
目的:探讨医美类医疗器械生物学评价的要点,保障其在临床应用中的安全性和有效性,为行业监管及技术审查提供科学依据,助力行业规范发展。方法:收集并分析国内外已上市的医美类医疗器械,结合国内外相关法规及技术标准,根据医美类医疗器械的理化特性和临床使用特点,对医美类医疗器械生物学评价中的常见问题如评价路径的选择、试验液的制备、生物相容性试验的干扰因素等进行分析,提出可能的解决方案。结果:目前,大部分医美类医疗器械仍选择终点评价路径进行生物学评价,液态或凝胶状的医美类医疗器械在进行生物相容性试验时出现干扰状况的概率相对较高,因此在进行具体的生物相容性试验时需充分考虑产品的物理化学特性与临床使用场景。结论:生物学评价是医美类医疗器械能在临床上安全应用的重要保障,需结合器械特性科学合理地进行生物学评价。
引 言
近年来,我国医美市场呈现出迅猛的发展态势,近5年复合增长率在15%以上,2023年医美市场总收入超过3600亿元[1]。医美行业的快速发展不仅体现在市场规模的扩张上,随着新材料、新工艺和新设计的不断涌现,医美类医疗器械的持续改进也为医美行业的发展提供了坚实的支撑。目前,国内有很大比例的医美产品其本质特征与化妆品不同,其核心功能主要基于其物理效应实现,如透明质酸的填充占位效应、射频美容设备的光热效应、埋植线的力学作用等,以及作用时间长、植入层次深等特点,都与化妆品有明显区别,此类情况均契合《医疗器械监督管理条例》[2]中关于医疗器械“替代/调节生理结构”的定义范畴。因此,在我国这部分医美产品均被划归为医疗器械进行管理[2]。
由于医美类医疗器械大多是长周期或持久和人体组织和器官接触的植入类医疗器械,其安全性直接与人民群众的健康需求和生命安全息息相关。医疗器械生物学评价作为确保医疗器械安全有效的重要手段,对于医美行业的健康发展具有重要意义,不仅体现在保障消费者的安全方面,还能推进医美行业市场的科学发展。例如,曾经引发巨大争议的“奥美定”事件就是因该注射填充材料未经过充分严谨的生物学评价,大量使用后出现严重并发症,给人民群众带来极大伤害 [3]。然而,医美类医疗器械的生物学评价目前仍面临诸多挑战。首先,部分企业在生物学评价过程中对评价路径选择不当,导致评价结果的准确度和可靠性受到影响;其次,医美类医疗器械种类繁多,不同产品的理化特性和临床使用场景差异较大,这对试验液的制备提出了更高要求;此外,使用新材料、新工艺的医美类医疗器械如何科学合理地选择生物学评价标准和方法也是当前面临的重要问题。通过科学规范的生物学评价,可以全面评估医美类医疗器械与人体接触时可能产生的各种生物学反应,包括细胞毒性、致敏性、刺激性等,从而确保将医美类医疗器械在使用过程中对人体造成危害降到最低。因此,本文旨在系统梳理医美类医疗器械生物学评价的关键要点,结合国内外最新法规与标准,分析评价路径选择、试验液制备、生物相容性试验设计等生物学评价过程中的共性问题,并提出针对性解决方案,通过构建科学的生物学评价体系,提升医美类医疗器械生物学评价的效率与精准度,为行业监管和产品研发提供技术支撑,推动行业规范化发展。
1.医美类医疗器械的产品概况
有源医疗器械通过电能、光能等外部能源驱动实现对皮肤的各种治疗和美容效果,主要类型有光波类、超声类、射频类和低温类器械等[4]。其中,利用特定波长的光波能量作用于皮肤组织的光波类器械,指向性强,可以快速准确治疗和消除皱纹、色斑等多种皮肤问题。如强脉冲光治疗仪发射的宽光谱光能够穿透渗入皮肤表层,进一步被皮肤内的色素颗粒物质、血红蛋白等吸收,进而取得祛斑、祛红血丝、嫩肤等成效;半导体激光治疗仪中特定波长的激光能吸收毛囊中的黑色素,产生热量,破坏毛囊,从而实现脱毛的效果。超声类器械可以利用超声波的机械、温热效应和空化效应,深入皮肤深层及皮下组织等产生生物学效应。超声刀利用高能聚焦超声产生热效应,精确加热皮肤中的胶原蛋白,刺激胶原蛋白的收缩和新生。如射频类医疗器械则是利用射频技术,通过高频电磁波作用于皮肤组织,使皮肤组织中的水分子振动摩擦产生热量,刺激胶原蛋白的生成和重组。如热拉提采用多极射频技术实现不同深度的皮肤加热,针对不同层次的皮肤问题进行治疗。低温类器械主要利用选择性冷冻技术,通过精准控制低温作用于靶组织,破坏异常组织或改善皮肤状态,操作相对简单,对某些皮肤病变有较好疗效。如液氮冷疗器通过喷射液氮使皮肤表面温度瞬间形成可控的浅表冷冻带,导致表皮角质层细胞脱水、凝固性坏死,促进老化角质脱落[5-7]。
无源的医美类医疗器械主要通过物理作用实现美容效果,主要包括整形用注射填充物、整形填充材料、乳房植入物、软组织扩张器和整形用植入线材等。
1.2.1 整形用注射填充物
整形用注射填充物是目前医美市场中应用广泛的无源医疗器械之一,主要用于面部填充和塑形,包括注射用透明质酸钠凝胶、胶原蛋白植入剂、注射用聚左旋乳酸填充剂、羟基磷灰石钙等。构成细胞外基质成分和人体的关节软骨等组织的透明质酸以钠盐的形式普遍存在,考虑到未经交联的透明质酸在体内代谢时间短和延长降解时间的需求,常采取化学处理的方式使透明质酸分子链互相交联形成更稳定的网状结构。依据交联方式不同,将其分为“单相”和“双相”。单相是整个制剂都成为凝胶状,凝胶颗粒较软,溶胀度也较大,更适合面部组织的提升 ;双相是把分割成颗粒状的交联透明质酸悬浮于非交联透明质酸基质中,凝胶颗粒较硬,溶胀度较小,更适合塑形和皱纹填充[8-10]。当下医疗器械中的胶原产品主要来源于动物组织及同种异体组织(皮肤、胎盘等)和重组胶原蛋白制备,已批准的产品有胶原蛋白植入剂、重组Ⅲ型人源化胶原蛋白冻干纤维等。与之前由动物组织或同种异体组织制备的胶原不同,重组胶原蛋白是采用重组DNA技术对编码人胶原蛋白的基因进行遗传操作和修饰,胶原蛋白的氨基酸序列可以根据需求进行设计改进,从而实现特定化合成[11-12]。聚乳酸是由葡萄糖发酵制成乳酸再经化学合成的产物,由于乳酸分子中有一个具有旋光性的不对称的碳原子,所以聚乳酸也分为右旋聚乳酸和左旋聚乳酸,具有强疏水性物质的左旋聚乳酸,对细胞的黏附能力弱,经刺激成纤维细胞分泌胶原蛋白来达到美容的成效[13]。参与构成人体骨组织的羟基磷灰石是一种矿物质成分,生物相容性良好,作用机制和其他产品相似[14]。
1.2.2 整形填充材料
整形填充材料主要有硅橡胶外科整形植入物、硅橡胶皮下软组织植入体、面部假体、面部整形填充材料、面部整形植入物等,一般是由人工合成不可吸收材料制备的,仅以物理占位作用机制获得整形效果,目前市场上材质主要有硅橡胶、膨体聚四氟乙烯/全氟乙丙烯、高密度聚乙烯等。硅橡胶具有优良的柔韧性和弹性,可塑性强,可以根据需要进行塑形,在整形外科中得到普遍应用。硅橡胶膨体聚四氟乙烯/全氟乙丙烯材料具有微孔结构,能够与周围组织形成纤维包裹,常用于面部轮廓塑形。高密度聚乙烯材料则具有较高的强度和硬度,能够承受较大的压力和张力,多用于耳廓再造等支撑性需求场景[15-16]。
1.2.3 乳房植入物
乳房植入物是用于隆乳和乳房再造的重要医美类医疗器械,根据表面结构可以分为光面植入物和毛面植入物。表面结构不同的产品对组织的反应和组织对产品的反应不同。光面植入物表面光滑,易于植入和取出,但可能存在移位的风险 ;毛面植入物能够与周围组织更好地贴合,降低移位可能性,但存在间变性大细胞淋巴瘤的风险且取出相对困难[17]。此外,还存在对安全性和有效性有影响的特性,如硅凝胶填充或生理盐水填充,单囊结构或双囊结构,壳体形状为半球形或水滴形,另外还有壳体尺寸、壳体厚度、容积等特性[18-19]。
1.2.4 软组织扩张器
通过手术将软组织扩张器植入到皮下或肌肉层下,依靠扩张器的扩张实现局部皮肤软组织的延伸扩展,为修复较大体积组织缺损或组织填充、假体植入提供充足的空间。当下软组织扩张器类型有注射式软组织扩张器、自膨胀软组织扩张器和控制式软组织扩张器。其中自膨胀软组织扩张器切口小,手术时间短,感染风险低,但无法控制扩张过程 ;控制式软组织扩张器无需反复注射扩张,性价比高,但存在并发症风险且无法减小扩张器尺寸[20-22]。
1.2.5 整形用植入线材
整形用植入线材可以通过机械牵拉作用,直接提升松弛的皮肤和软组织,主要用于面部提升、改善肤质等多种美容目的,根据材质可以分为可吸收线材和不可吸收线材。聚对二氧环己酮面部埋植线作为一种可吸收线材,在降解过程中可持续释放酸性微环境,刺激周围的成纤维细胞,促进胶原蛋白的合成。
根据《 医疗器械分类目录 》(2023版)[23] 及GB/T 16886.1[24]风险评价原则,根据与人体的接触性质和接触时间不同,医美器械可分为以下类别,见表1。

按照《医疗器械分类目录》(2023版)[23] 要求,根据风险等级医美器械分为3 类:I、Ⅱ、Ⅲ 类,见表2,需要重点考虑使用场景和潜在危害。对激光设备、填充材料等高风险产品进行严格审批,依据《医疗器械临床试验质量管理规范》[25]的要求,还需提供临床试验数据。

2.医美类医疗器械生物学评价相关法规
生物学评价在医美器械监管中占据核心地位,其目的是确保器械与人体接触时的生物相容性,避免对人体产生毒性、刺激、致敏或长期不良影响。随着医美行业的快速发展,相关器械(填充剂、激光设备、植入材料等)的安全性和有效性监管日益严格,生物学评价成为全球监管机构 [ 如美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)、欧盟CE认证、国家药品监督管理局(National Medical Products Administration,NMPA)等]审核的关键环节。
我国对医美类医疗器械的管理严格执行《医疗器械监督管理条例》[2],同时《医疗器械注册与备案管理办法》[26]也明确要求医疗器械在注册过程中要提交证明产品安全有效的资料。企业在对医美类医疗器械进行生物学评价时还可以借鉴《医疗器械生物学评价和审查指南》[27]和《医疗器械注册申报资料要求及说明》[28],这2个规范性文件也涵盖了对医疗器械进行生物学评价的要求,尤其是对第三类医美器械(如永久性植入物)必须通过生物学安全评价(GB/T 16886系列标准,等同采用ISO 10993),提交包括细胞毒性、致敏性、慢性毒性等测试报告。
欧盟的《医疗器械法规(MDR,2017/745)》[29]中,明确要求所有医疗器械(包括医美器械)必须通过基于ISO 10993系列标准的生物学评价,评估材料与人体接触时的风险。高风险器械(如植入类填充剂)需提交完整的生物相容性测试数据,并纳入技术文档[29]。
美国在FDA 21 CFR Part 820中要求,医美类医疗器械制造商应遵循“质量体系规范”(QSR),生物学评价需通过生物相容性测试(如ISO 10993或ASTM标准),并结合器械的预期用途、接触时间和部位进行风险评估[30]。除法规和规范性文件外,医美类医疗器械进行生物学评价时还需遵循相应的国家/行业标准以及具体的产品注册审查指导原则,中国医美器械监管趋向严格化与规范化,侧重安全性和可控性。
标准是规范产品或技术的性能、方法、流程等各项活动在统一限度内的技术要求,对某一类产品或方法具有普遍适用性,为医疗器械上市前的注册检验提供了具体的技术指标和方法依据,具有强制性(如部分强制性标准)或推荐性。在实施医疗器械生物学评价过程中,通常需要参考相关标准进行一系列生物相容性试验,其中最主要的标准就是GB/T 16886系列标准,该系列标准等同采用ISO 10993 系列标准,涵盖了生物学试验、材料定性评价、降解试验、灭菌残留物等多个方面,图1为GB/T 16886系列标准的分类情况[31]。该系列标准为医美类医疗器械生物学评价提供了全面、系统的技术指导,企业应根据拟注册产品的特性和预期用途,选择适当的标准进行试验和评价。

医疗器械产品注册审查指导原则是为药品监管部门对注册申请人提交的注册申报资料提供技术指导的文件,不作为法规强制执行,主要用于解释法规要求、明确审评尺度或提供操作建议,是对标准的解释和补充,通常针对特定产品强调技术要求的编写依据和适用标准,指导申请人如何满足标准或法规要求,明确技术要求的编写逻辑。由于GB/T 16886系列标准是一个大体框架,其适用范围覆盖了所有医疗器械,因此在医疗器械注册过程中还可以参考相关产品的注册审查指导原则。表3罗列了国内外监管机构颁布的部分医美类医疗器械的注册审查指导原则[32],这些指导原则也会对特定医疗器械的生物学评价终点提出明确要求,并且会列举推荐参考的标准及特殊考量因素,这不仅确保了医疗类医疗器械在市场准入前的安全性与有效性得到全面的验证,同时也为监管机构提供了科学合理的评估依据。

医美类医疗器械在进行生物学评价时主要参考资料包括产品注册审查指导原则、GB/T 16886系列标准以及相关行业标准。若产品无专属行业标准或GB/T 16886系列标准内容不够详尽,可借鉴同类或相似产品的标准。然而,这些标准仅具有参考价值,必须根据产品特性进行适当调整。若同类或相似产品也无可用标准,可查阅已公开发表的研究文献,但在采用文献资料中的方法时需注意进行方法验证和确认。
3.生物学评价要点及常见问题分析
在开展生物学评价过程中,首要任务是进行信息的收集,包括医疗器械的物理和化学特性信息。这些信息对于生物学评价以及相关材料表征至关重要,是评价过程的初始步骤。所以,信息收集务必充分,并且要特别关注信息来源的可靠性。GB/T 16886.1标准也明确指出了文件评审应关注的要素,为信息收集提供了指导。其次,要评估所收集信息与预期进行生物学评价终点之间的差距,并进行差距分析,以判断收集信息是否完整,是否需要补充其他合理数据或试验以完成生物学评价。最后,当经过评估确定需进行生物学试验时,应遵循体外试验优先于体内试验的原则,以最大限度地保护动物。
医疗器械具有多样性和特殊性,不同类型医疗器械在进行生物学评价时所选择的路径并不统一。表4为医疗器械生物学评价的3条评价路径,从实际操作情况来看终点评价的路径应用范围较广[33-34]。

在医疗器械生物学评价过程中,试验液的制备是一个重点考量环节,关系着评价结果的准确度和可靠性。
对于流动性高或者可溶性产品,根据GB/T 16886.12标准可直接使用产品或原液进行试验,以确保试验的准确度和有效性。例如,在进行透明质酸的生物相容性试验时,非交联透明质酸通常采用原液或稀释液进行试验,而交联透明质酸除采用原液进行试验外,可考虑采用浸提液作为试验液进行试验。一般医疗器械的浸提液应在制备后立即使用,通常不调整pH值,也不采用过滤、离心等方法处理。对于可能吸收浸提介质导致试验结果出现偏差的医疗器械,可在试验方案中明确指出每0.1g或每1 cm²材料的吸收情况,以确保试验结果的可靠性。
关于浸提温度的选择,应确保其与医疗器械的实际生产环境相一致。例如,在50 ℃时,部分蛋白质会发生变性,因此对于胶原蛋白等医疗器械,通常选择37 ℃作为浸提温度,以确保试验的准确度。尽管某些产品能够耐受高温,但高温可能会影响聚合物的交联和聚合反应,减少单体产量,进而影响试验结果。另外,对于部分可降解的医美类医疗器械,有时需对降解残留产物的中间产物进行试验或评价,确保产品的安全性[35-36]。
依据 GB/T 16886.1对医疗器械的分类与界定,医美类产品大多是长期或持久和人类接触的植入类医疗器械,鉴于此类产品主要面向相对健康的人群,其需求主要源自心理层面或社会性需求,与基础生命支持需求存在差异,带来的收益相较于一般医疗器械不显著,因此对这类产品风险的控制要求相对较严格,对其质量标准的要求也相对较高。和人体接触性质、接触时间不同的医美产品根据安全性风险要求,评估的毒性终点也各不相同,对于和完好皮肤接触的产品,需评估细胞、致敏和皮内;对于和破裂或损伤表面短期接触的产品,还需评估热原、急毒,长期接触的产品还需评估热原、急毒、亚急性全身毒性和植入反应,持久接触的产品除以上终点外还需评估亚慢性全身毒性、慢性全身毒性、遗传毒性和致癌性。
在医美类医疗器械的生物相容性试验中,细胞毒性试验因其高度敏感性往往容易产生不理想的结果,尤其是对于液态或凝胶状产品而言,其细胞毒性阳性率相对较高。当试验中出现阳性结果时并不必然意味着试验失败,可能的原因在于产品本身的特性对试验过程产生了干扰。例如,某些吸附性强的产品在细胞毒性试验中可能导致光密度的显著波动,影响试验数据的准确度和重复性[37]。在这种情况下,研究人员应当对试验体系进行深入分析,并考虑调整试验条件或采用不同的试验方法。因此,研究人员在进行细胞毒性试验时,要以定量评价为基础,同时辅以定性评价来分析试验结果。
医疗器械中的遗传毒性相较于药品较为少见,尤其是对于固体医疗器械。然而,在液态或凝胶类医美器械中遗传毒性风险相对较高。部分原因可能归咎于产品中添加的消炎杀菌因子对细菌生长产生影响,从而改变了背景菌苔的生长状态,影响计数结果,或者引起细胞毒性,导致细胞增殖减少,数量达不到预期,影响了遗传毒性的检测。此外,在进行遗传毒性试验时,部分浑浊的样品可能对结果计数产生影响,例如在 Ames 试验中,颗粒物与菌落难以区分,可能导致假阳性结果的出现。
在体内试验中,通常浑浊或含有较大颗粒的产品可能产生不理想的试验结果。例如在热原试验中,大部分凝胶状或液体类产品可能含有颗粒物或纤维等异物,如果不对样品进行处理,可能在注射后导致动物体内栓塞,从而引发动物死亡,因此为避免因异物导致的不良后果,可以根据产品颗粒的尺寸通过离心、过滤等方法去除这些异物;致敏试验对大分子有特定的敏感性,可能引起记忆性免疫,当直接使用液态或凝胶状产品作为试验液时可能因高浓度引起刺激性红肿,干扰试验结果。在植入与降解试验过程中,炎症反应会刺激周围的成纤维细胞分泌胶原蛋白,因此可降解类医美器械促进组织修复和引发炎症的情况是相互关联的,在生物学评价中可结合有效性试验结果共同分析产品的生物相容性。例如,在临床前大动物实验中,除了采用常规的苏木精-伊红染色方法来评价炎症反应外,还可以采用 Masson 染色和天狼猩红染色方法来研究胶原新生的情况,更全面地体现产品的组织反应和重塑机制[38-39]。
在医美类医疗器械的动物实验中,实验剂量的选择需要基于毒理学数据、产品的特性及临床使用情况综合确定,考虑到医疗器械一般无法获得准确的半数致死剂量值,应根据受试动物与人的等效系数,在此基础上基于毒理学研究资料将剂量放大50~100倍来进行研究,必要时需通过毒理学风险评估来确定安全剂量范围,并结合化学表征数据(如可沥滤物分析)优化实验设计。
对于含有动物源性材料或生物活性物质等具有生物安全风险成分的产品,除了进行常规的生物学评价外,还需要控制产品中的免疫原性,在明确动物种属、健康状况的前提下,确保产品通过病毒灭活 / 去除降低病原体残留风险,结合补体激活实验、α-gal 抗原、淋巴细胞增殖等实验评价产品的免疫毒性。
除了常规的生物相容性试验和有效性试验之外,部分医美类医疗器械还涉及一些特殊的生物学功能试验,如为了验证重组胶原蛋白类产品能给宿主细胞提供支架和良好的微环境,还需进行细胞黏附试验和细胞划痕试验。在开展生物相容性试验过程中还需要依据产品特性结合临床不良反应数据来设计试验方案和选择试验样品。例如,鉴于部分乳房植入物在临床应用中出现了间变性大细胞淋巴瘤,因此在对这类产品进行植入、免疫毒性、生殖毒性、慢性毒性及致癌性等评价时,必须将植入物的表面特性作为关键考量因素,并对所选样品的代表性进行充分论证[40]。
近年来,随着药品监管部门对医美类医疗器械监督管理的加强,部分含有局麻药物、氨基酸、维生素的医美类产品被判定为以医疗器械为主的药械组合产品,该类产品在进行生物相容性试验时要考虑药物的添加对生物相容性试验结果的影响,药物成分与试验系统的兼容性等问题,必要时还要根据产品所含的药物成分开展其他必要的生物相容性试验来评估其安全性。例如,某款“注射用修饰透明质酸钠凝胶”在进行生物学评价时需要参考GB/T 16886.3、GB/T 16886.5、GB/T 16886.6、GB/T 16886.10、GB/T 16886.11、GB/T 16886.23 分别进行遗传毒性、细胞毒性、植入反应、致敏反应、热原、全身毒性、皮内反应等试验 ;某款“透明质酸钠复合溶液”因添加大量氨基酸和维生素被判定为药械组合产品,
虽然其添加的氨基酸和维生素在药品或食品领域已对其毒代动力学进行了相关研究,但考虑到“注射用透明质酸钠复合溶液”与人体的接触方式多为皮下或皮内,与药品领域中的灌胃或口服不同,因此对于该类药械组合产品还需要按照 GB/T 16886.16进行毒代动力学的研究。
4.展 望
随着医美行业的蓬勃发展和科技的不断进步,医美类医疗器械的生物学评价将会面临更多挑战与机遇。一方面,新材料不断地涌现和应用,如采用静电纺技术制备的纳米醋酸纤维素 / 明胶 / 羟基磷灰石的复合材料在胶原合成、再上皮化、新生血管形成和美容效果方面都有很大的提升[41],但目前仍缺乏适用于纳米材料医疗器械生物学评价的工具、方法和标准,纳米材料在生物体内的转运、蓄积与组织分布的动态过程并不清楚,无法实现精准定量和准确定位,不能科学评价纳米材料医疗器械与生物体的相互作用,因此需要更深入地研究这些新材料的生物相容性和潜在风险[42];另一方面,随着监管政策的不断完善和国际化趋势的加强,医美类医疗器械的生物学评价将更加注重与国际接轨,遵从国际标准和相关指导原则,将有助于增强我国医美产品的国际竞争力,推动医美行业的健康发展。未来医美类医疗器械的生物学评价将更加注重科学性、规范性和国际化,通过“设计开发-评价验证-生产控制-上市监测-持续改进”的闭环管理,将生物学评价作为贯穿医疗器械全生命周期的风险管理工具,推动医美行业的持续健康发展,为公众带来更多安全、有效的医美类医疗器械。
详见《医美类医疗器械的生物学评价要点》,中国医疗设备 2025年第40卷 08期
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