二类含壳聚糖敷料的现状及审评思考

杜旭 柴谦 王晓晨 楚姗姗 刘凤林 张梅 夏文龙 山东省食品药品审评查验中心 （山东 济南 250014）

内容提要： 文章以“二类含壳聚糖敷料的现状及审评思考”为题，总结了我国已注册上市的二类含壳聚糖敷料的基本现状，分析了该类产品在注册审评阶段需关注的问题并提出了以下观点：①明确产品分类是产品申报中的首要问题；②壳聚糖原材料的控制是该产品质量控制的关键；③统一审评尺度对此类产品的注册和上市后监管具有重要意义。

壳聚糖作为一种天然碱性高分子多糖，具有抑菌、止血、可生物降解及良好的生物相容性等诸多特性，被广泛应用于食品、药品和医疗器械领域，其中以医疗器械领域的应用最为多样化和活跃[1-4]。截至2023年11月，在国家药品监督管理局网站可检索到的相关医疗器械产品多达四百余个，其中作为三类医疗器械管理的产品20个，主要应用于手术防粘连、止血、创面敷料、神经修复、隐形眼镜润眼液等临床领域，其余产品基本归属于二类医疗器械，以创面敷料类产品为主，此外还有部分为妇科凝胶、痔疮凝胶类产品。二类含壳聚糖敷料作为其中临床应用最为广泛的一种产品，如何评价其安全有效性一直备受关注，但由于壳聚糖材料本身的一些特殊性质，在相关医疗器械注册及技术审评过程中涉及诸多复杂问题，因此分析和探讨该类产品审评关注点具有非常重要的意义。

1.含壳聚糖敷料的分类

根据《医疗器械分类目录》，含壳聚糖敷料二类医疗器械分类编码为14（注输、护理和防护器械）-10（创面敷料）-12（含壳聚糖敷料），具体产品描述为“含有壳聚糖的固体敷料。无菌提供，一次性使用。所含成分不可被人体吸收”，预期用途为“主要通过在创面表面形成保护层，起物理屏障作用。用于非慢性创面的覆盖和护理”。分类目录中，明确了含壳聚糖敷料二类医疗器械的几个重要信息：固体、无菌、不可被人体吸收、起物理屏障作用、用于非慢性创面。这也是判定申报的含壳聚糖敷料是否作为二类医疗器械的关键信息。

分类目录中对于14-10-12的含壳聚糖敷料明确了其形态应为固体且无菌提供，对于以液体、凝胶形式提供的含壳聚糖敷料应视具体情况判定分类。其次，基于壳聚糖为具有生物可吸收性的材料，进入人体后可被体液中的溶菌酶催化降解成N-乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖的单糖或多糖，从而被人体吸收[5]。如含壳聚糖敷料可被人体吸收，其风险超出二类医疗器械范畴，应作为三类医疗器械进行管理，因此作为二类医疗器械管理的含壳聚糖敷料需证明产品的不可吸收性。壳聚糖具有良好的成膜性、止血及吸湿保湿性，壳聚糖能利用自身氨基端的正电荷吸引红细胞膜上的负电荷，快速诱导红细胞发生聚集，加速出血部位血凝块形成，因此含壳聚糖敷料可吸收创面血液及渗出液，并形成保护层，起到良好的物理屏障作用[6-8]。但由于其特殊的化学结构，在一定条件下可发挥生物活性及抗菌/抑菌作用，其中壳聚糖的脱乙酰度和分子量与其抗菌机制的关系密切，此外壳聚糖改性衍生物，如季铵化和磺化壳聚糖可能会导致其具有一定药理作用[9-11]。当壳聚糖敷料中所含壳聚糖具有抗菌/抑菌或药理作用时，其作用机制超出了二类壳聚糖敷料产品起物理屏障作用的范畴，属于药械组合产品，应按照三类医疗器械管理。同时，分类目录中明确，二类含壳聚糖敷料用于非慢性创面，用于慢性创面的含壳聚糖敷料因风险较高，属于按照三类医疗器械管理的产品。

从以上内容可以看到，含壳聚糖敷料产品的分类是非常复杂的，与产品作用机制、预期用途、壳聚糖本身结构特性等均有密切关系。因此，明确管理类别对于含壳聚糖敷料产品的注册和监管是非常重要的问题。

2.壳聚糖原材料的控制

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的甲壳素（chitin）经过脱乙酰作用得到的，化学名称为(1-4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是一种碱性多糖，单元间通过β-1,4-糖苷键连接[12]。甲壳素广泛存在于节肢动物的外骨骼、甲壳动物的壳、真菌细胞壁中，目前其主要来源为海洋生物虾蟹的壳。由虾蟹壳加工为壳聚糖的生产工艺通常要经过脱钙（强酸）、脱蛋白（强碱）、脱色、清洗等一系列处理先得到甲壳素，然后甲壳素在浓氢氧化钠中进行脱乙酰反应清洗干燥后得到壳聚糖。见图1。

图1.壳聚糖生产工艺流程图示例

壳聚糖在食品、医药、农业、纺织、日化等领域广泛应用，相关国家及行业标准众多，但由于所应用领域存在差异，不同标准中对壳聚糖的性能要求也各有侧重，以脱乙酰度和分子量/黏度这两个壳聚糖的重要指标为例，不同标准中对其指标要求各不相同。目前与医疗器械直接相关的壳聚糖原材料标准有三项：YY/T 0953-2020 《医用羧甲基壳聚糖》、YY/T 1699-2020《组织工程医疗器械产品 壳聚糖》及GB/T 38135-2019《医用壳聚糖短纤维》。前两项医药行业标准中分别规定了用于制造组织工程医疗器械产品的羧甲基壳聚糖和壳聚糖原材料要求，为与组织工程相关的三类医疗器械产品原材料标准[13,14]；GB/T 38135-2019规定了以壳聚糖为原料生产的本色医用壳聚糖短纤维的技术要求，是用于制备人体代用材料和医疗卫生材料的壳聚糖短纤维的标准，以壳聚糖短纤维加工而成的含壳聚糖敷料的原材料应符合该项标准[15]。

不同标准中对脱乙酰度及分子量的要求见表1。通过这些标准的汇总分析可以看到，目前含壳聚糖敷料二类医疗器械暂无直接的产品标准，原材料标准范围中可涵盖该产品的仅有GB/T 38135-2019《医用壳聚糖短纤维》，但对于以非纤维状态的壳聚糖敷料并无涉及。因此，目前对于众多的二类含壳聚糖敷料类产品及其原材料要求方面，尚未有统一的共识。但作为敷料用壳聚糖原材料，结合含壳聚糖敷料二类医疗器械的风险及产品分类的限定，必须对原材料相关指标进行严格控制。参照现有组织工程医疗器械壳聚糖及壳聚糖短纤维的标准，通常需考虑的指标包括外观、鉴别、酸碱度、脱乙酰度、分子量或黏度、重金属及其他金属污染物（如砷、汞等）、蛋白质残留量、干燥失重，如为壳聚糖衍生物还应考虑取代度、合成工艺中引入的试剂、副产物等有害残留物的控制。

表1.不同标准中对脱乙酰度及分子量的要求

此外作为动物源性原材料，源头上应按照YY/T 0771动物源医疗器械系列标准和《动物源性医疗器械注册技术审查指导原则》的要求，控制虾蟹的品种、产地并建立追溯体系。在生产过程中，尽量降低虾蟹中蛋白质的引入，并可结合生产工艺（大量浓酸、浓碱的使用及清洗过程）建立对病毒、其他病原体及免疫原性物质去除或灭活的方法验证[16-18]。

3.含壳聚糖敷料的审评思考

3.1 命名

在审评含壳聚糖敷料时，应当重点关注壳聚糖的命名。目前已上市产品对壳聚糖的命名并不统一，包括“壳聚糖”“几丁糖”“甲壳胺”“壳多糖”“聚葡萄糖胺”“改性甲壳素/质”等各种不同的命名方式，但其英文命名仅有chitosan一个，在已发布的相关国家标准、行业标准及《中华人民共和国药典》中均称为“壳聚糖”，因此应要求尽可能使用规范化名称。

同时由于壳聚糖分子链上带有羟基和氨基活性基团，可通过化学反应对其进行改性得到各种不同的壳聚糖衍生物，羧甲基壳聚糖就是在医疗器械中应用最多的一种壳聚糖羧基化衍生物。除此以外，壳聚糖还可以进行醚化、羟基化、酰基化、烷基化、季铵化、磺化等反应，得到具备不同性能的衍生物。因此，如不使用规范化的命名会进一步加大含壳聚糖敷料产品的审评及监管难度。

3.2 产品技术要求

基于现阶段尚无含壳聚糖敷料产品标准及相关医疗器械指导原则，其产品技术要求的制定也未形成统一的要求。但含壳聚糖敷料的产品技术要求的制定应充分考虑所含成分壳聚糖对终产品性能的影响，且应基于对壳聚糖原材料的良好质控。

综合主要考虑以下几个方面：①外观（性状）、尺寸/装量。②壳聚糖鉴别：采用傅里叶变换红外光谱检测，壳聚糖及其衍生物在其特征峰位置应有相应吸收峰。单一组分产品可直接与国家标准、行业标准、药典等公布的谱图进行对比。多组分产品不建议对壳聚糖原材料检验（因为通过一系列生产加工工艺，无法说明产品中壳聚糖与原材料的一致性），建议直接对产品进行鉴别，企业应明确适用的检验方法，说明其中壳聚糖对应的特征峰，其他组分如有干扰应进行说明。③酸碱度（pH值）。④重金属及其他金属污染物（如砷、汞等）。⑤分子量/黏度：根据产品实际情况作出相应要求。通过此指标可针对产品有效期内壳聚糖的降解行为进行一定程度的质量控制。⑥无菌。⑦根据产品宣称的技术特点、产品生产工艺制定其他性能要求，如液体吸收性、持黏性、环氧乙烷残留量、有害物质残留等。

需要强调的是含壳聚糖敷料产品的质量及风险不能仅依靠产品技术要求实现，性能指标的制定应基于对壳聚糖原材料的良好质控，应参照标准进行严格的原材料控制，如脱乙酰度、蛋白质残留量、干燥失重等指标，均应在原材料阶段进行严格控制。

3.3 生物学特性及生物源材料的安全性研究

二类含壳聚糖敷料产品与创面直接接触，应按照GB/T 16886.1-2022《医疗器械生物学评价 第1部分：风险管理过程中的评价与试验》进行评价。如为短期接触（≥24h），产品生物学评价重点至少应包括细胞毒性、皮内刺激、致敏、急性全身、致热性，如为长期接触（1～30d）还应增加亚急性毒性、植入反应的评价[19]。需要注意的是，水溶性壳聚糖如羧甲基壳聚糖由于本身特性，采用MTT法进行细胞毒性试验时会显示出较强的细胞毒性，因此应结合材料的临床使用史及与已上市同类产品的比对进行综合判断。

含壳聚糖固体敷料属于动物源性医疗器械，因此按照《动物源性医疗器械注册技术审查指导原则》的要求，应进行原料控制及溯源，提供虾/蟹来源、检验检疫证明、壳聚糖质控标准，并描述生产过程中对病毒、其他病原体及免疫原性物质去除或灭活方法的验证过程，及对工艺验证的简要总结。通常，病毒灭活/去除有效性验证研究是将已知量的指示用活病毒，加入待验证的工艺步骤处理前的模拟原材料或中间品中，然后定量测定经工艺步骤处理后指示病毒数量下降的幅度，由此评价生产工艺的去除/灭活病毒效果。验证时需要选择与实际生产用的动物源性材料中可能含有的病毒种类相关的指示病毒。作为海洋生物原材料，通常海洋生物虾、蟹可能携带的病毒与人不会共生、传播，在病毒灭活验证时一般综合考虑指示病毒耐受性、大小、核酸类型、有无包膜等因素，选取多个具有代表性的指示病毒组合，如细小病毒（犬、猪）、伪狂犬病毒、牛病毒性腹泻病毒等，在壳聚糖生产工艺中进行病毒灭活验证，如经碱化反应、醇洗处理后滴度下降情况。一般来说，医疗器械的生产过程中去除/灭活病毒的总降低系数宜达到6 logs以上（即病毒数量下降到进行去除/灭活前数量的百万分之一以下），并且原则上需至少有一个病毒去除/灭活步骤的降低系数达到4 logs以上。由于壳聚糖的整个生产过程中，需要使用大量浓酸、浓碱和有机溶剂进行反应、提纯处理，本身也是一个病毒灭活/去除的过程，因此可结合原材料生产工艺建立对病毒、其他病原体及免疫原性物质去除或灭活的方法验证。此部分验证可由注册申请人对产品进行研究，也可由壳聚糖原材料供应商提供相应研究资料。

3.4 灭菌及稳定性研究

灭菌研究应明确灭菌工艺（方法和参数）和无菌保证水平，并提供灭菌验证及确认的相关研究资料。如适用，还应提供残留毒性研究报告。据不完全统计，含壳聚糖固体敷料的灭菌以辐照灭菌居多，主要还是考虑灭菌方式对产品的影响。由于壳聚糖本身具有的可降解性及分子链上活性基团的存在，各种常规灭菌方式均会对产品产生不同程度的影响：干热灭菌可能会导致壳聚糖水溶性下降；湿热灭菌和辐照灭菌均会降低壳聚糖的分子量；环氧乙烷灭菌可能产生副产物并导致壳聚糖分子交联等。因此企业应分析灭菌工艺对产品的影响并采取相应的控制措施。

产品稳定性研究中应充分考虑壳聚糖降解对产品性能的影响，应确保在实时老化或加速老化试验后产品性能指标仍能符合产品技术要求，保证产品的安全有效性。

3.5 临床评价

含壳聚糖敷料不属于国家药品监督管理局发布的免于进行临床评价医疗器械产品，应按照《医疗器械临床评价技术指导原则》及相关法规中的规定，开展临床评价。临床评价途径包括通过同品种医疗器械临床数据进行分析评价和通过临床试验数据进行评价两种方式。

对于含壳聚糖敷料产品，通过同品种医疗器械临床数据进行分析评价，需论证与同品种医疗器械在适用范围、技术特征和生物学特性方面的等同性，难点在于材料、性能以及生物学特性的等同。如材料方面除应鉴别为同品种壳聚糖（如：同为羧甲基壳聚糖），还应考虑壳聚糖的动物来源以及脱乙酰度、分子量及分布、含量、蛋白质残留量、重金属和微量元素、酸碱度等诸多理化指标的比较，并判定在何具体指标范围内可认定其等同性，必要时还应提供依据。由于壳聚糖原材料本身在来源、生产工艺方面等存在差异，其差异性会直接反映在产品上，所以原材料的等同是产品等同的前提条件，应在此基础上进一步论证在技术指标、生物学特性的等同性。

当通过临床试验获取的临床数据进行临床评价时，在中国境内开展行临床试验的，需符合《医疗器械临床试验质量管理规范》的相应要求；在境外开展临床试验的，需符合《接受医疗器械境外临床试验数据技术指导原则》的相应要求。含壳聚糖敷料产品在临床试验设计阶段，在临床适应证的选择时要充分考虑选择的创面类型应能覆盖产品申报的临床适用范围。比如预期用于体外止血的二类含壳聚糖敷料，宜选取出血症状明显、具有代表性的创伤类型（如切割伤、撕裂伤等），不宜选取浅表创面这类轻微出血的类型；同时作为二类产品还要注意排除贯通伤、胸腹腔出血等需要体内止血的情形。

4.小结

含壳聚糖敷料由于原材料本身所具有的特殊性质，在作为二类医疗器械进行审评审批时，面临分类判定、原材料控制以及诸多审评技术问题。目前，含壳聚糖敷料尚无产品标准及指导性文件，本文是作者在注册审评工作中对相关问题的汇总，仅代表个人看法和意见，希望同行及相关领域内专家交流指正，提升医疗器械审评能力，促进产业健康发展。