CNS 14393-4-2004 Biological evaluation of medical devices – Part 4：Selection of tests for interactions with blood《医疗器材生物性评估－第四部分：血液接触特性测试方法的选择》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 11.100 T5013-414393-4經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 93 年 4 月 20 日 年月日 (共 41 頁 )醫療器材生物性評估 第四部分： 血液接觸特性測試方法的選擇 Biological evaluation of medical devices Part 4： Selection of tests for interactions with blood 1. 適用範圍：本標準適用於評估醫療器材與接觸特性之一般規定。本標準涵蓋： (1) 依據 CNS

2、 14393-1醫療器材生物性評估 -第一部分：評估與試驗所定義之用途及使用時間長短，對與血液接觸的醫療及牙科器材進行分類。 (2) 基本原理用於評估醫療器材與血液接觸作用。 (3) 依據特定分類結構性選擇測試之方法以及測試方法之基本科學原理。 由於對血液與醫療器材交互作用之知識及其測試方法精密度的限制，無法對測試方法之細節詳細規定。本標準只對生物評估測試作通則性描述，可能無法完全針對某特定醫療器材測試方法提供足夠指引。 2. 用語釋義 除了依據 CNS 14393-1醫療器材生物性評估 -第一部分：評估與試驗規定外，另作下述之定義。 2.1 血液 /醫療器材的交互作用 (blood/devi

3、ce interaction)： 血液或任何血液成分與器材的交互作用，此種作用會進而影響血液、器官或組織或是器材本身的功效。 備考：這些作用可能會有或是沒有臨床上重大或不良之後果。附錄 A 涵蓋這些作用進一步的資料。 2.2. 連接於活體測試 (ex vivo)： 直接將血液由受測人體或是動物分流到體外測試艙室的測試系統。 備考：若使用動物模 式，血液可能是直接分流流回動物體內 (再循環模式 )或是收集到試管中進行評估 (單次流程模式 )。 2.3. 血栓生成 (thrombosis)： 在體內因血栓導致血管或器材部分或完全阻塞的現象。 備考 1. 評估血栓生成的方法有連接於活體以及體內測試的

4、兩種方法，可以是動物模式或是臨床模式。 2. 血栓是一含有紅血球 、聚集的血小板、纖維蛋白以及其他細胞組成的混合物。 2.4. 血液凝結 (coagulation)： 由於一連串凝血因子的活化而產生的現象。 備考： 可以經由體外或是體內與器材接觸的模式來量測 一連串凝血反應因子及分解纖維蛋白系統。 2 CNS 14393-4, T 5013-4 2.5. 血小板 (platelet)： 存在血液循環中的無核細胞，會附著到表面上且聚集形成為一個止血的栓塞以減少出血。 備考： 血小板測試涵蓋血小板數量的定量及血小板結構及功能的分析。測試可以涵蓋有分析血小板因子或血小板表面成分，而其由血小板釋放或附

5、著於器材表面。 2.6. 血液學 (haematology)： 血液的研究，包括血液中血球及血漿成分的定量分析。 2.7. 補體系統 (complement system)： 先天免疫系統的一部分，含有： 先天免疫系統的一部分，含有幾種血漿蛋白質，包括酵素以及細胞的受體。 備考：由補體成分所產生的作用分子會參與發炎、吞噬及細胞的溶解作用。 3. 血液接觸性醫療器材分類：（分類參見 CNS 14393-1） 3.1 非接觸人體之醫療器材 體外診斷器材是非接觸性器材範例之一。 3.2 體外連通醫療器材 此項器材與循環血液接觸且作為血管系統中的一個通道。範 例不限於 CNS 14393-1 所列的例

6、子。 (1) 作為間接血液路徑的體外聯通器材，包括但不限於： 套管 延伸套組 血液收集器 用來儲存及處理血液以及血液產品的器材 (例如管子、針及血袋 )。 細胞保存器 (2) 與血液循環接觸的體外聯通器材，包括但不限於： 粥狀瘤塊切除術器 血液監測器 導管 導引線 血管內視鏡 血管內超音波 血管內雷射系統 逆行式冠狀動脈灌流導管 心肺分流循環器 體外薄膜氧合器 血液透析 /血液過濾設備 捐血用及治療用血球分離設備 吸收血液中特定物質的設備 3 CNS 14393-4, T 5013-4 侵入性心臟及血管器材 經皮的循環支持系統 3.3 植入性醫療器材 此項器材絕大部分或是全部放置在血管系統中。

7、範例涵蓋但不限於： 環狀成型術環 機械性或生物組織性的心臟瓣膜 代用性或生物組織性的血管植入物 循環輔助系統 (心室輔助器、人工心臟、主動脈內氣球幫浦 ) 下腔靜脈過濾器 血栓游離器 血管內移植物 植入式去顫器以及心搏恢復儀 血管支架 動靜脈分流器 血液監測器 體內藥物釋放導管 心臟節律器的導程 血管內薄膜式氧合器 (人工肺 ) 白血球去除過濾器 4. 血液交互作用評估 4.1 一般規定 4.1.1 圖 1 顯示用來判斷是否需要作血液接觸測試的決策樹狀圖。 依據其基本機制或欲量測的系統血液的交互作用可區分作五大類。 表 1 及表 2 列出與循環血液接觸的儀器設備範例以及適用於該項設備的測試類別

8、。 備考： 因為這是一項水平式 的標準，可以針對某一器材為何選擇特定的測試分類提出一良好的 說明及解釋。例如血栓測試時常被用來評估醫療器材，但是在很多 例子中，可以找到好的解釋方法說明可以用血液凝結、血小板、血 液學及補體系統的整合測試方式來取代血栓測試。 對於某些具有特定標準（垂直 標準）的醫療器材，依據那些垂直標準所訂定的生物評估規範及測試方法須優先於本標準的一般規範。 4.1.2 若可能測試方法應須使用適當 的模式或系統來模擬器材在臨床使用與血液接觸之幾何形狀及狀態，包含 有血液接觸期間、溫度、無菌狀態和血流狀況。對於有一定形狀的器材， 須評估測試參數（單位體積濃度）與器材表面曝露面積

9、(cm2)的比值。 僅應測試與血液接觸的部分。 所選用的測試方法與參數應該符合最先進的測試標準。 4 CNS 14393-4, T 5013-4 4.1.3 除非有正當理由，測試一定要 使用對照組。如果可能的話，測試應涵蓋現有臨床使用之器材或已有完整測試數據的參考材料 7。 使用的參考材料皆須含有陽性 對照組及陰性對照組。所有的測試材質皆須符合製造商及測試實驗室所有 品質控制的標準，且所有材質以及器材的原料出處、製造商、等級及型別皆須標示鑑別清楚。 4.1.4 可以對醫療器材零組件使用的 材質進行測試，但僅能做為篩選用途。這些初步測試不能取代整體醫療器 材或其零組件必須模擬在臨床應用情形或較為

10、誇大的臨床狀況下進行測試的要求。 4.1.5 未模擬器材使用時條件之測試 ，可能無法準確預估器材在臨床應用上所發生血液 /器材交護作用。例如某些短期體外或連接於活體的測試結果不易預估長期體內血液與器材之間的交互作用 25， 26。 4.1.6 由以上得知，器材若用在連結 於活體外，則測試應採用連接於活體外的模式進行。器材若用在體內 (植入式 )，則應以動物模式進行體內試驗。測試條件要儘可能模擬臨床使用條件。 4.1.7 體外測試在篩選外部血液流通 器材或植入性器材視為是有效的，但可能無法正確預估血液 /器材在長時間或重覆曝露或 永久接觸情形下的交互作用（參見第 5.3.1 節）。使用時不與血液

11、接觸的器材無須進行血液 /器材交互作用的評估。僅與循環血液非常短 暫接觸的器材 (例如採血針、皮下注射針、毛細管 )通常不需進行血液 /器材交互作用的測試。 4.1.8 第 5.1.6 節與第 5.1.7 節的建議加上第 4 節及圖 1 與表 2 可作為第 5.2.1 節中測試方法選擇的指引。 4.1.9 收集血液及血液體外測試時所 使用的拋棄式實驗器材，必須評估以確認這些器材不會顯著的干擾所進行之實驗。 4.1.10 若依據所描述的情形選擇測試的方法且測試 是在模擬臨床使用條件下進行，測試結果最可能預估器材在臨床使用之 性能，然而動物種類及其他因素可能會限制任何測試之預測性。 4.1.11

12、由於不同動物血液反應性的差異，測試應儘 可能使用人血。當必需使用動物模式時，例如評估器材與血液在長時間 或重複曝露或永久接觸，須考慮不同動物種類之血液反應。 人類與其他靈長類動物之血液 測試參數及血液反應性非常類似 26。使用實驗動物例如兔子、豬、 小牛、綿羊或狗也可能獲得滿意的結果。由於動物種類之 差異可能相當顯著 (例如相對於人類，狗較容易產生血小板吸附、血栓生成 20及溶血現象 )，所有動物實驗結果 必須謹慎解讀。使用的動物種類及數量必須予以判斷（參見 CNS 14393-2醫療器材生物性評估 - 第二部分：動物福利法規定） 備考： 使用其他靈長類動物進行體 內血液相容性及醫療器材測試應

13、依動物保護法 92規定實施。 4.1.12 在體內及連結於活體的測試時應避免使用抗 凝血劑，除非器材在設計使 5 CNS 14393-4, T 5013-4 用上有此需要。抗凝血劑的種類及濃度會 影響血液 /器材的交互作用，所以選擇時必須予以判斷。若器材在使用上有 加入抗凝血劑，測試時所加入之抗凝血劑濃度範圍須與臨床使用相符。 4.1.13 修改臨床上已被接受的器材需考慮其對血液 /器材交互作用及臨床功能的影響。例如改變其設計、幾何形狀、材質表 面或材料整體化學性質或改變其紋理、孔隙度或其他性質。 4.1.14 必須有足夠的重複測試次數且每次皆必須含 有適當對照組，才能進行實驗數據的統計分析。

14、由於某些測試方法的變 異性，必須重複足夠的測試次數後才能決定期顯著性。除此之外，在血液 /器材長時間接觸下作重複測試可提供隨時間變化之交互作用的相關資訊。 6 CNS 14393-4, T 5013-4 需有血液交互作用數據，查詢 CNS 血液交互作用表格來尋求適當測試方法 否開始 符合血液交互作用的規定 查詢 CNS 血液交互作用表及 （或）適當測試方法的垂直標準 (如有需要 ,諮詢專家 ) 符合血液交互作用規定 器材是否與循環血液有直接或間接接觸 ? 是 否有可接受的判斷或測試數據 ? 滅菌方法是否相同 ? 與身體接觸部位是否相同 ?化學組成及性質是否相同 ?材料是否與市售器材相同 ? 是

15、否有可接受的血液相容性數據及（或）是否有對於不進行適當測試有進一步判斷或危險評估 製造流程是否相同 ? 如有需要，徵求專家同意 否 否否 否 否否 否是 是 是是 是 是是是是 圖 1 是否需要測試血液交互作用的決策否 7 CNS 14393-4, T 5013-4 表 1 與循環血液接觸的器材和器材組件以及適當測試類別 體外連通器材 測試分類 器材範例 血液栓塞 血液凝結 血小板 血液學 補體系統粥狀瘤塊切除術器 a 血液監測器 a 血液儲存及處理的器材，血液收集器，延伸套組 a 體外薄膜氧合 器，血液透析 /血液過濾設備，經皮的循環支持系統 導管，導引線，血管內視鏡，血管內超音波，雷射系統

16、，逆行式冠狀動脈灌流導管 a 細胞保存器 a 吸收血液中特定物質的設備 捐血用及治療用血球分離設備 a 僅作溶血測試 表 2 與循環血液接觸的器材和器材組件以及適當測試類別 植入器材 測試分類 器材範例 血液栓塞 血液凝結 血小板 血液學 補體系統環狀成型術環，機械性心臟瓣膜 a 主動脈內氣球幫浦 全人工心臟，心室輔助器 血栓游離器 a 血管內移植物 a 植入式去顫器以及心搏恢復儀 a 心臟節律器的導程 a 白血球去除過濾器 a 代用性（合成）的血管植入 物和補綴片，包含動靜脈分流器 a 血管支架 a 生物組織性心臟瓣膜 a 生物組織性的血 管植入物和補綴片，包含動靜脈分流器 a 靜脈過濾器

17、a a 僅作溶血測試 8 CNS 14393-4, T 5013-4 4.2 測試方法及血液交互作用的分類： 4.2.1 器材與血液交互作用之建議測試項目 測試方法是依據表 3 及表 3 器材的型別而分類。 測試方法依據量測的主要流程或系統而分為以下五類： (1) 血液栓塞（參見第 2.3 節） (2) 血液凝結（參見第 2.4 節） (3) 血小板（參見第 2.5 節） (4) 血液學（參見第 2.6 節） (5) 補體系統（參見第 2.7 節） 這些測試的原理及科學依據列於附錄 B。 4.2.2 非接觸式器材 這些器材不須進行血液 /器材交互作用測試。拋棄式檢驗套組應予確效以排除材料對測試

18、準確度的干擾。 4.2.3 體外連通器材 以表 1 和表 2 對某特定型別器材的相關血液交互作用分類後，可使用表 3作為對體外連通器材選擇適當 測試方法的指引，以適當評估血液交互作用（參見第 4.1.6 節）。測試選擇的要求取決於受評估的特定器材。 4.2.4 植入式器材 以表 1 和表 2 對某特定型別器材的相關血液交互作用分類後，可使用表 4作為對植入式器材選擇適當測試方法的指引，以適當評估血液交互作用 （參見第 4.1.6 節）。測試選擇的要求取決於受評估的特定器材。 4.2.5 指示及限制： 免疫分析法可用於人類血液測 試而一般尚未應用於其他動物上。人類試樣的檢驗試劑套組通常對其他靈

19、長類以外之動物不會有交叉反應。當設計測試系統時必須非常小心確認所 得的血液活化數據是由測試材料所產生並非由系統的誤差所造成。對於使 用人類血液進行的體外及連接於活體的模擬實驗，通常血漿中欲分析物質 的濃度依據實驗環境的不同，需要少量、中量或大量的稀釋才能達到免疫 分析有效的濃度範圍。應注意只在分析方法有效範圍內所得測試的結果才 能被使用。應注意確認測試樣品的稀釋範圍已被量測。 材料特性分析不足或在血液測 試前所作的不適當處理都有可能造成評估血液 /器材交互作用的分歧。例如這些研究可能僅依賴一種量測方法、或可能加入與欲測試材料或器材無關 的其他材料時都有可能造成結果的分歧。將應用在低流速 (靜脈

20、 )環境下的材料使用到高流速 (動脈 )情形時，材料與血液接觸的交互作用可能截然不同 。改變器材的設計及（或）改變流動狀況可以明顯影響體內測試所得的材料血液相容性。 9 CNS 14393-4, T 5013-4 表 3 體外連通器材測試方法 測試分類 評估方法 註記 血液栓塞 阻塞百分比 流量減少重量分析（血栓質量） 光學顯微鏡 (血小板吸附、白血球、聚集物、紅血球、纖維蛋白等 ) 器材兩端壓降 血栓組成物質之標定抗體 掃描式電子顯微鏡 (血小板吸附及聚集、血小板及白血球形態、纖維蛋白 ) 血液凝結 PTT(非活化 ) 凝血酶生成：特定凝血因子檢驗 ; FPA、 D-dimer、 F1+2、

21、 TAT 血小板 血小板數量 /吸附 血小板聚集模板出血時間 血小板功能分析PF-4； -TG；血小板凝集素 B2 血小板活化標記 血小板微粒放射標定之血小板伽瑪造影，111In-標定血小板之存活 111In-標定建議使用在長時間或重複使用 (24 h 到30 天 )及永久接觸（ 30天） 血液學 白血球數量（有 /無分類） 白血球活化 溶血網狀血球數量 ；周邊血球 (即顆粒細胞 )活化的特定釋放產物 補體系統 C3a、 C5a、 TCC、 Bb、 iC3b、 C4d、SC5b-9、 CH50、 C3 轉化酶、 C5轉化酶 10 CNS 14393-4, T 5013-4 表 4 植入式器材測

22、試方法 測試分類 評估方法 註記 血液栓塞 掃描式電子顯微鏡 (血小板吸附及聚集、血小板及白血球形態、纖維蛋白 ) 阻塞百分比 流量減少血栓組成物質之標定抗體 器材的拆解分析 (巨觀的及微觀的 )、組織病理學 遠端臟器的解剖分析 (巨觀的及微觀的 )、組織病理學 血液凝結 特定凝血因子檢驗 ; FPA 、D-dimer、 F1+2、 PAC-1、 S-12、 TATPTT(非活化 )， PT， TT；血漿纖維蛋白原； FDP 血小板 PF-4； -TG；血小板凝集素 B2 血小板活化標記 血小板微粒放射標定之血小板伽瑪造影，111In-標定血小板之存活 血小板功能分析 血小板數量 /吸附血小板

23、聚集 血液學 白血球數量（有 /無分類） 白血球活化 溶血網狀血球數量 ；周邊血球 (即顆粒細胞 )活化的特定釋放產物 補體系統 C3a、 C5a、 TCC、 Bb、 iC3b、 C4d、SC5b-9、 CH50、 C3 轉化酶、 C5轉化酶 4.3 測試種類 4.3.1 體外測試 使用體外測試方法需考慮之變數：包括血球容積、抗凝血劑、試樣 的收集、試樣壽命、試樣保存、大氣曝露和 pH 值、溫度、針對對照組之測試順序、表面積與體積的比值 和流體動態狀況 (尤其是管壁剪切速率變率 )。因為某些血液性質會在收集後快速改變，所以測試需儘速進行，最好在 4 h 內。 11 CNS 14393-4, T

24、 5013-4 4.3.2 連接於活體測試 當器材用在活體外，例如外部 連通器材，就必須進行連接於活體測試。連接於活體測試可對要在體內使 用的器材有所幫助，例如血管植入物等植入式器材，然此應用不應取代植入式測試。 連接於活體測試可用來監測血小板吸附、游離血栓生成、纖維蛋白原沉積、血栓塊、白血球吸附、血小板消耗及血小板活化 20、 30、 48。血流速度可用杜卜勒或電磁流 速探針量得，流速的改變可顯示血栓沉積及血栓游離作用的程度及過程。 很多連接於活體的測試使用具 有放射性標定的血液成分來觀測血液與器材的交互作用。最常被放射性標 定的血液成分是血小板以及血纖維蛋白原。可藉由嚴格小心每一實驗細節

25、，而將放射性核種接枝標定過程所可能造成血小板活性改變的情形降至最低 23、 24、 25。 相對於體外試驗模式，連接於 活體的實驗有以下數項優點：使用流動的原始血液（提供一生理環境下之 流場狀況）；因為可以變換測試腔室所以可以測定多項材質；可能可以即 時觀察一些現象變化的發生。但是亦有一些缺點例如：不同實驗之間血液 的流速會有差異；不同隻動物之間的血液活性會有差異；連接於活體的實 驗通常僅能做較短時間的測試評估。因此在動物實驗中，在同一隻動物的都必須涵蓋有陽性對照組、陰性對照組。 4.3.3 體內測試 體內測試是將材料或是器材植 入動物體內。血管補綴片、血管植入物、代用環、心臟瓣膜及循環輔助系

26、統都是體內實驗模式所使用器具的一些例子。 管路的通暢性常被用來作為評 估體內實驗成功或失敗的一項指標，當植入物移除後，可檢查阻塞程度的 百分比及血栓的重量。器材所產生的血栓游離到遠端臟器的程度應經由非 常小心以巨觀及微觀的方式檢視位於器材下游的器官而得知。除此之外， 對於周圍組織及器官作組織病理評估也是會有所幫助。腎臟尤其是容易收集到從植入在腎動脈上游的器材 (例如是心室輔助器、人工心臟、代用性主動脈移植物 )所游離出來的血栓 19。有一些方法可以用來評估體內交互作用而無需終止實驗，動脈 X 光圖可以用來測定血管植入物的通暢性或器 材上血栓沉積的情形。放射造影可以用來監測在不同的體內實驗時間點

27、血 小板沉積的情形。血小板消耗及存活的狀況可作為血液 /器材交互作用及因新生血管內膜 生成或蛋白質吸附所造成鈍化的指標。 在一些體內測試中，材料的性質可能不是決定血液 /器材交互作用的主要因素。反而是流場參數、順應性 、孔隙度以及植入物的設計可能較材料本身的血液相容性重要。例如在低 流速情形下所得的數據可能與高流速情形下相同材料所得的結果有很大的 差異，在這種情形下，體內實驗應比體外測試所得的結果更重要。 12 CNS 14393-4, T 5013-4 引用標準： CNS 14393-1 醫療器材生物性評估 - 第一部分：評估與試驗 CNS 14393-2 醫療器材生物性評估 - 第二部分：

28、動物福利法規定 相對應國際標準： Biological evaluation of medical devices Part 4： Selection of tests for interactions with blood 13 CNS 14393-4, T 5013-4 附錄 A （參考） 心血管器材及代用品在臨床前的評估 A.1 通則 A.1.1 背景說明 本附錄是提供選擇評估心血管器材與血液交互作用測試的背景說明。在第 4節中已經涵 蓋當必須作測試時所需的指引及對特定醫療器材那些血液交互作用分類是 適當的，及測試的列表用來評估非接觸性、外部連通和體內植入器材和血液交互的作用。 A.1.

29、2 分類 以下對血液 /器材的交互作用提供分類的背景說明。 A.1.2.1 以下之交互作用主要影響器材及可能會對測試者有不欲之影響： (1) 血液中血漿蛋白質、脂質、鈣或其他物質吸附至器材表面或器材內情形； (2) 血小板、白血球或紅血球在器材表面的吸附或其成分在器材內的吸收情形； (3) 器材表面形成假血管內膜或組織囊狀結構； (4) 器材機械性或其他性質的改變。 A.1.2.2 以下之交互作用會對動物或人類有潛在不欲之影響： (1) 血小板、白血球或其他細胞的活化；或凝血、纖維蛋白溶解或補體途徑之活化； (2) 器材表面血栓生成； (3) 血栓或其他物質從器材內表面游離到循環系統其他位置；

30、 (4) 因循環中血球破壞而導致貧血、溶血、白血球或血小板減少或血球功能的改變； (5) 緊鄰器材之細胞或組織的損傷； (6) 在器材或緊鄰器材有血管內膜增生及組織的堆積，導致血流減少或影響器材其他功能； (7) 細菌或其他感染原在器材或其近遭組織的吸附及成長。 A.1.3 動物及體外測試的優點和限制 動物模式可 持續性進行器材之監測及對重要變因作系統性的控制探討。然而動物模式 的選擇可能會受到動物大小需求、可用的動物種類及費用的限制。研究人 員必須了解所選擇的動物與人體生理的異同性，尤其是在血液凝結、血小 板功能、纖維蛋白分解，及對麻醉、抗凝血、血栓分解及抗血小板及抗生 素等藥物反應之差異亦

31、應了解。由於動物對器材的反應有種類的差異、個 體的差異及對不同器材有不同的反應，所以從單一種動物所得數據需小心 解釋。其他靈長類動物、例如狒狒，具有與人類近似的血液學 14 CNS 14393-4, T 5013-4 參數值、血 液凝結機制及心血管系統30。其他靈長類動物的額外優點為很多使用 在人類血栓分析的免疫探針也適用於其他靈長類動物。這些探針涵蓋 PF-4、 -TG、 FPA、 TAT 及 F1+2。狗是常用的種類且能提供有用的資訊；但是 狗比人類更容易發生器材上相關的血栓生成，這項差異性可視為用來評估 器材血栓生成的優點。由於具有與人類相似的血液及心血管特性，豬通常 被視為適當的動物模

32、式。應切記手術植入過程對結果有影響，所以應包括適當的對照組。 因為在血液 凝結和血液學因子和活性上有動物種類的差異，所以體外測試時最好使用人血。 由於血栓生 成是一動態過程，所以體外測試時建議應盡量模擬血栓生成的動態條件（ 例如血液 /材料界面的剪切力）。靜態測試在某些評估血液與材料交互作用可能有用。 因為使用心 血管器材的患者可能接受抗凝血或抗血栓藥物，所以體外測試時，模擬這些條件非常重要。 A.1.4 動物試驗的要點 血栓生成、 血栓游離、出血及感染是使用及進一步開發先進心血管代用器材的主要障礙因子。與血液僅有限接觸（ 24h）的器材，重點在於一系列量測技術，其可能提供血栓生成、血栓游離隨

33、時間變化 的情形、及血液成分含量減少、血管內膜增生及感染等相關資訊。對以上 兩種與血液曝露與接觸分類的器材，溶血情形及血小板功能的評估非常重 要。手術方法、隨時間變化的血栓溶解及游離、器材感染和曝露表面可能 的改變（例如血管內膜增生及內皮形成）對血栓生成可能會有重大影響。 人造表面與 血液交互作用的結果可以從巨觀上血栓生成及游離至微觀作用例如血液凝 結成分的加速消耗；後者可能被補償（因器材所消耗的血小板總數很少，所以不會影響血小板總數）或造成血小板及凝血因子的消耗（因器材表面積大到足以消耗夠多的血小板而造成血小板總數受到影響）。 A.1.5 體外試驗的要點 體外試驗能 夠使得測試的次數足夠作統

34、計學之評估而無需犧牲任何動物，且費用較低 。血液學、血液流體力學及其他器材性能參數、巨觀上血栓生成及補體活 化在接觸血液後急性改變程度為重要量測。體外試驗可以藉由改變材料或器材曝露於血液時間長短，對不同因子及活性能夠作動態探討。 A.2 套管 套管通常是插入一條或數條主要血管使得能重複與血液接觸，也應用在心肺分流及其他醫療程序中。套管可以被在急性或慢性測試，通常以動靜脈連通管的方式進行。套管的使用引起血球數量或凝血因子或補體系統的改變很少。套管的測試 15 CNS 14393-4, T 5013-4 就如同其他間接血液接觸器材 (參見本文第 3.2.1 節 )，通常所需求的測試項目較直接與血液

35、接觸的器材少 (參見本文第 3.2.2 節、第 3.3 節 )。 A.3 導管和導引線 大部分應用在套管的測試與應用在導管和導引線的測試有關。導管在動脈或靜脈之放置及 位置會對血液 /器材交互作用有很大的影響。建議同時在對側的動脈或靜脈作一對照組實驗。當抽出導管時必須小心不要移除血栓。原位分析可能允許評估血管內膜或導管進入點所受的傷害對血栓生成之影響程度。一般來說，杜卜勒血流量測比血管攝影能提供更多的訊息。利用放射性標定血液組成之動力學分析，建議僅應用在長期使用的導管。 A.4 體外氧合器、血液透析儀、治療用血液分離儀及吸收血液特定物質的設備 心肺分流所導致的凝血反應可以是顯著且快速的。影響血

36、液測試值的許多變數如：血液抽吸、填充血流幫浦的流體組成成分、低體溫及血液與空氣的接觸及曝露時間。在外流管子中的血栓可經由定時放置連接於活體的血液過濾器或使用超音波或其他非侵入式技術偵測出。在分流時血栓堆積可藉監測以下操作參數直接分析，例如：氧合器中的壓降及氧氣傳送速率。在心肺分流的患者中、模板出血時間及其他血小板功能及血小板釋放的試驗對觀察到後天短暫性血小板功能失常伴隨選擇性釋放 粒子特別有用的情形 31。 血液透析儀及心肺分流設備都會導致補體活化。臨床上可導致顯著的肺臟白血球鬱滯及肺臟損害。因此對於這兩類醫療器材，量化評估補體活化是有用。 由於高表面積 /體積比值，治療用血液分離設備及吸收血

37、液特定物質的設備將極有可能活化補體、凝血、血小板及白血球途徑。對於此兩類醫療器材與血液交互作用的評估應遵照與體外氧合器及血液透析儀相同的準則。 A.5 心室輔助器及全人工心臟 這類器材可造成各種血液成分明顯改變。造成此項改變的因素有：與血液接觸的大面積、高流速區域、血液紊流及分流導致血液受干擾的區域。此類器具需作的試驗可包括：溶血、纖維蛋白原濃度、凝血酶生成、血小板存活及活化及補體活化量測。同時嚴密監控 肝、腎、 肺及中樞神經系統之功能。另外對取出的器材進行詳細病理檢驗也是重要的評估項目 40、 41。 A.6 人工心臟瓣膜 侵入式、非侵入式及體外流體力學分析模式都對評估人工心臟瓣膜相當重要。

38、 聽診檢查是篩選心臟人工瓣膜功能失常的有效方法之一 42。二維及 M 模式的超音波心臟檢查是使用超音波對心臟成像。藉由收集不同材料之超音波阻抗所造成的回波，進一步處理產生影像而對人工瓣膜的結構作一檢視。機械瓣膜能產生強烈的回波所以可清楚顯示瓣膜的動作。然而影像品質可能取決於所觀察的瓣膜種類。超音波心臟檢查也可用於評估由動物組織所製作的人工瓣膜之功能。瓣膜上的贅生物、血栓及瓣膜增厚的情形都可顯示。使用傳統及彩色杜卜勒血流超音波可辨識及半定量分析血液回流狀況 42。 血小板存活及血小板聚集的量測、血栓和溶血試驗、 流場的壓力和血流的量測、 16 CNS 14393-4, T 5013-4 解剖分析

39、取出的瓣膜及其相鄰組織亦被建議使用 41、 43。 A.7 人工血管 有孔及無孔的材質都可以植入到動脈或靜脈的不同位置。位置則大多取決於人工血管所想取代的應用。使用大口徑及較短的長度都可增進人工血管的暢通率。通常為建立有效模式，對於內徑小於 4mm 的人工血管、其測試長度需超過內徑的10 倍以上（即 4mm 直徑的人工血管需 40 mm 的測試長度）。血管的通暢度可藉由對某些位置遠端脈搏的觸診及定期的血管攝影得知。超音波、磁振造影及正子造影也可能有效。在狒狒，連續放射性標定血小板影像研究結果與非內皮化的人工血管表面積有一定的關聯性 30，所以放射性標定血小板有利於進行非侵入式血管壁上 血栓堆積

40、的造影。建議對血小板數目、血小板釋放物質、纖維蛋白原 /纖維蛋白降解物及活化之血液凝結物質作一系列量測。對取出的人工血管及其鄰近的血管組織作解剖形態量測研究，觀察內皮完整性及增生反應，都能對人工血管的分析提供有用的訊息。對血管近端及遠端吻合處、及人工血管中段代表性區域作縱切和橫切面的系統化評估，對器材完整分析有其必要性 43。 A.8 下腔大靜脈過濾器，血管支架及具支架的人工血管 這類器材可用血管攝影及超音波進行分析。其他應用在人工血管評估的技術（參見第 A.7 節）也適用於此類器材上 43。 17 CNS 14393-4, T 5013-4 附錄 B （參考） 實驗室試驗基本原理、科學依據及

41、解釋 B.1 通則 B.1.1 背景 本附錄描述第 4.2.1 節試驗方法的基本原理及科學依據。詳細的方法可在實驗醫學及臨床病理學的教科書中獲得。參考文獻 17至 44及 46至 49及59描述之試驗方法可能對評估血液 /器材交互作用有幫助。由於生物多變性及技術限制，很多試驗的準確度都受到限制。 B.1.2 體外測試的基本原理 使用靜態及動態系統，例如循環迴路及離心系統。 5054 B.1.3 試驗條件 為進行體外 模式來評估血液 /器材之交互作用的實驗時，從正常人體或實驗動物所收集到含有抗凝血劑之血液或血漿，須先於標準化的條件中 (時間、溫度及血流速度 )與材料或器材接觸。接觸後，部分的血液

42、或血漿立即取出進行分析。血液接觸條件依據器材之預定用途。 在製備測試 樣品時，必須避免試驗前有血液之活化或血液釋放任何成分。但是最適當的條件仍取決於待測的器材及器材或材料其預定用途。 B.1.4 分類 在使用中位 置時，在評估外部連通式及植入式器材血液是直接收集到含抗凝血劑的容器內進行測試，而無需先經過接觸程序。這些試驗如第 4.2.1 節所描述，依 測試程序或系統可分為五大類：血栓生成、凝血、血小板及血小板功能、血液學及補體系統。 B.2 血栓生成 B.2.1 阻塞百分比 阻塞百分比 是在器材使用及取出後以目視決定。這是測定在管路中血栓生成程度嚴重 性的一項指標。沒有阻塞並不必然表示沒有血栓

43、生成，因為量測阻塞百分 比前血栓可能已經游離或脫落。不僅血栓會造成阻塞，血管內膜增生，尤 其是在人工血管環狀接合處也可產生阻塞的情形，所以需以險為觀察才能 鑑定阻塞過程。量測血栓所覆蓋的表面積及未覆蓋的表面積，可以用來作為半定量的比較基礎。 B.2.2 流速減緩 流體 (流速或流量 )是在器材使用一段時間後量測。量測可在器材使用中、使用前或使用後進行。理由與解釋與第 B.2.1 節相同。 B.2.3 血塊重量分析 在器材從它使用的位置移除後進行量測。理由及解釋與第 B.2.1 節相同。 B.2.4 光學顯微鏡分析 18 CNS 14393-4, T 5013-4 附著在材料 表面的細胞密度、細

44、胞聚集物及纖維蛋白，同時這些沉積物在材料或器材表面分佈可藉此技術獲得。本方法為半定量性質。 B.2.5 通過器材的壓降 在器材使用前及使用一段時間後進行量測。理由及解釋與第 B.2.1 節相同。 B.2.6 掃描式電子顯微鏡分析 理由及解釋與第 B.2.4 節相同，但比第 B.2.4 節較佳，因本分析方法能夠提供組成細微 結構更詳盡觀察。但需重複足夠次數試驗以達到再現性程度，始有量化的結論。 B.2.7 抗體鍵結 除了對材料 上沉積纖維蛋白及血小板作定性顯微判斷外，亦可藉由測量經標定後對纖維蛋白、纖維蛋白原或血 小板細胞膜受體特定鍵結抗體的數量，而作定 量的評估。為此目的，在標定之抗體鍵結前，

45、材料在接觸血液後需清洗以去除未附著的血液成分。 B.2.8 器材的取出及檢視 本方法對評 估植入式器材的生物反應非常重要。細胞及蛋白質類沉積物的分佈、大小 及其顯微性質都可經由小心詳細的檢查得知。建議的步驟請參閱文獻 40及 41。 B.2.9 遠端臟器的解剖分析 使用的理由 是要檢視植入器材的遠端作用。這些作用包含血栓游離及器材成分游離 43。 B.2.10 造影技術血管攝影術、血管內超音波、杜卜勒超音波、電腦斷層及磁振造影可以選擇以上方法來檢測人工血管或其他管子的通暢性或內徑縮小的程度，及偵測體內使用時血栓沉積在器材上的情形。 B.3 凝血 凝血測試所使用的血液可以是原始未加抗凝血劑的新鮮

46、全血、加入抗凝血劑 (通常是檸檬酸鹽 )的全血、富含血小板血漿或是缺血小板血漿。因為大部分標準的凝血測試是專門用來檢測臨床上造成凝血時間延遲或流血不止的不正常凝血現象，所以 當使用在受到生醫材料影響而有凝血加速的情形下時，評估血液 /器材交互作用的實驗流程就必須做適當的修正。一些使用在活化部分凝血激酶時間測定方法的活化劑，包含白陶土、矽藻土或鞣花酸等都必須避免加入，因為他們會掩蓋因材料及醫療器材所造成的加速凝血現象，因為在此情形下欲測試的材料及器材是有活化劑的功能。測試時必須涵蓋 (沒有材料 )對照組。 血液與測試材料接觸可以是在靜態艙內例如平行板室，或使用欲測試材料為管路內層材質的密閉管狀循

47、環系統下進行。在經過與測試表面預定的接觸時間後，可開始進行表面與血液接觸的測試。 54 B.3.1 部分凝血激酶時間 (PTT) 部分凝血激 酶時間是在加檸檬酸鹽的血漿中再加入鈣及部分凝血活酶後，血液的凝集時間 38。部分凝血激酶是一種磷脂質的懸浮液，通常是由組織 19 CNS 14393-4, T 5013-4 凝血活酶、 哺乳類的腦部或肺臟均質物中萃取而得。當與材料在標準條件下接觸後有 部分凝血激酶時間縮短的情形發生，代表血液凝結接觸階段已被活化。部 分凝血激酶時間加長代表以下任一凝血因子濃度不足：凝血因子 I（纖維蛋白原）、 凝血因子 II（凝血酶原）、凝血因子 V、凝血因子VIII、凝

48、血因子 IX、凝血因子 X、凝血因子 XI、凝血因子 XII。但不包括凝血因子 VII 和 XIII。肝素和其他抗凝血劑也可成部分凝血激酶時間延長。 部分凝血激酶試劑所使用之活化劑例 如白陶土或矽藻土都可由市面上取得。當使用這些試劑時，這些試驗稱作活化之部分 凝血激酶時間 (APTT)。活化之部分 凝血激酶時間在評估體外血液 /器材交互作用並無助益，因這些活化物質會掩蓋器材或其組成材料所導致的活化作用。 B.3.2 凝血酶原時間 (PT) 本試驗是量 測凝血酶原及相關因子。在有組織凝血活酶存在的情形下，血液凝結時間是與凝血酶原、凝血因子 V、凝血因子 VII 及凝血因子 X 的濃度有關（假 設纖維蛋白原、纖維蛋白分解及抗凝血活性正常）。凝血酶原時間延長通常表示凝血酶原、凝血因子 V、凝血因子 VII、凝血因子 X 或纖維蛋白原不足。此測試已有市售測試套組。 B.3.3 凝血酶時間 (TT) 凝血酶時間是在加入凝血酶後血漿變成血塊的時間 38。凝血酶時間延長由於纖維蛋白原不足（濃度低於 100mg/dL）、纖維蛋白原功能