예 1) OECD Guideline 120:1996 (참고문헌[13])

참고문헌 [13]에 제시되어 있는 시험방법은 pH 2와 pH 9의 20℃물에서 그리고 pH 7의 37℃ 물에서 고분자의 용액/용출 형태를 결정하는 방법에 대해 기술하고 있다. 총 유기탄소(Total organic content : TOC) 분석법은 수용액상(aqueous phase)에 존재하는 모든 고분자 종류를 결정하는데 추천되는 방법이다. 기타 특이적 방법 또한 기술되어 있다.

예 2) JP XIV (참고문헌 [14]), USP 26 (참고문헌 [16]) 또는 Ph.Eur.Ed.4 (참고문헌 [17])

이 방법들은 연소잔류물, 중금속, 과망간산환원물질과 같은 용출물, 증발잔류물 등에 대한 시험방법을 포함한다.

B.6.2 정성분석

원자재의 구성 및 구조에 대한 정보가 불충분할 경우에 심화된 분석방법이 필요하다. 핵자기공명법(NMR), 감쇠전반사법/파우리에 변환 적외선 분광분석법(ATR/FT-IR), 열분해가스크로마토그래피/질량분석법은 원자재의 구성 및 구조분석에 유용하다. 용출가능한 구성성분 및 구조를 가지는 화합물들은 고성능액체크로마토그래피(HPLC)와 질량분석법(MS)을 이용하여 분석할 수 있다. 유도결합플라즈마분석법(ICP)은 왕수(aqua regia; 진한 질산과 진한 염산의 혼합액)에 용해시킨 금속성 원자재의 구성성분 분석에 유용하게 사용된다.

B.6.3 노출평가를 위한 특정 독성 화학물질의 정량분석

특정 독성 화학물질에 환자가 노출될 가능성이 있는 경우, 각각의 화학물질에 대하여 민감하고, 정량적이며 특이적인 분석법이 수행되어야 한다. 완전용출법을 이용하여 최악의 노출 상황에서의 위해를 평가해야 하고, 모의용출법을 이용하여 예상되는 임상적 노출의 위해를 평가하여야 한다. 사용하려는 분석방법의 특이성, 민감성 정도 및 정량 한계는 요구되는 위해평가의 수준에 적합하여야 한다.

B.7 국내와 국제의 원자재 및/또는 제품에 관한 표준(standard)

대부분의 원자재 및/또는 제품에 관한 표준(standard)은 제품의 사용목적과 관련한 원자재의 품질(quality)에 대하여 명시하고 있다. 의료기기에 사용된 원자재가 표준에 부합하고, 환자에 접촉한 기간 및 범주가 표준에 부합하는 것이라면, 표준의 제목 및 번호의 기재만으로 원자재 특성규명이 충분할 수 있다. 이와 같은 화학적 특성규명에 대한 표준의 적용가능성은 다음과 같은 인자에 따라 달라질 수 있다. 다음과 같은 인자가 표준에 많이 포함되어 있을수록 표준에 부합하게 화합물의 특성을 규명할 수 있다.

a) 해당 표준이 관련 의료기기를 명시하고 있으며, 의료기기의 인체접촉 여부 및 접촉기간을 명시하고 있는가?

b) 해당 표준이 어느 정도까지 관련 의료기기에 대해서 명시하고 있는가? (예를 들어, 특정 원자재 및 원자재의 범주)

c) 해당 표준이 특정 화합물에 대하여 어떤 한계를 정하고 있는가? 그런 한계가 포괄적인가, 어느 정도까지 개별적인가, 일반적인가, 또는 전체적인가?

d) 표준화된 의료기기 또는 원자재가 안전한 임상적 사용의 이력을 가지고 있는가?

B.8 원자재의 마스터 파일

마스터 파일은 의료기기 허가 또는 기술문서 심사를 받으려하는 의료기기 회사를 대신해서 제3자가 규제당국에 거래상 비밀이나 상업상 기밀정보라고 여겨지는 자료를 제출한 것이다. 이러한 규제 당국에 제출된 마스터 파일은 심사에 참고자료로 쓰이기도 하며, 의료기기에 사용된 원자재의 특정조성 또는 가공방법에 대한 상세 정보를 포함하기도 한다. 마스터 파일은 원자재의 동등성을 판단하거나 특정 사용목적으로의 적합성을 판단하는데 유용하다.

부록 C (참조)

독성관련 동등성 판단에 관한 원리

임상적으로 잘 정립된 기존 원자재를 대치하는 새로운 원자재의 독성학적 동등성 판단을 위해 5.3(단계 2)의 화학적 특성규명 자료가 위해평가에 사용되었다. 동등성 판단을 하는데 적용되는 주요 원리는 제시된 원자재가 임상적으로 잘 정립된 원자재보다 독성학적으로, 생물학적 안전과 관련하여 나쁘지 않아야 한다. 다음의 목록은 독성학적 동등성에 부합하는 예 그리고 4항과 5항에 약술되어 있는 위해평가 과정에 도움이 되는 지침으로 제공된 예를 포함하고 있다.

a) 제시된 원자재의 원자재 구성 및 용출물 프로파일이 임상적으로 정립된 원자재와 동등

b) 제시된 원자재가 사용목적, 인체 접촉기간 및 침습성과 관련하여 기존에 존재하는 표준에 부합

c) 제시된 원자재가 사용하고자 하는 침습성보다 상대적으로 더 침습성이 큰 인체 노출에서 이미 정립되어 있음

d) 제시된 원자재로부터 나온 용해물이 제15장을 이용하여 정립한 허용한도를 초과하지 않음

e) 제시된 원자재가 임상적으로 잘 정립된 원자재 보다 독성학적으로 더 안전한 구성성분 및 잔류물을 함유하고 있음(비슷한 임상적 노출을 가정하였을 경우)

f) 제시된 원자재가 임상적으로 잘 정립된 원자재와 독성학적으로 동등한 구성성분 및 잔류물을 함유하고 있음(비슷한 임상적 노출을 가정하였을 경우)

g) 제시된 원자재와 임상적으로 정립된 원자재간의 유일한 차이가 원자재로부터 나오는 용해물 구성성분의 양 및 형태가 변하지 않으면서, 첨가제/오염물질/잔류물이 감소 또는 제거된 경우

h) 제시된 원자재와 임상적으로 정립된 원자재간의 유일한 차이가 상대적 양이 변하지 않으면서, 후자와 비교하여 용출되는 물질의 양을 감소시키는 공정조건을 사용하는 경우

부록 D

참고문헌

[1] ISO 5725-1 : 1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 1: General principles and definitions

[2] ISO 5832-1 : 1997, Implants for surgery - Metallic materials - Part 1 : Wrought stainless steel

[3] ISO 10993-2, Biological evaluation of medical devices - Part 2 : Animal welfare requirements

[4] ISO 10993-9 : 1999, Biological evaluation of medical devices - Part 9 : Framework for identification and quantification of potential  degradation products

[5] ISO 10993-13 : 1998, Biological evaluation of medical devices - Part 13 : Identification and quantification of degradation products from polymeric medical devices

[6] ISO 10993-14 : 2001, Biological evaluation of medical devices - Part 14 : Identification and quantification of degradation products from ceramics

[7] ISO 10993-15 : 2000, Biological evaluation of medical devices - Part 15 : Identification and quantification of degradation products from metal s and alloys

[8] EN 455-3 : 1999, Medical gloves for single use - Part 3 : Requirements and testing for biological evaluation

[9] EN 12442-1 : 2000, Animal tissues and their derivatives utilized in the manufacture of medical devices - Part 1 : Analysis and management of risk

[10] EN 12442-2 : 2000, Animal tissues and their derivatives utilized in the manufacture of medical devices - Part 2 : Controls on sourcing, collection and handling

[11] EN 12442-3 : 2000, Animal tissues and their derivatives utilized in the manufacture of medical devices - Part 3 : Validation of the elimination and/or inactivation of viruses and transmissible agents

[12] International Union of Pure and Applied Chemistry - Macromolecular division - Commission on macromolecular nomenclature : compendium of macromolecular nomenclature, Prepared for publication by W.V. Mentanomski, Blackwell Scientific Publication Ltd., Oxford, 1991

[13] OECD Guidelines 120 : 1996, Solution/extraction behavior of polymers in water

[14] JP XIV General tests/plastic containers, 2001

[15] OECD Guidelines 118 : 1996, Determination of the number-averaged molecular weight and molecular weight distribution of polymers using gel permeation chromatography

[16] USP 26, 2003, <661> Containers

[17] Ph. Eur. Ed. 4, 2002, Section 2.2.28, and Chapter 3.1 and 3.2

제17장 시험동물관리

1. 적용범위

본 장은 생물학적 시험 시 동물의 사용과 관련된 최소한의 필요조건들을 설명하고 있다.

본 장은 다음을 위한 것이기도 하다.

a) 일반적으로 과학자들로 하여금 생명을 존중하도록 하는 지침을 확립하고;

b) 가장 효율적으로 실시되고 있는 여러 가지 방법들 중에서 특히 동물 시험의 횟수와 시험에 사용되는 동물의 수를 줄이며;

c) 시험에 사용되는 동물의 생명을 좋은 상태로 유지하고, 고통을 최소화하기 위한 것이다;

본 장은 척추동물에 실시하는 시험에 적용된다. 덜 분화된 동물이나 분리된 조직 및 기관으로 실시하는 부분적인 실험에는 적용되지 않는다.

본 장은 또한 생체 적합성 시험에 사용되는 동물의 수를 줄이려는 목적 및 이 분야에서 동물 시험을 폐지할 수 있는 경우와 관련한 권고안을 제시하고 있다.

2. 정의

본 장의 용어에는 제1장의 용어 정의 및 다음의 용어 정의가 적용된다.

2.1 동물 : 별다른 제한이 없는 한 태아 또는 배아의 형태를 제외한 인간이 아닌 살아있는 척추동물

2.2 실험동물 : 실험에 사용하고자 하거나 사용된 동물

2.3 사육동물 : 관계기관에 등록이 되어 있거나 또는 그러한 기관이 공인한 시설에서 실험에 사용하기 위하여 특별히 사육한 동물

2.4 동물 실험 : 동물에 표시를 남기거나 동물을 죽이는 실험실 실습 또는 현대 수의학으로 예측할 수 있는 가장 덜 고통스러운 방법을 제외하고, 통증, 불안, 고통, 괴로움 또는 지속적인 손상을 일으킬 수 있는 과학적인 목적을 위한 동물의 사용

실험은 사용하려는 동물이 처음 준비되었을 때 시작하고, 시험에서 더 이상의 결과가 관찰되지 않을 때 종료한다.

주) 마취, 무통법 또는 기타 방법들을 이용하여 고통, 상처, 괴로움 또는 장기간의 손상을 최소화하거나 제거하고 방지하는 것도 이러한 정의 내에서 동물을 사용하는 것이다.

2.5 관계당국 : 본 장에서 실험을 감독하는 책임 기관으로 각 국가에서 임명한 기관

2.6 올바른 마취 : 바람직한 수의학적 실습에 사용되는 방법만큼 효과적인 마취법을 이용하여 감각을 제거

2.7 인도적인 살생 방법 : 정신적이고 육체적인 고통을 최소화한 동물의 살생

주) 적합한 방법은 동물의 종에 따라 다르다.

2.8 불필요한 반복 : 과학적 필요성이 없는데도 동일한 실험을 반복하는 것.

주) 실험 결과가 완전히 확인된 경우에 그 이상의 반복은 불필요한 것으로 간주한다. 이것은 시험에서 필요한 대조군에는 적용되지 않는다.

3. 요건

주) 참고문헌은 부록 A를 참조할 것.

3.1 체외 시험과 체내 시험의 순서

적합한 체외 시험을 실시할 수 있는 경우에는 체외 시험을 실시하기 이전에 동물 시험을 수행하지 않는다.

체외 시험에서 원자재, 기기 또는 용출물이 명백하게 적합하지 않은 것으로 나타나는 경우에는 동물 시험을 실시해서는 안 된다.

3.2 불필요한 반복의 예방

생물학적 평가 시험을 실시하는 과학자들은 자신들이 계획한 동물 시험이 예전에 수행된 적이 있는 지 최선의 노력을 기울여 확인하여야 한다. 생물학적 평가 시험을 실시하는 과학자들은, 관련된 동물 시험 또는 식별할 수 있는 핵심 단어들을 이용하여, 국제적인 참조 저널에 실린 음성 결과들을 포함하여 자신들의 시험결과를 발표하도록 하여야 한다.

허가 당국은 불필요한 반복을 예방하기 위하여 직접적인 정보 교환에 필요한 특정한 회선을 확립하도록 촉구하여야 한다(4.2 참조).

3.3 결과의 유용성

모든 국가에서는 적합하게 실시되고 평가된 시험결과를 수용할 것을 강력하게 권고한다.

3.4 관련자들의 자격

동물 시험의 실시와 관련된 모든 사람들은

a) 적합한 자격을 갖추고 있어야 하며

이점에 있어서는 인격과 태도가 중요한 역할을 한다.

b) 사용되는 동물 종의 인도적인 관리와 관련된 적합한 훈련을 받아야 하며

c) 모든 해당 법안에 대해 교육을 받아야 하고

d) 실행하려는 연구에 대한 과학적인 관점을 교육받아야 한다.

3.5 관리와 취급 방법

일반적으로 용인되고 있는 동물 관리 지침에 따라 동물을 관리하고 취급하여야 한다. 고통과 괴로움을 최대한으로 방지하면서 동물을 관리하고 취급하여야 한다. (부록A 참조)

3.6 수술 과정

시험동물에 대한 모든 수술 과정 특히, 회복의 여지가 있는 동물에 대한 수술 과정은 관련 조직의 신중한 취급과 적합한 무균 과정을 이용하여 동물을 적절하게 마취시킨 후 실시한다.

3.7 수술 전, 수술 중, 수술 후 관리

회복할 여지가 있는 시험동물에 대한 모든 수술 과정에는 확립된 수의학과 간호 관행에 따라 동물의 수술 전, 수술 중 그리고 수술 후 관리에 대한 적합한 규정들이 포함되어야 한다.

수술 전, 수술 중, 수술 후의 고통이 뚜렷하게 분별되는 경우에는 과학적인 반응들을 제외하고 이를 기록하여야 하며, 적합한 무통법을 이용해 고통을 완화시켜 주거나 시험을 종료하여야 한다.

3.8 시험 계획의 수립

시험은 의도하는 목적에 부합하도록 적절하게 설계하여야 한다.

동물 시험의 설계는 시험 계획서에 구체적으로 명시하여야 한다. 이 외에도 조사자들은 시험에 사용되는 동물의 수를 감소시키기 위하여 대안적인 조사 방법 또는 비침습성 방법의 이용을 고려하여야 한다.

시험 계획서에는 다음과 같은 적합한 사항들을 수록하여야 한다.

a) 시험 계획서의 작성으로 시작해 최종 보고서로 끝나는 전체 시험 기간 내내 그리고 필요하다면 그 이전에 적용하기 위한 세부적인 통계 방법

b) 조사 대상 기기나 원자재의 용도에 관련된 핵심적인 정보 및 기기나 원자재의 조성과 관련된 핵심적인 정보

c) 시험에서 조사하려는 과학적인 문제들과 특정한 목표들

d) 다음을 포함하여 시험을 실시하는데 사용되는 과정들 (조사 대상 기기나 원자재에 적합한 것이어야 한다)

1) 사용되는 동물의 적절한 종과 수

2) 관련 동물에 대한 이론적 근거, 그리고 사용된 동물의 종과 숫자의 적합성에 관한 이론적 근거

3) 시험에 사육되지 않은 동물의 사용을 최소한으로 하기 위하여 동물의 원산지

4) 계획된 동물 사용용도에 관한 설명

5) 사용하고자 하는 안락사 방법에 대한 설명

실제든, 규격화되어 있는 것이든, 모의시험이든 모든 대조 과정과 비교 측정장치를 구체적으로 상술하여야 한다.

3.9 동물 시험의 감소

본 규격의 최종적인 목표는 동물 시험의 필요성을 제거하는 것이다. 이러한 목표를 위하여 동일한 동물에게 덜 침습적인 방법을 사용하여 동물 시험을 줄이거나 및/또는 동물에게 최소한의 침습적인 시험방법을 사용할 것을 고려하여 시험 계획을 수립하여야 한다.

3.10 평가

시험결과는 철저하게 평가되어야 하며, 필요한 경우에는 통계적인 평가를 실시하여야 한다.

3.11 동일한 동물의 반복 시험

일반적으로 일련의 시험 가운데서 하나 이상의 시험에 동물을 사용해서는 안 된다. 사용된 동물의 과도한 고통을 막아줄 필요성은 사용된 동물의 수를 줄여야할 필요성보다 우선시되어야 한다.

3.12 안락사 방법

시험동물을 마지막에 안락사 시키기 위하여 사용하는 방법은 고통이나 괴로움의 흔적 없이 신속한 의식 불명 후에 그에 수반하여 죽음을 일으킬 수 있는 방법이여야 한다.

4. 권고안

4.1에서 4.6에는 생물학적 시험에 사용된 동물의 숫자를 줄이고, 동물의 고통을 감소시키거나 또는 제거할 수 있는 시험방법을 상세하게 논술하며, 다른 방법들을 이용해 동물 시험을 대체할 수 있는 보다 과학적인 시험과 관련된 권고안이 제시되어 있다.

4.1 대안적인 방법들

대안적인 방법의 개발 및/또는 인증은 과학자들과 투자 기관들 그리고 관련 당국이 우선적으로 제시하여야 한다. 이러한 것들을 달성할 수 있는 한 가지 방법은 과학 관련 간행물의 편집자들을 촉구하여 음성 결과와 대안적인 방법을 설명하는 문서들을 출판하는 것이다.

4.2 불필요한 반복을 예방하기 위한 데이터베이스

불필요한 반복을 최소화하기 위하여 국제적인 데이터베이스를 확립하여야 한다.

보안성의 문제가 중요하다고 할지라도 이로 인해 데이터베이스의 구축에 방해를 받아서는 안 된다는 점을 권고한다.

4.3 동물 보호와 취급 방법 - 국제적인 문서들

국제적으로 인증된 문서에 시험동물의 보호와 취급에 관련된 자료를 구체적으로 추가하여 출판할 것을 강력하게 권고한다.

4.4 동물 사용량의 감소

최대한 정확한 자료가 아니라 의미 있는 자료를 산출하기 위하여 실행되는 동물 시험의 숫자를 가능한 최소한으로 요구할 것을 관련 당국에 강력하게 권고한다.

4.5 지표 시험

지표 시험은 필요한 결과를 제공받기 위하여 시험의 수를 최대한으로 계획하여 수행하여야 한다. 필요한 동물의 수가 표준 시험에 최소한으로 제시되어 있는 경우에는 그 숫자를 우선적으로 이용한다.

4.6 동물 관리를 위한 지침

최신 정보를 수록한 동물 관리 지침에 대한 문서를 ISO/TC 194에 발송해 줄 것을 요청한다.

부록 A

(informative)

참고문헌

[1] Directive 86/609/EEC, Council AnimaI Protection Directive. 1986-I l-24.

[2] Cl OM S. In terna tional Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals.

[3] Decision of the Council concerning the mutual acceptance of data in the assessment of chemicals OECD C (81) 30 (final) (1981-05-l 2).

[4] EN 45001: 1990, Genera/ criteria for the operation of testing laboratories.

[5] Animal Welfare Act of 1968 (PL 89-544) as amended by the Animal Welfare Act of 1970 (PL 74-579), the A nimal Welfare Act of 1985 (PL 99-l 98).

[6] The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, NNI publication No. 85-23 (revised 1985).

[7] Australian Code of Practice for the Care and Use of Animals for Scientific Purposes.

[8] Home Office Animals (Scientific procedures) Act 1986 (London). Code of Practice for the housing and care of animals used in scientific procedures.

[9] German Animal welfare act, 1986-08-18 (BG BI. 320).

[10] Law concerning the protection and control of animals (Japan).

NOTE 5 Other documents, in accordance with 5.6, will be added when available.