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Die Prüfung nach ISO 10993-5 untersucht, ob Komponenten oder Rückstände Ihres Medizinprodukts zytotoxische Effekte auf eukaryotische Zellen auslösen. Im Fokus stehen morphologische Veränderungen und metabolische Aktivität, die die zelluläre Viabilität reduzieren. Wir verwenden normkonforme in-vitro-Verfahren, typischerweise Extraktionsverfahren und anschließenden MTT-, XTT-, BCA- oder Neutralrot-Aufnahmen-(NRU)-Assays, die eine quantitative Einschätzung ermöglichen. Ferner sind auch direkte und indirekte Verfahren wie. z.B. der Agar-Diffusions-Test für sehr visköse Medizinprodukte wie Cremes, Salben und Öle möglich, die qualitativ morphologisch bewertet werden. Eine Extraktion erfolgt risikobasiert entsprechend ISO 10993 12 für das jeweilige Medizinprodukt bei standardisierten Bedingungen bei 37 °C unter Verwendung von Zellkulturmedium. Die Extraktionsdauer kann abhängig vom Medizinprodukt zwischen 4 und 72 Stunden variieren. Das Ergebnis dient als früher Entscheidungspunkt: Eine Viabilitätsabnahme > 30 % weist auf potenzielle Zytotoxizität hin und beeinflusst die Planung nachfolgender Prüfungen (ISO 10993-10/-23) sowie die Einordnung als Input für die Biologische Beurteilung gemäß ISO 10993-1.


Die Zytotoxizität nach ISO 10993-5 ist der früheste und grundlegende Sicherheitsindikator in der gesamten ISO-10993-Prüfstrategie. Sie beantwortet die zentrale Frage, ob Materialien, Additive oder Extrakte eines Medizinprodukts akute zellschädigende Effekte auf eukaryotische Zellen auslösen. Dabei werden Viabilität, metabolische Aktivität und strukturelle Zellveränderungen untersucht, um zu erkennen, ob der Kontakt mit dem Produkt oder seinen Extrakten Stress- oder Schädigungsprozesse auslöst.
Die Prüfung erfolgt typischerweise über etablierte in-vitro-Assays wie MTT, XTT, WST-1 oder NRU, die quantitative Aussagen zur metabolischen Aktivität oder Membranintegrität ermöglichen. Ergänzend liefert das Morphologie-Scoring wichtige Zusatzinformationen, da frühe Zellstressreaktionen – wie Rundung, Schrumpfung oder Ablösung – oft auftreten, bevor eine deutliche Abnahme der Viabilität messbar ist. So entsteht ein umfassendes Bild der zellulären Verträglichkeit des Produkts.
Ein Viabilitätsrückgang von mehr als 30 % gegenüber der Negativkontrolle gilt als etablierter Grenzwert für einen zytotoxischen Effekt. Wird dieser Wert überschritten, sind toxikologische Bewertungen und oft weitere normbezogene Prüfungen notwendig, beispielsweise gemäß ISO 10993-10 (Sensibilisierung) oder ISO 10993-23 (Irritation). Die Ergebnisse bilden einen wesentlichen Baustein für die Biologische Beurteilung nach ISO 10993-1 und beeinflussen direkt die Prüfstrategie des gesamten Medizinprodukts.
Die Probenvorbereitung und Extraktion orientieren sich an ISO 10993-12. Dabei werden reale Expositionsbedingungen so realistisch wie möglich simuliert: polar/unpolar, Zeit-Temperatur-Profile und das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen werden risikobasiert festgelegt. Eine sauber dokumentierte Probenlogik ist entscheidend, damit die Ergebnisse reproduzierbar, regulatorisch belastbar und für toxikologische Bewertungen verwertbar sind.
| Normkriterium | Anforderung / Inhalt | Hinweis |
|---|---|---|
| Primärer Endpunkt | Zellviabilität (MTT/XTT/WST/NRU) | Quantitativ, vs. Negativkontrolle |
| Akzeptanzkriterium | Viabilitätsabnahme > 30 % = zytotoxischer Effekt | Praktisch häufig < 70 % Viabilität |
| Qualitative Bewertung | Morphologie-Score/Elution | Zusatzinformation zu Zellstress |
| Extraktion | ISO 10993-12 angelehnt, polar & unpolar | Zeit/Temperatur risikobasiert |
| Nutzung der Daten | Früher Entscheidungsmarker | Input für ISO 10993-1 und Prüfplanung |
Für Zytotoxizitätsprüfungen nach ISO 10993-5 kommen in der Regel farbmetrische und fluorometrische Viabilitätsassays wie MTT, XTT, WST-1 oder NRU zum Einsatz. Diese Verfahren erfassen metabolische Aktivität bzw. Membranintegrität und liefern belastbare quantitative Endpunkte im Vergleich zur Negativkontrolle. Ergänzend werden häufig morphologische Bewertungen durchgeführt, um frühe Zellstressreaktionen zu erkennen, die in reinen Viabilitätsdaten noch nicht sichtbar sind. Welche Assays im Einzelfall gewählt werden, hängt von Material, Matrix und Extraktionsparametern ab, sodass das Testdesign zur konkreten Fragestellung passt.
Ein Viabilitätsrückgang von mehr als 30 % gegenüber der Negativkontrolle hat sich als etablierter Indikator für Zytotoxizität nach ISO 10993-5 durchgesetzt. Dieser Schwellwert dient als klarer Trigger für die Einordnung eines Effekts als zytotoxisch und sorgt für eine konsistente Interpretation über verschiedene Labore und Studien hinweg. Wird der Grenzwert überschritten, müssen die Ergebnisse toxikologisch eingeordnet und im Kontext der weiteren Prüfstrategie bewertet werden. Häufig ist dies der Anlass, zusätzliche Endpunkte oder Folgeprüfungen einzuplanen und das Risikoprofil des Produkts genauer zu betrachten.
Die Morphologie-Bewertung ergänzt Viabilitätsdaten um qualitative Informationen zur Zellstruktur, etwa Rundung, Schrumpfung, Vakuolisierung oder Ablösung vom Substrat. Solche Veränderungen können bereits in frühen Stressphasen auftreten, lange bevor die Viabilität deutlich abnimmt. Auf diese Weise kann die Morphologie Hinweise auf subtile oder beginnende Schädigungsprozesse liefern, die sonst leicht übersehen würden. In Kombination mit den quantitativen Assays verbessert sie daher die Sensitivität und Aussagekraft der Zytotoxizitätsprüfung deutlich.
Eine Wiederholung der Zytotoxizitätsprüfung ist insbesondere sinnvoll, wenn sich sicherheitsrelevante Einflussfaktoren geändert haben – zum Beispiel Materialchargen, Herstellprozesse, Sterilisations- oder Aufbereitungsverfahren oder die Extraktionsbedingungen. Auch neue Erkenntnisse aus der chemischen Charakterisierung nach ISO 10993-18 können Anlass sein, die Zytotoxizität erneut zu bewerten. Ziel ist es, sicherzustellen, dass das aktuelle Produkt und der reale Worst-Case ausreichend abgebildet werden. So bleibt die Biologische Beurteilung auf dem neuesten Stand der Entwicklung und Regulatorik.
Zytotoxizitätsdaten sind der erste biologische Sicherheitsmarker in der ISO-10993-Reihe und bilden die Grundlage für viele weitere Entscheidungen. Ein unauffälliges Ergebnis unterstützt die Annahme, dass das Produkt zumindest kurzfristig keine ausgeprägten zellschädigenden Effekte verursacht. Auffällige oder grenzwertige Befunde müssen dagegen toxikologisch bewertet und im Rahmen der Biologischen Beurteilung nach ISO 10993-1 zusammen mit chemischen und weiteren biologischen Daten betrachtet werden. Auf dieser Basis lassen sich sinnvolle Folgeprüfungen, Risikoreduktionsmaßnahmen und gegebenenfalls Designanpassungen planen.
ISO 10993-12 – Probenvorbereitung & Referenzmaterialien, ISO 10993-18 – Chemische Charakterisierung, ISO 10993-10 – Hautsensibilisierung, ISO 10993-23 – Irritation, ISO 10993-3 – Genotoxizität, ISO 10993-4 – Hämokompatibilität, Pyrogenität & Endotoxin – inkl. ISO 10993-11 Koordination, ISO 10993-1 - Biologische Beurteilung

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