Erweiterung des DIN-ISO genormten Zytotoxizitätstest von Medizinprodukten zur Aufklärung der Ursache der Zytotoxizität (MS-Tox Test)

Im Projekt MS-Tox Test (Erweiterung des DIN-ISO genormten Zytotoxizitätstest von Medizinprodukten zur Aufklärung der Ursache der Zytotoxizität) erarbeiten die Firma CleanControlling Medical GmbH & Co. KG und die Hochschule Furtwangen im Rahmen der FH-Impulspartnerschaft CoHMed eine Erweiterung für einen Standardtest in der Medizinproduktion, mit dem die Produkte auf zellschädigende Eigenschaften (Zytotoxizität) geprüft werden. Das Projekt wird von Prof. Dr. Hans-Peter Deigner und Dr. Oliver Podlech geleitet; auf Seiten des beteiligten Unternehmens liegt die Projektleitung bei Dr. Stephan Altenburger.

Herausforderung

Medizinprodukte sind Produkte, die für den medizinischen Einsatz am Menschen vorgesehen sind und die im Gegensatz zu Medikamenten hauptsächlich physikalisch wirken: zum Beispiel Implantate, Spritzen, Katheter, Verbandstoffe oder medizinische Geräte. Ähnlich wie Arzneien unterliegen auch Medizinprodukte festgelegten Prüfvorschriften, mit denen ihre Sicherheit nachgewiesen wird. Eine davon ist der Test auf Zytotoxizität: Dabei wird im Labor geprüft, ob das Medizinprodukt Veränderungen in Zellen auslöst, zum Beispiel ob Zellen ihre Form verändern oder absterben. Der klassische Zytotoxizitätstest sagt jedoch nur aus, dass etwas an dem Produkt schädlich wirkt, nicht aber, was genau die Schäden verursacht. Das erschwert die Verbesserung des Produkts. Zudem wird erfahrenes Personal benötigt, um die Testergebnisse richtig beurteilen zu können, und die Tests müssen wegen starker Schwankungen häufig wiederholt werden.

Ziele und Vorgehen 

Um den genormten Zytotoxizitätstest für Medizinprodukte zuverlässiger zu machen und zudem genauere Aussagen zu den Ursachen der Zytotoxizität treffen zu können, wird er im Projekt MS-Tox Test mit einem Metabolomics-Assay kombiniert, mit dem die Stoffwechselprodukte der Zellen untersucht werden. Für diese Analysen nutzt das Projektteam die Massenspektrometrie (MS) und verwendet Extrakte und Zellüberstände, die beim Standardtest ohnehin anfallen.

Da der Zytotoxizitätstest oft nur mit Extrakten des eigentlichen Produkts durchgeführt werden kann, sollen im ersten Projektschritt verschiedene Extraktionsverfahren auf Effizienz und Reproduzierbarkeit hin untersucht werden. Anschließend werden weitere Testparameter analysiert und mit den Extraktionsverfahren kombiniert, um die idealen Kombinationen für unterschiedliche Testbedingungen zu finden. Im letzten Schritt werden Substanzen identifiziert, die als so genannte Marker Prozesse wie Entzündung oder Gewebeabbau anzeigen.

Innovationen und Perspektiven 

Ein entscheidender Vorteil der zusätzlichen MS-Analysen im Projekt MS-Tox Test ist, dass sie den Zytotoxizitätstest innerhalb der geltenden Normen ergänzen, so dass er auch weiterhin ISO-konform durchgeführt werden kann. Noch dazu entsteht durch die Verwendung ohnehin anfallender Fluide kein zusätzlicher Verbrauch an Probenmaterial. Im Gegenteil könnte die Anzahl benötigter Tests sogar sinken, da die MS-Analyse Informationen liefert, anhand derer die Ursachen für zytotoxische Effekte besser bestimmt und gezielt beseitigt werden können. Insbesondere für Materialien in der Entwicklung ist die zusätzliche Massenspektroskopie eine interessante Option. Dem Projektpartner CleanControlling Medical GmbH könnte das Projekt ein zusätzliches Dienstleistungsspektrum eröffnen und den Herstellern von Medizinprodukten ein wertvolles Werkzeug zur Prozess- und Produktoptimierung an die Hand geben.