ISO 10993-10:2002

Biological evaluation of medical devices - Part 10: Tests for irritation and delayed-type hypersensitivity

This part of ISO 10993 describes the procedure for the assessment of medical devices and their constituent materials with regard to their potential to produce irritation and delayed-type hypersensitivity. This part of ISO 10993 includes pretest considerations, details of the test procedures, and key factors for the interpretation of the results. Guidance is given in annex A for the preparation of materials specifically in relation to the above tests. Guidance on the conduct of supplementary tests which are required specifically for devices used intradermally and in the ocular area is given in annex B. Guidance on the conduct of supplementary tests which may be required for devices used for oral, rectal, penile and vaginal areas is given in annex C.

Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 10: Essais d'irritation et d'hypersensibilité retardée

L'ISO 10993-10 décrit le mode opératoire visant à évaluer le potentiel des dispositifs médicaux et leurs matériaux constitutifs à provoquer de l'irritation et une hypersensibilité retardée. L'ISO 10993-10 inclut des considérations préalablement aux essais, des informations détaillées relatives à la procédure d'essai, et des facteurs clés pour l'interprétation des résultats. Des lignes directrices sont fournies dans l'annexe A en vue de la préparation des matériaux notamment pour les essais précités. L'annexe B donne les lignes directrices sur la conduite d'essais supplémentaires qui sont nécessaires pour des dispositifs utilisés spécifiquement de façon intradermique et dans la zone oculaire. L'annexe C donne les lignes directrices sur la conduite d'essais supplémentaires qui peuvent être requis pour des dispositifs utilisés dans les sphères rectales, péniennes et vaginales.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 25-Sep-2002
• Withdrawal Date: 25-Sep-2002
• ICS: 11.100.20 - Biological evaluation of medical devices
• Technical Committee: ISO/TC 194 - Biological and clinical evaluation of medical devices
• Drafting Committee: ISO/TC 194/WG 8 - Irritation, sensitization
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 27-Jul-2010
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO 3894:1995 - Commercial vehicles - Wheels/rims - Test methods
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Amended By: ISO 10993-10:2002/Amd 1:2006 - Biological evaluation of medical devices - Part 10: Tests for irritation and delayed-type hypersensitivity - Amendment 1
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 10993-10:2010 - Biological evaluation of medical devices - Part 10: Tests for irritation and skin sensitization
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Revises: ISO 10993-10:1995 - Biological evaluation of medical devices - Part 10: Tests for irritation and sensitization
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Parent: ISO 10993-10:2002/Amd 1:2006 - Biological evaluation of medical devices - Part 10: Tests for irritation and delayed-type hypersensitivity - Amendment 1
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10993-10
Second edition
2002-09-01
Biological evaluation of medical devices —
Part 10:
Tests for irritation and delayed-type
hypersensitivity
Évaluation biologique des dispositifs médicaux —
Partie 10: Essais d'irritation et d'hypersensibilité retardée

Reference number
©
ISO 2002
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Contents Page
Foreword . iv
Introduction. vi
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 2
4 General principles — Step-wise approach . 3
5 Pretest considerations. 4
5.1 General . 4
5.2 Types of material. 4
5.3 Information on chemical composition . 4
5.4 Material characterization . 5
6 Irritation tests . 5
6.1 In vitro irritation tests . 5
6.2 Factors to be considered in design and selection of in vivo tests . 5
6.3 Animal skin irritation test . 6
6.4 Human skin irritation test. 10
7 Delayed hypersensitivity tests. 14
7.1 Choice of test. 14
7.2 Choice of test sample concentrations . 14
7.3 Other important factors affecting the outcome of the test . 14
7.4 Maximization test for delayed hypersensitivity . 15
7.5 Closed-patch test for delayed hypersensitivity . 18
8 Key factors in interpretation of test results. 20
Annex A (normative) Preparation of materials for irritation/sensitization testing. 21
Annex B (informative) Additional irritation tests.23
Annex C (informative) Background information. 41
Bibliography. 45

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 10993 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10993-10 was prepared by Technical Committee ISO/TC 194, Biological evaluation of medical devices.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10993-10:1995), which has been technically revised.
ISO 10993 consists of the following parts, under the general title Biological evaluation of medical devices:
 Part 1: Evaluation and testing
 Part 2: Animal welfare requirements
 Part 3: Tests for genotoxicity, carcinogenicity and reproductive toxicity
 Part 4: Selection of tests for interactions with blood
 Part 5: Tests for in vitro cytotoxicity
 Part 6: Tests for local effects after implantation
 Part 7: Ethylene oxide sterilization residuals
 Part 8: Selection and qualification of reference materials for biological tests
 Part 9: Framework for identification and quantification of potential degradation products
 Part 10: Tests for irritation and delayed-type hypersensitivity
 Part 11: Tests for systemic toxicity
 Part 12: Sample preparation and reference materials
 Part 13: Identification and quantification of degradation products from polymeric medical devices
 Part 14: Identification and quantification of degradation products from ceramics
 Part 15: Identification and quantification of degradation products from metals and alloys
iv © ISO 2002 – All rights reserved

 Part 16: Toxicokinetic study design for degradation products and leachables
 Part 17: Establishment of allowable limits for leachable substances
 Part 18: Chemical characterization of materials
Future parts will deal with other relevant aspects of biological testing.
This part of ISO 10993 is a harmonization of numerous standards and guidelines, including BS 5736, OECD
Guidelines, U.S. Pharmacopoeia and the European Pharmacopoeia. It is intended to be the basic document for the
selection and conduct of tests enabling evaluation of irritation and dermal sensitization responses relevant to safety
of medical materials and devices.
Annex A forms a normative part of this part of ISO 10993. Annexes B and C are for information only.

Introduction
This part of ISO 10993 assesses possible contact hazards from chemicals released from medical devices that may
produce skin and mucosal irritation, eye irritation and delayed contact hypersensitivity
Some materials that are included in medical devices have been tested, and their skin or mucosal irritation or
sensitization potential has been documented. Other materials and their chemical components have not been tested
and may induce adverse effects when in contact with biological tissues. The manufacturer is thus obliged to
evaluate each device for potential adverse effects prior to marketing.
Traditionally, small animal tests are performed prior to testing on humans to help predict human response. More
recently, in vitro tests as well as human tests have been added as alternatives. Despite progress and considerable
effort in this direction, a review of findings suggests that currently no satisfactory in vitro test has been devised to
eliminate the requirement for in vivo testing. Where appropriate, the preliminary use of in vitro methods is
encouraged for screening purposes prior to animal testing. In order to reduce the number of animals used, this part
of ISO 10993 presents a step-wise approach, with review and analysis of test results at each stage. An animal test
is usually required prior to human testing.
It is intended that these studies be conducted using Good Laboratory Practice and comply with regulations related
to animal welfare. Statistical analysis of data is recommended and should be used whenever appropriate.
The tests included in this part of ISO 10993 are important tools for the development of safe products, provided that
these are executed and interpreted by trained personnel.

vi © ISO 2002 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 10993-10:2002(E)

Biological evaluation of medical devices —
Part 10:
Tests for irritation and delayed-type hypersensitivity
1 Scope
This part of ISO 10993 describes the procedure for the assessment of medical devices and their constituent
materials with regard to their potential to produce irritation and delayed-type hypersensitivity.
This part of ISO 10993 includes
a) pretest considerations,
b) details of the test procedures, and
c) key factors for the interpretation of the results.
Instructions are given in annex A for the preparation of materials specifically in relation to the above tests.
Supplementary tests which are required specifically for devices used intradermally in the ocular, oral, rectal, penile
and vaginal areas are given in annex B.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 10993. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 10993 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 10993-1:1997, Biological evaluation of medical devices — Part 1: Evaluation and testing
ISO 10993-2, Biological evaluation of medical devices — Part 2: Animal welfare requirements
ISO 10993-9, Biological evaluation of medical devices — Part 9: Framework for identification and quantification of
potential degradation products
ISO 10993-12, Biological evaluation of medical devices — Part 12: Sample preparation and reference materials
ISO 10993-13, Biological evaluation of medical devices — Part 13: Identification and quantification of degradation
products from polymeric medical devices
ISO 10993-14 Biological evaluation of medical devices — Part 14: Identification and quantification of degradation
products from ceramics
ISO 10993-15, Biological evaluation of medical devices — Part 15: Identification and quantification of degradation
products from metals and alloys
ISO 10993-18, Biological evaluation of medical devices — Part 18: Chemical characterization of materials
ISO 14155-1, Clinical investigation of medical devices for human subjects — Part 1: General requirements
ISO 14155-2, Clinical investigation of medical devices for human subjects — Part 2: Clinical investigation plans
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 10993, the terms and definitions given in ISO 10993-1 and the following apply.
3.1
allergen
sensitizer
substance/material which is capable of inducing specific hypersensitivity such that, on subsequent exposure to the
same substance/material characteristic, allergic effects are produced
3.2
blank liquid
solvent portion treated in the same manner as the identical solvent used for the preparation of test samples but
without test material, and which is intended for the determination of a background response of the solvent
3.3
challenge
elicitation
process following the induction phase in which the immunological effects of subsequent exposures in an individual
to the inducing material are examined
3.4
corrosion
slow destruction of the texture or material of a tissue
EXAMPLE The action of a strong irritant.
3.5
delayed-type hypersensitization
induction of specific T-cell mediated immunological memory for an allergen to which an individual is exposed,
resulting in a delayed-type hypersensitivity reaction after secondary contact with the allergen
3.6
dose
quantity to be administered to the test system at one time
3.7
erythema
reddening of the skin or mucous membrane
3.8
eschar
scab or discoloured slough of skin
3.9
induction
process that leads to the de novo generation of an altered state of immunological reactivity in an individual to a
specific material
3.10
irritant
agent that produces irritation
2 © ISO 2002 – All rights reserved

3.11
irritation
localized non-specific inflammatory response to single, repeated or continuous application of a substance/material
3.12
necrosis
death of one or more cells, or portion of tissue or organ, resulting in irreversible damage
3.13
negative control
material or substance which, when tested by the procedure described, demonstrates the suitability of the procedure
to yield a reproducible, appropriate negative, nonreactive or background response in the test system
3.14
oedema
swelling due to abnormal infiltration of fluid into the tissues
3.15
positive control
material or substance which, when tested by the procedure described, demonstrates the suitability of the procedure
to yield a reproducible, appropriate positive or reactive response in the test system
3.16
solvent
material or substance used to moisten, dilute, suspend, extract or dissolve the test substance material
EXAMPLES Chemical, vehicle, medium, etc.
3.17
test material
material, device, device portion or component thereof that is sampled for biological or chemical testing
3.18
test sample
extract or portion of the test material that is subjected to biological or chemical testing
3.19
ulceration
open sore representing loss of superficial tissue
4 General principles — Step-wise approach
The available methods for testing irritation and sensitization were developed specifically to detect skin irritation and
sensitization potential. Other types of adverse affect are generally not predicted by these tests.
This part of ISO 10993 requires a step-wise approach, which shall include one or more of the following:
a) characterization of test material, involving chemical characterization and analysis of the test sample according
to the general principles described in ISO 10993-9, ISO 10993-13, ISO 10993-14, ISO 10993-15 and
ISO 10993-18;
b) literature review, including an evaluation of chemical and physical properties, and information on the irritation
and sensitization potential of any product constituent as well as structurally related chemicals and materials;
c) consideration of in vitro tests in preference to in vivo tests, and replacement of the latter as new in vitro
methods become available and validated. At the present time there are no validated in vitro tests (other than
simple screens) to detect irritants or sensitizers.
d) in vivo animal tests;
NOTE Acute in vivo animal studies are undertaken to test for materials not already classified as severe irritants or
strong sensitizers by step a) or b). Materials that do not demonstrate an acute dermal irritation at single exposure may then
be further evaluated following repeated exposure.
A test of a positive-control substance for skin sensitization [7] shall be run at least every six months by the
testing laboratory to validate the test system and demonstrate a positive response.
e) non-invasive human tests/clinical trials.
If the material has been demonstrated not to be an irritant, a sensitizer or toxic in animals, studies on skin
irritation may then be considered in humans.
5 Pretest considerations
5.1 General
It is important to emphasise that pretest considerations may result in the conclusion that testing for irritation and/or
sensitization is not necessary.
The requirements given in clause 5 of 10993-1:1997 and in the subclauses below apply.
5.2 Types of material
5.2.1 Initial considerations
It shall be taken into consideration that, during manufacture and assembly of medical devices, additional chemical
components may be used as processing aids, e.g. lubricants or mould-release agents. In addition to the chemical
components of the starting material and manufacturing process aids, adhesive/solvent residues from assembly and
also sterilant residues or reaction products resulting from the sterilization process may be present in a finished
product. Whether these compounds pose a health hazard/risk depends on the leakage or degradation
characteristics of the finished products.
5.2.2 Ceramics, metals and alloys
These materials are normally less complex than polymers and biologically derived materials in terms of the number
of chemical constituents.
5.2.3 Polymers
These materials are normally chemically more complex than those in 5.2.1 in terms of composition. A number of
additives may be present and the completeness of polymerization may vary.
5.2.4 Biologically derived materials
These materials are inherently complex in their composition. They often also contain process residues, e.g.cross-
linkers and anti-microbial agents. Biological materials may not be consistent from sample to sample.
The methods in this part of ISO 10993 have not been designed for testing of biologically derived materials and may
therefore be less adequate. For example, the tests in this part of ISO 10993 do not consider cross-species
sensitization.
5.3 Information on chemical composition
5.3.1 General
Full qualitative data on the chemical constituents of the material shall be established. Where relevant to biological
safety, quantitative data shall also be obtained. If quantitative data are not obtained, the rationale shall be
documented and justified.
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5.3.2 Existing data sources
Qualitative and quantitative information on the composition shall be obtained where possible from the supplier of
the starting material.
For polymers this often requires access to proprietary information; provision should be made for the transfer and
use of such confidential information.
Qualitative information about any additional processing additives (for example, mould-release agents) shall also be
obtained from appropriate members of the manufacturing chain, including converters and component
manufacturers.
In the absence of any data on composition, a literature study to establish the likely nature of the starting material
and any additives is recommended to assist in the selection of the most appropriate methods of analysis for the
material concerned.
NOTE The composition of ceramics, metals and alloys may be in accordance with ISO or American Society of Testing
Materials (ASTM) standards and/or may be specified by the user. However, in order to obtain full qualitative and quantitative
details on composition, it may be necessary to request these from the supplier or manufacturer of the starting material and also
from component manufacturers to ensure processing aids are also identified. Material master files held by regulatory authorities
are another source of data, where they are accessible.
5.4 Material characterization
When details of composition are unavailable, or only qualitative information is available, or new or unknown
substances may be expected to develop during the manufacturing process, it may be necessary to undertake
analysis of a material.
Analytical methods appropriate for the material under investigation shall be used. All analytical techniques shall be
justified, validated and reported and, if not already known, the pH of the material (chemical solutions) shall be
measured prior to any in vivo or in vitro testing when possible. Chemical analysis (qualitative as well as
quantitative) of extracts may give useful information. In this context it should also be emphasised that chemical
analysis of the extract may give results that makes testing for irritation and sensitization unnecessary, as
information on irritation and sensitization potential of the compounds present in the extract solution may already be
available.
6 Irritation tests
6.1 In vitro irritation tests
Two in vitro methods, the rat skin Transcutaneous Electrical Resistance (TER) test and the EPISKIN test, have
been internationally validated as alternative tests to assess the skin corrosivity of chemicals. However, no validated
methods to assess skin irritancy yet exist.
National and international organizations continue work to develop and validate in vitro tests for skin irritancy in
parallel with the search for alternative methods; others have been developing methods to quantify the responses of
animals and humans in order to better define endpoints using non-invasive techniques. See C.1.
6.2 Factors to be considered in design and selection of in vivo tests
Irritation testing of medical devices can be performed with the finished product and/or extracts thereof.
Factors affecting the results of irritation studies include the following:
a) the nature of the device used in a patch test;
b) the dose of the test material;
c) the method of application of the test material;
d) the degree of occlusion;
e) the application site;
f) the duration and number of exposures;
g) the techniques used in evaluating the test.
Additional background information is provided in annex C.
While increased flexibility allows the investigator to enhance the sensitivity of the test to suit conditions of use and
population exposure, consistency in procedure contributes to comparability of test results with different materials
and from different laboratories.
Provisions have been included in the test procedures for evaluation of devices and materials that will have
repeated and/or prolonged exposure. The study shall be designed to exaggerate the anticipated contact (time
and/or concentration) in the clinical situation. This shall be borne in mind during interpretation of the result.
If the pH of the test sample is less than or equal to 2 or equal to or greater than 11,5, the material shall be declared
an irritant and no further testing is required. However, experimental evidence suggests that acidity and alkalinity of
the test material are not the only factors to be considered in relation to the capacity of a material to produce severe
injury. The concentration of the test material, its period of contact, and many other physical and chemical properties
are also important.
NOTE For products intended to be used extensively on normal and compromised skin, no substantial risk is normally
accepted; however, many products, in spite of a potential to irritate, are fully acceptable because of their inherent benefit or
intended biological activity.
6.3 Animal skin irritation test
6.3.1 Principle
An assessment is made of the potential of the material under test to produce dermal irritation in a relevant animal
model.
The rabbit is the preferred test animal.
6.3.2 Test material
If the test material is a solid or a liquid, it shall be prepared as specified in annex A.
In order to demonstrate the sensitivity of the assay it is advisable to include, in addition to the negative control, a
positive control on each animal. As there are two test sites and two control sites on each animal, a maximum of two
test materials may be applied together with the control materials, provided that the same vehicle is used.
6.3.3 Animals and husbandry
Healthy young adult albino rabbits of either sex from a single strain, weighing not less than 2 kg, shall be used.
The animals shall be acclimatized and cared for as specified in ISO 10993-2.
If irritation is anticipated, consideration shall be given to testing in one animal first. Unless a well-defined positive
response [score greater than 2 for either erythema or oedema (see Table 1)] is observed, a minimum of two further
animals shall be used. If no response is expected, initial testing may be conducted using three animals. If the
response in the test using the minimum of three animals is equivocal, further testing shall be considered.
6 © ISO 2002 – All rights reserved

6.3.4 Test procedure
6.3.4.1 Preparation of animals
The condition of the skin is a critical factor. Use only animals with healthy intact skin. Fur is generally clipped within
24 h to 4 h of testing on the backs of the animals a sufficient distance on both sides of the spine for application and
observation of all test sites (approximately 10 cm × 15 cm). Fur may be re-clipped to facilitate observation and/or to
accommodate repeated exposures. Depilatories may be used by trained technicians, if the process has been
validated at the testing facility. If repeated exposure is required, follow the procedures in 6.3.4.2, 6.3.4.3 or 6.3.4.4,
repeated for a maximum of 21 days.

Key
1 Cranial end 5 Control site
2 Test site 6 Test site
3 Control site 7 Caudal end
4 Clipped dorsal region
Figure 1 — Location of skin application sites
6.3.4.2 Application of powder or liquid sample
Apply 0,5 g or 0,5 ml of the test material directly to each test skin site as shown in Figure 1. For solid and
hydrophobic materials, there is no need for moistening. If the material is a powder, it should be slightly moistened
with water or other suitable solvent before application (see annex A).
Cover the application sites with a 2,5 cm × 2,5 cm non-occlusive dressing (such as an absorbent gauze patch) and
then wrap the application site with a bandage (semi-occlusive or occlusive) for a minimum of 4 h. At the end of the
contact time, remove the dressings and mark the positions of the sites with permanent ink. Remove residual test
material by appropriate means, such as washing with lukewarm water or other suitable non-irritating solvent, and
careful drying.
6.3.4.3 Application of extracts and extract vehicle
Apply the appropriate extract(s) to the 2,5 cm × 2,5 cm absorbent gauze patches. Use a volume of extract sufficient
to saturate the gauze; generally 0,5 ml per patch. Apply one patch on each side of the animal as shown in Figure 1.
Apply a control patch of gauze moistened with the extract vehicle as indicated in Figure 1.
Cover the application sites with a bandage (semi-occlusive or occlusive) for a minimum of 4 h. At the end of the
contact time, remove the dressings and mark the positions of the sites with permanent ink. Remove residual test
material by appropriate means, such as washing with lukewarm water or other suitable non-irritating solvent and
careful drying.
6.3.4.4 Application of solid sample
Apply the samples of the test material directly to the skin on each side of each rabbit as shown in Figure 1.
Similarly, apply the control samples to each rabbit. When testing solids (which may be pulverised if considered
necessary), the test material shall be moistened sufficiently with water or, where necessary, an alternative solvent,
to ensure good contact with the skin (see annex A). When solvents are used, the influence of the solvent on
irritation of skin by the test material shall be taken into account
Cover the application sites with 2,5 cm × 2,5 cm non-occlusive dressings (such as a gauze patch) and then wrap
the application sites with a bandage (semi-occlusive or occlusive) for a minimum of 4 h. At the end of the contact
time, remove the dressings and mark the positions of the sites with permanent ink. Remove residual test material
by appropriate means, such as washing with lukewarm water or other suitable non-irritating solvent and careful
drying.
6.3.5 Observation of animals
6.3.5.1 General
Use of natural or full-spectrum lighting is highly recommended to visualize the skin reactions. Describe and score
the skin reactions for erythema and oedema according to the scoring system given in Table 1 for each application
site at each time interval, and record the results for the test report.
NOTE Histological or non-invasive techniques of evaluating the skin reaction(s) may assist in certain cases.
6.3.5.2 Single-exposure tests
For single-exposure tests, record the appearance of each application site at 1 h, 24 h, 48 h and 72 h following
removal of the patches. Extended observation may be necessary if there are persistent lesions, in order to evaluate
the reversibility or irreversibility of the lesions. This need not exceed 14 days.
Table 1 — Scoring system for skin reaction
Primary Irritation
Reaction
Score
Erythema and eschar formation
No erythema
Very slight erythema (barely perceptible)
Well-defined erythema
Moderate erythema
Severe erythema (beet-redness) to eschar formation preventing grading
of erythema
Oedema formation
No oedema
Very slight oedema (barely perceptible)
Well-defined oedema (edges of area well-defined by definite raising)
Moderate oedema (raised approximately 1 mm)
Severe oedema (raised more than 1 mm and extending beyond
exposure area)
Total possible score for irritation 8
Other adverse changes at the skin sites shall be recorded and reported.

8 © ISO 2002 – All rights reserved

6.3.5.3 Repeated-exposure tests
Repeated exposure shall only be carried out after completion of an acute single-exposure test (after at least 72 h of
observation).
For repeated-exposure tests, record the appearances of the application site at 1 h after removal of the patches and
immediately prior to the next application. The number of exposures may vary.
After the last exposure, note the appearance of each application site at 1 h, 24 h, 48 h and 72 h following removal
of the patches. Extended observation may be necessary if there are persistent lesions, in order to evaluate the
reversibility or irreversibility of the lesions. This need not exceed 14 days.
6.3.6 Evaluation of results
For single exposure tests, determine the Primary Irritation Index (PII) as follows.
Use only 24 h, 48 h and 72 h observations for calculations. Observations made prior to dosing or after 72 h to
monitor recovery are not used in the determination.
For each animal, add together the Primary Irritation Scores for the test material for both erythema and oedema at
each time point and divide the sum by the total number of observations. (One observation in this context includes
both erythema and oedema at each test site.) When blank liquid or negative control is used, calculate the Primary
Irritation Score for the controls and subtract that score from the score using the test material to obtain the Primary
Irritation Score. Add the scores for each animal and divide the total by the number of animals. This value is the
Primary Irritation Index.
For repeated exposure, determine the Cumulative Irritation Index as follows.
For each animal, add together the Primary Irritation Scores for both erythema and oedema at each time specified.
Divide this total by the total figure of observations to obtain the Irritation Score per animal.
Add together the Irritation Scores of all animals and divide by the total number of animals. This value is the
Cumulative Irritation Index.
The Cumulative Irritation Index is compared to the categories of Irritation Response defined in Table 2 and the
appropriate Response category is recorded for the report.
NOTE The categories of Cumulative Irritation Index are based on the data relating the Primary Irritation Index (PII) for
chemicals in rabbits to the primary irritation response in humans for a number of chemicals that have been tested in both
species.
For any response, record the maximum Primary Irritation Score from Table1 for each animal, the time of onset of
the response and the time to maximum response.
The Primary or Cumulative Irritation Index is characterized by number (score) and description (Response category)
in Table 2. In case different extracts have been tested, the one giving the highest PII determines the Response
category.
Table 2 — Irritation Response categories in rabbit
Mean score Response category
0 to 0,4 Negligible
0,5 to 1,9 Slight
2 to 4,9 Moderate
5 to 8 Severe
6.3.7 Test report
The test report shall include
a) a description of the test material(s) or device,
b) the intended use/application of the test material(s) or device,
c) a detailed description of the method employed in preparing the test sample or test material,
d) a description of the test animals,
e) method of application to the test sites and type (semi-occlusive or occlusive) of bandage material,
f) how the sites were marked, and the readings performed,
g) records of the observations,
h) number of exposures and intervals between them, when repeated exposures were carried out,
i) evaluation of the results.
6.4 Human skin irritation test
6.4.1 Introduction
At present, the prediction of human cutaneous irritation for the purpose of hazard identification relies primarily on
the use of experimental animals (see annex C). There are, however, problems in extrapolating from animals to
humans. For chemicals to which human exposure is high (e.g. cosmetics and detergents ), risk assessments are
frequently performed using human skin patch tests.
Human studies can serve several purposes:
a) direct identification of human hazard by testing chemicals in humans rather than in laboratory animals;
b) provision of risk assessment of certain chemicals to which human exposure is high;
c) facilitation of extrapolation to humans of data obtained previously from laboratory animal studies.
This part of ISO 10993 allows skin irritation data to be obtained directly from humans for purposes of hazard
identification. Its aim is to determine whether a material presents a significant skin irritation hazard following acute
exposure.
Clinical tests shall be performed in accordance with ISO 14155-1 and ISO 14155-2.
NOTE C.1 gives further information on irritation tests.
6.4.2 Initial considerations
Adequate information on the toxicity profile of the material and (where relevant) its constituent chemicals, including
percutaneous absorption data, shall be available to indicate that the study does not present any significant health
risk.
Materials shall not be tested in humans if
a) they have been shown to be irritant in a predictive assay, either in vitro or in vivo,
b) they have been shown to be corrosive in a predictive assay, either in vitro or in vivo,
10 © ISO 2002 – All rights reserved

c) potential corrosivity for human skin can be predicted on the basis of structure/activity relationships and/or
physicochemical properties such as strong acid or alkaline reserve,
d) they present a risk of skin or respiratory tract sensitization,
e) they present any acute toxicity hazard under test conditions, and/or
f) they present any genotoxic, reproductive or carcinogenic hazard.
Further guidance on the selection of human volunteers can be found in 6.4.5.1 and C.1.
6.4.3 Principle
A single dose of the material to be tested is applied under occlusion to the skin of human volunteers. Irritation is
kept to a minimum by applying the test material for short periods. Longer exposure periods may also be
appropriate under certain circumstances.
The principal means of evaluation is by determining the proportion of the human volunteers who develop skin
irritation relative to a reaction to a concurrent positive control material.
6.4.4 Description of the method
6.4.4.1 Selection of human volunteers
This part of ISO 10993 is designed for use with healthy human volunteers. The selected human volunteers shall be
at least 18 years of age, not pregnant and not breast-feeding. In addition, human volunteers with a known
sensitivity to the test material or showing any signs of dermatitis shall be excluded from the test. The selection of
volunteers shall be supervised by a dermatologist or other qualified person.
6.4.4.2 Preparation of doses
Liquid test materials are generally used undiluted. When testing solids, moisten the test material with a small
amount of water (typically 0,2 ml) or where necessary with another suitable vehicle in order to ensure good contact
with the skin. The structure of the solid shall be considered and the choice of test material preparation shall be
justified. When using moistened samples, take care to ensure that each subject receives the same amount of the
test material. Use the same amount of water for moistening for each individual in the test and record this amount.
When vehicles are used, the influence of the vehicle on irritation of the skin by the test material shall be taken into
account. If a vehicle other than water is used as the wetting agent for solid compounds, consider the application of
a blank liquid (vehicle control) patch on each subject.
6.4.4.3 Procedure
6.4.4.3.1 Number of volunteers
At least 30 volunteers shall complete the test, with no less than one third of either sex.
6.4.4.3.2 Application of the test material
Apply the test material to intact skin at a suitable site, e.g. the upper outer arm, by means of an occlusive chamber
containing a gauze pad. The application site shall be the same in all volunteers and shall be recorded. Generally
the patch shall measure at least 1,8 cm, preferably 2,5 cm in diameter. The patch shall be held in contact with the
skin by means of a suitable non-irritating dressing, including non-irritating tape, for the duration of the exposure
period.
The patch shall deliver an adequate dose per unit area: approximately 50 mg to 100 mg test material per square
centimetre is considered optimal. When applying liquid test materials, in general 0,2 ml to 0,4 ml is added onto the
gauze pad until it is moistened. When testing solid materials, in general 0,2 g of the test material are moistened
and added onto the gauze pad. As an alternative method of application for solids, the gauze pad is moistened and
the test material covers the entire test site.
6.4.4.3.3 Duration of exposure
To avoid unacceptably strong reactions, a cautious approach to testing shall be adopted. A sequential patch
procedure permits the development of a positive, but not severe, irritant response. The patches are applied
progressively starting with a duration of 15 min and 30 min, and up to 1 h, 2 h, 3 h and 4 h. The 15 min and/or
30 min exposure periods may be omitted if there are sufficient indications that excessive reactions will not occur
following the 1-h exposure. Progression to longer exposures, including 24-h closed-patch exposure at a new skin
site, will depend upon the absence of skin irritation (evaluated up to at least 48 h) arising from the shorter
exposures, in order to ensure that any delayed irritant reaction is adequately assessed.
Application of the material for a longer exposure period is always made to a previously untreated site.
At the end of the exposure period, residual test material shall be removed, where practicable using water or an
appropriate solvent, without altering the existing response or the integrity of the epidermis.
6.4.4.3.4 Limited exposure
In addition to the phased increase in duration of application as described in 6.4.4.3.3, if it is suspected that the
material might produce severe irritation, a substantially reduced exposure time shall be employed, possibly in a
pilot group of volunteers. The progress of the study can then be defined on the basis of the data produced.
Subsequent patches are only applied after the 48 h/72 h readings.
6.4.4.3.5 Clinical observation and grading of skin reactions
Treatment sites are examined for signs of irritation and the responses are graded immediately after patch removal
and at 1 h to 2 h, 24 h, 4 h and 72 h after patch removal. If necessary to determine reversibility of the response, the
observation period may be extended beyond 72 h. In addition, the condition of the skin before and after the test
shall be described thoroughly (e.g. pigmentation and extent of hydration). Skin irritation is graded and recorded
according to the grading in Table 3.
Non-invasive bioengineering methods may be applied (see annex C).
Table 3 — Human skin irritation test, grading scale
Description of response Grading
No reaction 0
Weakly positive reaction (usually characterized by mild erythema and/or dryness across most 1
of the treatment site)
Moderately positive reaction (usually distinct erythema or dryness, possibly spreading beyond 2
of the treatment site)
Strongly positive reaction (str
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10993-10
Deuxième édition
2002-09-01
Évaluation biologique des dispositifs
médicaux —
Partie 10:
Essais d’irritation et d’hypersensibilité
retardée
Biological evaluation of medical devices —
Part 10: Tests for irritation and delayed-type hypersensitivity

Numéro de référence
©
ISO 2002
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Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction. vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principes généraux, approche par étapes. 4
5 Considérations préalables aux essais. 4
5.1 Généralités. 4
5.2 Types de matériaux. 4
5.3 Informations sur la composition chimique. 5
5.4 Caractérisation du matériau. 5
6 Essais d’irritation . 6
6.1 Essai d’irritation in vitro . 6
6.2 Facteurs à prendre en considération lors de la conception et du choix des essais in vivo. 6
6.3 Essai d’irritation cutanée chez l'Animal. 7
6.4 Essai d’irritation de la peau sur l’Homme. 11
7 Essais d’hypersensibilité retardée . 15
7.1 Choix des essais . 15
7.2 Choix des concentrations du matériau d’essai . 15
7.3 Autres facteurs importants permettant d'influencer l'issue de l’essai. 16
7.4 Essai d'hypersensibilité retardée par maximalisation .16
7.5 Essai avec système occlusif permettant de déterminer l’hypersensibilité retardée . 20
8 Facteurs clés pour l’interprétation du résultat d’essai . 22
Annexe A (normative) Préparation des matériaux pour les essais d'irritation/de sensibilisation. 23
Annexe B (informative) Essais d'irritation supplémentaires. 25
Annexe C (informative) Informations générales. 44
Bibliographie. 48

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 10993 peuvent faire
l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10993-10 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 194, Évaluation biologique des dispositifs
médicaux.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10993-10:1995), qui a fait l’objet d’une révision
technique.
L'ISO 10993 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Évaluation biologique des dispositifs
médicaux:
 Partie 1: Évaluation et essais
 Partie 2: Exigences concernant la protection des animaux
 Partie 3: Essais concernant la génotoxicité, la cancérogénicité et la toxicité sur la reproduction
 Partie 4: Choix des essais concernant les interactions avec le sang
 Partie 5: Essais concernant la cytotoxicité in vitro
 Partie 6: Essais concernant les effets locaux après implantation
 Partie 7: Résidus de stérilisation à l’oxyde d’éthylène
 Partie 8: Sélection et qualification des matériaux e référene utilisés pour les essais biologiques
 Partie 9: Cadre pour l’identification et la quantification des produits potentiels de dégradation
 Partie 10: Essais d'irritation et d'hypersensibilité retardée
 Partie 11: Essais de toxicité systématique
 Partie 12: Préparation des échantillons et matériaux de référence
 Partie 13: Identification et quantification des produits de dégradation de dispositifs médicaux à base de
polymères
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 Partie 14: Identification et quantification des produits de dégradation des céramiques
 Partie 15: Identification et quantification des produits de dégradation issus des métaux et alliages
 Partie 16: Conception des études toxicocinétiques des produits de dégradation et des solution relargables
 Partie 17 : Établissement des limites admissibles des substances relargables
 Partie 18 : Caractérisation chimique des matériaux
Les parties qui suivront traiteront d’autres aspects significatifs des essais biologiques.
La présente partie de l’ISO 10993 est le résultat de l’harmonisation de nombreuses normes et directives, y compris
la norme BS 5736, les lignes directrices de l’OCDE, la pharmacopée des États-Unis et la pharmacopée
européenne. Elle vise à constituer le document de référence de base pour la sélection et la conduite des essais
permettant d’évaluer les réactions d’irritation et de sensibilisation dermique se rapportant à la sécurité des
matériaux et des dispositifs médicaux.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de l’ISO 10993. Les annexes B et C sont données
uniquement à titre d’information.

Introduction
La présente partie de l’ISO 10993 évalue les risques éventuels dus au contact des produits chimiques libérés par
des dispositifs médicaux pouvant provoquer une irritation de la peau et des muqueuses, une irritation des yeux et
une sensibilité dermique retardée par contact.
Certains matériaux contenus dans ces dispositifs médicaux ont fait l’objet d’essais, et le risque d’irritation ou de
sensibilisation de la peau ou des muqueuses qu’ils présentent a été documenté. D’autres matériaux et leurs
constituants chimiques n’ont pas fait l’objet d’essais et peuvent induire des effets indésirables lorsque des tissus
biologiques sont en contact avec ceux-ci. Il incombe au fabricant d’évaluer les effets indésirables potentiels de
chaque dispositif avant de le commercialiser.
Traditionnellement, des essais sur les petits animaux sont effectués avant les essais sur l’être humain, afin de
permettre de prévoir la réaction chez l’Homme. Plus récemment, des essais in vitro ainsi que des essais sur l’être
humain ont été introduits comme des alternatives. Malgré les progrès réalisés et les efforts considérables déployés
dans ce sens, l’examen des résultats suggère qu’à ce jour aucun essai in vitro satisfaisant n’a été réalisé pour
écarter le besoin d’essais in vivo. Lorsque c’est possible, le recours préliminaire à des méthodes in vitro est
encouragé dans le but d’orienter préalablement les essais sur les animaux. Afin de réduire le nombre d’animaux
utilisés, la présente partie de l’ISO 10993 utilise une approche par étapes, avec examen et analyse des résultats
d’essais à chaque stade. Des essais sur les animaux sont généralement nécessaires avant de réaliser des essais
sur l’être humain.
Il est impératif de conduire ces études en recourant aux bonnes pratiques de laboratoire, et en conformité avec la
réglementation relative au bien-être des animaux. L’analyse statistique de données est recommandée et il convient
de l’utiliser chaque fois que cela s’avère nécessaire.
Les essais inclus dans la présente partie de l’ISO 10993 constituent des outils importants pour la mise au point de
produits sûrs, à condition qu’ils soient réalisés et interprétés par un personnel entraîné.

vi © ISO 2002 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 10993-10:2002(F)

Évaluation biologique des dispositifs médicaux —
Partie 10:
Essais d'irritation et d'hypersensibilité retardée
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 10993 décrit le mode opératoire visant à évaluer le potentiel des dispositifs médicaux et
leurs matériaux constitutifs à provoquer de l’irritation et une hypersensibilité retardée.
La présente partie de l’ISO 10993 inclut:
a) des considérations préalablement aux essais,
b) des informations détaillées relatives à la procédure d’essai, et
c) des facteurs clés pour l’interprétation des résultats.
Des instructions sont fournies dans l’annexe A en vue de la préparation des matériaux, notamment pour les essais
précités.
L’annexe B donne les essais supplémentaires qui sont nécessaires pour des dispositifs utilisés spécifiquement de
façon intradermique dans la zone oculaire et dans les sphères orales, rectales, péniennes et vaginales.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 10993. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 10993 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 10993-1:1997, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 1: Évaluation et essais
ISO 10993-2, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 2: Exigences concernant la protection des
animaux
ISO 10993-9, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 9: Cadre pour l'identification et la
quantification des produits potentiels de dégradation
ISO 10993-12, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 12: Préparation des échantillons et
matériaux de référence
ISO 10993-13, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 13: Identification et quantification de
produits de dégradation de dispositifs médicaux à base de polymères
ISO 10993-14, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 14: Identification et quantification des
produits de dégradation des céramiques
ISO 10993-15, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 15: Identification et quantification des
produits de dégradation issus des métaux et alliages
ISO 10993-18, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 18: Caractérisation chimique des
matériaux
ISO 14155-1, Investigation clinique des dispositifs médicaux pour sujets humains — Partie 1: Exigences générales
ISO 14155-2, Investigation clinique des dispositifs médicaux pour sujets humains — Partie 2: Plans d’investigation
clinique
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 10993, les termes et définitions donnés dans l’ISO 10993-1 ainsi
que les suivants s'appliquent.
3.1
allergène
sensibilisant
substance/matériau capable d’induire une hypersensibilité spécifique telle que, lors d’expositions ultérieures à cette
même substance/ce même matériau, des effets allergiques se produisent
3.2
témoin blanc
quantité de solvant traitée de la même manière que le solvant identique utilisé pour la préparation d’échantillons
d’essai, mais sans contact avec le matériau d’essai, et qui est destiné à évaluer la réponse propre du solvant
3.3
application déclenchante
élucidation
processus suivant la phase d’induction au cours de laquelle on évalue les réponses immunologiques d’un individu
résultant d’expositions répétées au matériau inducteur
3.4
corrosion
destruction lente de la texture ou de la substance d’un tissu
EXEMPLE L’action d’un irritant fort.
3.5
hypersensibilité retardée
introduction au niveau de lymphocytes T médiateurs spécifiques d’une mémoire immunologique vis-à-vis d’un
allergène auquel un individu a été exposé, déclenchant une réaction d'hypersensibilité retardée après un nouveau
contact avec l'allergène
3.6
dose
quantité à administrer au système d'essai en une fois
3.7
érythème
rougissement de la peau ou d’une muqueuse
3.8
escarre
croûte ou lividité de la peau
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3.9
induction
processus aboutissant à une réactivité de la réponse immunitaire d’un individu à un matériau spécifique
3.10
irritant
agent provoquant une irritation
3.11
irritation
réaction inflammatoire non spécifique localisée à une application unique, répétée ou continue d’une substance/d'un
matériau
3.12
nécrose
mort d’une ou de plusieurs cellules, ou d’une partie d’un tissu ou d’un organe, provoquant des lésions irréversibles
3.13
témoin négatif
matériau ou substance qui, soumis à essai conformément au mode opératoire décrit, démontre l’aptitude du
processus opératoire à conduire à une réponse reproductible, négative, inactive ou conforme à la connaissance
vis-à-vis d'un système d'essai particulier
3.14
œdème
gonflement dû à l’infiltration anormale de fluide dans les tissus
3.15
témoin positif
matériau ou substance qui, soumis à essai conformément au mode opératoire décrit, démontre l’aptitude du
processus opératoire à conduire à une réponse reproductible, positive ou réactive vis-à-vis du système d’essai
particulier
3.16
solvant
matériau ou substance utilisé pour humidifier, diluer, mettre en suspension, extraire ou dissoudre le matériau
d’essai
EXEMPLES Produit chimique, excipient, milieu, etc.
3.17
matériau d’essai
matériau, dispositif, partie ou composant de dispositif qui est échantillonné pour la conduite d’essais biologiques ou
chimiques
3.18
échantillon d’essai
extrait ou partie du matériau d’essai qui est soumis(e) à des essais biologiques ou chimiques
3.19
ulcération
plaie ouverte correspondant à une perte de tissus superficiels
4 Principes généraux, approche par étapes
Les méthodes disponibles pour les essais d’irritation et de sensibilisation ont été mises au point spécifiquement
afin de déceler une irritation de la peau et une sensibilisation potentielle. Ces essais ne permettent généralement
pas de prédire les autres types d’effets indésirables.
La présente partie de l’ISO 10993 préconise une approche qui peut être composée d'une ou de plusieurs étapes
prenant en compte les critères suivants:
a) la caractérisation du matériau d’essai, devant inclure une caractérisation chimique et l’analyse de l’échantillon
d’essai conformément aux principes généraux décrits dans l’ISO 10993-9, l'ISO 10993-13, l'ISO 10993-14,
l'ISO 10993-15 et l’ISO 10993-18;
b) la revue de la littérature, devant inclure l’évaluation des caractéristiques chimiques et physiques, ainsi que des
informations sur les risques d’irritation et de sensibilisation de chaque composant du matériau d’essai, ainsi
que des produits chimiques et des matériaux structurellement associés;
c) les essais in vitro, devant être envisagés de préférence aux essais in vivo qu’ils sont destinés à remplacer,
chaque fois que de nouvelles méthodes in vitro apparaissent et sont validées. Il n’existe actuellement aucune
méthode d’essai in vitro validée (en dehors de tests d’orientation simples) permettant de détecter les
substances irritantes ou les sensibilisants;
d) les essais sur les animaux in vivo;
NOTE Des études in vivo sur les animaux sont nécessaires pour tester des matériaux qui n’ont pas déjà été classés
comme des irritants graves ou des sensibilisants puissants au cours des étapes a) ou b). Les matériaux qui ne présentent pas
de risque d'irritation dermique aigüe lors d’une seule exposition peuvent faire l’objet d’une évaluation plus approfondie par
exposition répétée.
Au moins tous les six mois, le laboratoire d’essai doit réaliser un essai de sensibilisation de la peau sur une
référence [7] afin de valider le système d’essai et de démontrer une réaction positive.
e) les essais non invasifs sur l’être humain/les essais cliniques.
Si le matériau se révèle ne pas être un irritant, un sensibilisant ou une substance toxique chez l'animal, des études
d’irritation cutanée peuvent être envisagées pour l’être humain.
5 Considérations préalables aux essais
5.1 Généralités
Il est important de souligner que les considérations préalables aux essais peuvent amener à conclure que les
essais d’irritation et/ou de sensibilisation ne sont pas nécessaires.
Les prescriptions données dans l’article 5 de l’ISO 10993-1, ainsi que les articles suivants s’appliquent.
5.2 Types de matériaux
5.2.1 Considérations initiales
L’utilisation de composants chimiques supplémentaires comme intermédiaires de fabrication ou de l'assemblage
de dispositifs médicaux, par exemple les lubrifiants ou les agents de démoulage, devra être prise en considération.
En plus des composants chimiques du matériau initial et des intermédiaires de fabrication, des résidus d'adhésif/
de solvant provenant de l’assemblage et également des résidus de stérilisation ou des produits résultant de
réactions lors du procédé de stérilisation peuvent être présents dans un produit fini. Le danger/risque que
constituent ces composants pour la santé dépend des caractéristiques d'élimination ou de dégradation des
produits finis.
4 © ISO 2002 – Tous droits réservés

5.2.2 Céramiques, métaux et alliages
Ces matériaux sont normalement moins complexes que les polymères et les matériaux d'origine biologique en
terme de nombre de composants chimiques.
5.2.3 Polymères
Ces matériaux ont normalement une composition chimique plus complexe que celle des matériaux définis en 5.2.1.
Un certain nombre d’additifs peut être présent et la complétude de la polymérisation peut varier.
5.2.4 Matériaux d'origine biologique
Ces matériaux ont par essence une composition complexe. Ils contiennent souvent des résidus de procédé, par
exemple des agents de réticulation et des agents antimicrobiens. Les matériaux d'origine biologique peuvent varier
d'un échantillon à l'autre.
Les méthodes de la présente partie de l'ISO 10993 n’ont pas été conçues pour tester des matériaux d'origine
biologique et peuvent donc être inappropriées. Par exemple les essais de la présente partie de l'ISO 10993 ne
prennent pas en considération la sensibilisation croisée.
5.3 Informations sur la composition chimique
5.3.1 Généralités
Des données qualitatives complètes sur les composants chimiques du matériau doivent être établies. Lorsque cela
s'avère pertinent pour la connaissance du risque biologique, les données quantitatives doivent également être
données. Si des données quantitatives ne sont pas obtenues, la justification doit être documentée et établie.
5.3.2 Sources de données existantes
Lorsque cela est possible, les informations relatives à la composition qualitative et quantitative doivent être
obtenues auprès du fournisseur du matériau d'origine.
Pour les polymères, cette étape requiert souvent l’accès à des informations confidentielles et il convient de prendre
des mesures appropriées pour le transfert et l'utilisation de telles informations.
Les informations qualitatives sur les additifs de fabrication supplémentaires (par exemple les produits de
démoulage) doivent également être obtenues auprès des membres appropriés de la chaîne de fabrication, incluant
les formateurs et les fabricants de composants.
En l’absence de toute donnée sur la composition, une étude documentaire est recommandée, afin d’établir la
nature probable du matériau de départ et de tout additif afin d’aider au choix des méthodes d’analyse les plus
appropriées pour le matériau concerné.
NOTE La composition des céramiques, des métaux et des alliages peut être conforme à la norme ISO ou ASTM
(American Society for Testing Materials) relative aux matériaux et/ou peut être spécifiée par l’utilisateur. Toutefois, afin d’obtenir
des détails complets sur la composition qualitative et quantitative, il peut être nécessaire de les demander au fournisseur ou au
fabricant du matériau de départ et également aux fabricants de composants afin de s’assurer que les intermédiaires de
fabrication soient également identifiés. S'ils sont accessibles, les fichiers sur le matériau détenus par les autorités
réglementaires représentent une autre source de données.
5.4 Caractérisation du matériau
Lorsque des détails sur la composition ne sont pas disponibles ou que seules des informations qualitatives sont
disponibles ou que l’on peut s’attendre à l’apparition de substances nouvelles ou inconnues lors du procédé de
fabrication, il peut être nécessaire d’entreprendre l’analyse du matériau.
Des méthodes d’analyse adaptées au matériau à examiner doivent être utilisées. Toutes les techniques
analytiques doivent être justifiées, validées et faire l’objet d’un rapport et, s’il n’est pas déjà connu, le pH du
matériau (solutions chimiques) doit, si possible être mesuré avant tout essai in vivo ou in vitro. Les analyses
chimiques (qualitatives et quantitatives) des extraits peuvent fournir des informations utiles. Dans ce contexte, il
convient d’insister sur le fait que les analyses chimiques de l’extrait peuvent fournir des résultats qui rendent les
essais d’irritation et de sensibilisation inutiles, car les informations sur le potentiel d’irritation et de sensibilisation
des composants présents dans la solution extrait peuvent être déjà disponibles.
6 Essais d’irritation
6.1 Essai d’irritation in vitro
Deux méthodes d'essai in vitro, l'essai de résistance électrique transcutanée du rat (TER) et l'essai EPISKIN ont
été validés internationalement comme des essais de remplacement aux essais sur la corrosivité des produits
chimiques sur la peau. Toutefois, il n’existe actuellement pas de méthodes validées permettant d’évaluer l’irritabilité
de la peau.
Des organisations nationales et internationales continuent de mettre au point et de valider des essais in vitro sur
l'irritabilité de la peau et, parallèlement à la recherche de méthodes alternatives, d'autres développements des
méthodes permettant de quantifier les réactions des animaux et de l’homme, afin de mieux définir les limites de
techniques non invasives. Voir C.1.
6.2 Facteurs à prendre en considération lors de la conception et du choix des essais in vivo
Il est possible de réaliser les essais d’irritation des dispositifs médicaux avec le produit fini et/ou des extraits de
celui-ci.
Les facteurs affectant les résultats des études d’irritation incluent:
a) la nature du dispositif utilisé dans l'essai sous système occlusif;
b) la dose du matériau d’essai;
c) la méthode d’application du matériau d’essai;
d) le niveau d’occlusion;
e) le site d’application;
f) la durée d’exposition et le nombre d’expositions;
g) les techniques utilisées pour évaluer l’essai.
Des informations complémentaires d’ordre général figurent dans l’annexe C.
Tandis qu’une souplesse accrue permet au chercheur d’améliorer la sensibilité de l’essai pour simuler les
conditions d’utilisation et d’exposition pour la population, l'uniformité des procédés opératoires contribue à la
reproductibilité des résultats des essais effectués avec des matériaux différents et réalisés par des laboratoires
différents.
Des dispositions ont été incluses dans les modes opératoires d’essai pour l’évaluation des dispositifs et des
matériaux dont l’exposition est répétée et/ou prolongée. L’étude doit être conçue de manière à exagérer le contact
prévu (temps et/ou concentration) en situation clinique. On doit en tenir compte lors de l’interprétation des résultats.
Si le pH de l’échantillon d’essai est inférieur ou égal à 2 ou supérieur ou égal à 11,5, le matériau en question doit
être déclaré irritant et des essais complémentaires sont superflus. Cependant, les résultats des expériences
suggèrent que l’acidité et l’alcalinité du matériau d’essai ne sont pas les seuls facteurs à prendre en considération
pour juger de la capacité d’un matériau à affecter gravement la santé. La concentration du matériau d’essai, la
durée de contact et de nombreuses autres caractéristiques physiques et chimiques sont également importantes.
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NOTE Pour les produits destinés à être utilisés en grandes quantités sur peau normale ou altérée, aucun risque sérieux
n’est généralement accepté; cependant, malgré leur tendance à irriter, un grand nombre de produits sont tout à fait
acceptables, en raison des avantages qui leur sont inhérents ou de l’activité biologique prévue.
6.3 Essai d’irritation cutanée chez l'Animal
6.3.1 Principe
On évalue, sur un modèle animal approprié, le risque potentiel d’irritation cutanée susceptible d'être présenté par
un matériau d’essai.
Le lapin est l’animal d’essai préféré.
6.3.2 Matériau d'essai
Si le matériau d’essai est un solide ou un liquide, il doit être préparé conformément à l’annexe A.
Afin de démontrer la sensibilité de l’essai, il est conseillé d’inclure, en complément du témoin négatif, un témoin
positif pour chaque animal. Comme il y a deux zones d’essai et deux zones témoins sur chaque animal, il est donc
possible d’appliquer au maximum deux matériaux d’essai avec les matériaux témoins, pour autant que l'on utilise
les mêmes excipients.
6.3.3 Les animaux et leur hébergement
On utiliserera des lapins albinos, adultes, sains et jeunes, des deux sexes et de même race pesant au moins 2 kg.
Les animaux doivent être acclimatés et soignés conformément à l’ISO 10993-2.
Dans les cas où l’irritation est prévisible, la réalisation d’un essai sur un seul animal doit être envisagée. Sauf si
une réaction positive bien définie a été observée [résultat supérieur à 2 soit pour l’érythème, soit pour l’œdème
(voir Tableau 1)], au moins deux animaux supplémentaires doivent être utilisés. Si aucune réaction n’est attendue,
il est possible de réaliser des essais initiaux avec trois animaux. Si, lors de l’essai avec au moins trois animaux, la
réaction est équivoque, des essais complémentaires doivent être envisagés.
6.3.4 Mode opératoire d’essai
6.3.4.1 Préparation des animaux
L’état de la peau est un facteur déterminant. Utiliser uniquement des animaux dont la peau est intacte et saine. La
fourrure est généralement tondue sur le dos des animaux 24 h à 4 h avant l’essai sur une distance suffisante des
deux côtés de l’épine dorsale pour permettre l’application et l’observation de toutes les zones d’essai (environ
10 cm ¥ 15 cm). La fourrure peut être tondue à nouveau afin de faciliter l’observation et/ou de prévoir des
expositions répétées. Il est possible d’utiliser un dépilatoire, si le technicien a reçu la formation adéquate et si le
procédé a été validé par le laboratoire d’essai. Si une exposition répétée est nécessaire, suivre le mode opératoire
décrit en 6.3.4.2, 6.3.4.3 ou en 6.3.4.4, sur une période maximale de 21 jours.
Légende
1 Extrémité crânienne 5 Site témoin
2 Site d’essai 6 Site d’essai
3 Site témoin 7 Extrémité caudale
4 Région dorsale tondue
Figure 1 — Positionnement des sites d'application cutanée
6.3.4.2 Application de poudre ou de liquide
Appliquer 0,5 g ou 0,5 ml du matériau d’essai directement sur chaque zone d’essai de la peau selon les indications
de la Figure 1. Pour les matériaux solides et hydrophobes, il n’est pas nécessaire d’humidifier l’article. Si le
matériau est une poudre, il convient qu’elle soit légèrement humidifiée avec de l’eau ou un autre solvant approprié
avant l’application (voir annexe A).
Couvrir les sites d'application à l’aide d’un pansement non occlusif de 2,5 cm ¥ 2,5 cm (par exemple un patch de
gaze absorbante) puis envelopper le site d’application d’un bandage (semi-occlusif ou occlusif) qui doit être
maintenu pendant au moins 4 h. À la fin de cette période de contact, enlever les pansements et repérer la position
des zones avec de l’encre indélébile. Éliminer les excédents du matériau d’essai par une méthode appropriée, telle
que lavage à l’eau tiède ou avec tout autre solvant approprié non irritant et sécher soigneusement.
6.3.4.3 Application d’extraits et d'excipients d’extraction
Appliquer l’extrait ou les extraits appropriés sur les patches de gaze absorbante de 2,5 cm × 2,5 cm. Utiliser un
volume suffisant pour saturer la gaze; généralement 0,5 ml par patch. Appliquer un patch de gaze sur chaque côté
de l’animal selon les indications de la Figure 1. Appliquer un patch de gaze témoin humidifié avec l'excipient
d'extraction comme indiqué sur la Figure 1.
Envelopper les sites d'application à l’aide d’un bandage (semi-occlusif ou occlusif) qui doit être maintenu pendant
au moins 4 h. À la fin de cette période de contact, enlever les pansements et repérer la position des zones avec de
l’encre indélébile. Éliminer les excédents du matériau d’essai par les moyens appropriés, tels que lavage à l’eau
tiède ou avec tout autre solvant approprié non irritant et sécher soigneusement.
6.3.4.4 Application d’un solide
Appliquer les échantillons du matériau d’essai directement sur chacun des côtés pour chacun des lapins selon les
indications de la Figure 1. De la même manière, appliquer les échantillons témoins sur chaque lapin. Lorsque des
solides (qui peuvent être pulvérisés, si nécessaire) sont soumis à essai, le matériau d’essai doit être suffisamment
humidifié avec de l’eau ou, suivant le cas, avec un autre solvant, pour assurer un bon contact avec la peau (voir
annexe A). En cas d’utilisation de solvants, l'effet propre du solvant vis-à-vis de l’irritation de la peau due au
matériau d’essai doit être pris en considération.
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Couvrir les sites d'application à l’aide de pansements non occlusifs de 2,5 cm × 2,5 cm (par exemple un patch de
gaze) puis envelopper les sites d'application d’un bandage (semi-occlusif ou occlusif) qui doit être maintenu
pendant au moins 4 h. À la fin de la période de contact, enlever les pansements et repérer la position des zones à
l’aide d’encre indélébile. Éliminer les résidus du matériau d’essai par une méthode appropriée, telle qu’un lavage à
l’eau tiède ou avec tout autre solvant approprié non irritant et sécher soigneusement.
6.3.5 Observation des animaux
6.3.5.1 Généralités
Pour visualiser les réactions de la peau, il est recommandé d’utiliser un éclairage naturel ou artificiel en spectre
continu. Décrire et classer les réactions d’érythème et d’œdème de la peau selon le système de classification
indiqué dans le Tableau 1 pour chaque site d’application et à chaque intervalle de temps et rappeler les résultats
dans le rapport d’essai.
NOTE Dans certains cas, il peut être utile de procéder à des explorations histologiques ou non invasives pour évaluer les
réactions de la peau.
6.3.5.2 Essais par application unique
Pour les essais comprenant une seule exposition, noter l’aspect de chaque site d’application à 1 h, 24 h, 48 h et
72 h après l'enlèvement des patches. La période d’observation peut être prolongée en cas de lésions persistantes,
afin de déterminer s’il s’agit de lésions réversibles ou irréversibles, mais elle ne doit pas dépasser 14 jours.
Tableau 1 — Système de classification des réactions de la peau
Réaction Score d'irritation
primaire
Érythème et formation d’escarre
Pas d’érythème 0
Érythème très léger (à peine perceptible) 1
Érythème bien défini 2
Érythème modéré 3
Érythème grave (couleur rouge betterave) à formation d’escarre 4
empêchant la gradation de l’érythème
Formation d’œdème
Pas d’œdème 0
Œdème très léger (à peine perceptible) 1
Œdème bien défini (bords de la zone bien délimités par un 2
gonflement net)
Œdème modéré (gonflement d’environ 1 mm) 3
Œdème grave (gonflement de plus de 1 mm débordant de la zone 4
d’exposition)
Résultat total possible pour l’irritation 8
Toute autre modification indésirable observée sur les zones de peau concernées doit être notée et
rapportée.
6.3.5.3 Essais d'exposition répétée
L’exposition répétée doit seulement être réalisée après l’achèvement d’un essai par application unique (après au
moins 72 h d’observation).
Pour l’exposition répétée, noter l’aspect du site d’application 1 h après avoir enlevé les patches et immédiatement
avant l'application suivante. Le nombre d’expositions peut varier.
Après la dernière exposition, noter l’aspect de chaque site d’application 1 h, 24 h, 48 h et 72 h après avoir enlevé
les patches. La période d’observation peut être prolongée en cas de lésions persistantes, afin de déterminer s’il
s’agit de lésions réversibles ou irréversibles, mais elle ne doit pas dépasser 14 jours.
6.3.6 Évaluation des résultats
En cas d’essais par application unique, déterminer l’Indice d’Irritation Primaire (IIP) de la manière suivante.
Pour les calculs, utiliser uniquement les observations faites après 24 h, 48 h et 72 h. Les observations faites avant
l’administration ou au-delà de 72 h pour surveiller la réparation ne sont pas utilisées pour cette détermination.
Pour chaque animal, faire la somme des résultats d’irritation primaire obtenus avec le matériau d’essai à la fois
pour l'érythème et l'œdème à chaque temps et diviser cette somme par le nombre total d’observations (dans ce
contexte, une observation inclut à la fois l'érythème et l'œdème sur chaque zone d'essai). Si un blanc ou le témoin
négatif est utilisé, calculer le résultat d’irritation primaire pour les témoins et soustraire ce résultat du résultat
obtenu pour le matériau d'essai, afin d'obtenir le résultat d'irritation primaire. Faire la somme des résultats obtenus
pour chacun des animaux et diviser le total par le nombre d’animaux. Cette valeur est l’Indice d’Irritation Primaire.
Pour l’exposition répétée, déterminer l’Indice d’Irritation Cumulé de la manière suivante.
Pour chaque animal, faire la somme des résultats d’irritation primaire à la fois pour l'érythème et l'œdème, à la fin
de chaque période spécifiée. Diviser le total obtenu par le nombre total d’observations pour obtenir le résultat
d’irritation par animal.
Faire la somme des résultats d’irritation de chacun des animaux et diviser par le nombre total d’animaux. La valeur
obtenue est l’Indice d’Irritation Cumulé.
L’Indice d’Irritation Cumulé est alors comparé aux catégories de réactions d'irritation définies dans le Tableau 2 et
la catégorie correspondante de réaction est enregistrée pour le rapport.
NOTE Les catégories d’Indices d’Irritation Cumulés ont pour base les informations associant l’Indice d’Irritation Primaire
(IIP) pour les produits chimiques chez les lapins à la réaction d’irritation primaire chez l’être humain pour un certain nombre de
produits chimiques qui ont été soumis à essai sur les deux espèces.
Pour toute réaction, déterminer le score d’irritation primaire maximale du Tableau 1 pour chaque animal, le délai
d’apparition de la réaction et le temps auquel la réaction maximale est observée.
L’Indice d’Irritation Primaire ou l’Indice d’Irritation Cumulé correspond à un nombre (score) et à une catégorie de
réaction tels que définis au Tableau 2. Dans le cas où différents extraits auraient été soumis à essai, celui qui
donne le IIP le plus élevé détermine la catégorie à prendre en compte.
Tableau 2 — Catégories de réactions d'irritation chez le lapin
Résultat moyen Catégorie de la réaction
0 à 0,4 Négligeable
0,5 à 1,9 Légère
2 à 4,9 Modérée
5 à 8 Grave
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6.3.7 Rapport d’essai
Le rapport d’essai doit comporter
a) une description du/des matériau(x) ou du dispositif soumis à essai,
b) l’utilisation/l’application à laquelle sont destinés le matériau ou le dispositif soumis à essai,
c) une description détaillée de la méthode utilisée pour préparer le matériau ou le dispositif soumis à essai,
d) une description des animaux d’essai,
e) la méthode d’application sur les zones d’essai et le type de matériau de bandage (semi-occlusif ou occlusif),
f) la manière dont les zones d’essai ont été marquées et les observations faites
g) un enregistrement des observations,
h) le nombre d'expositions et leurs intervalles lorsque des expositions répétées sont effectuées,
i) l’évaluation des résultats.
6.4 Essai d’irritation de la peau sur l’Homme
6.4.1 Introduction
La prédictivité du risque d'irritation cutanée encouru par l'être humain s'appuie essentiellement sur l’utilisation
d’animaux de laboratoire (voir annexe C). Il existe cependant des problèmes d’extrapolation des animaux à
l’homme. Pour les produits chimiques auxquels l’homme est très exposé (par exemple les produits cosmétiques et
les produits détergents) les évaluations du risque sont fréquemment réalisées en utilisant des essais épicutanés
sur la peau humaine.
Les études sur l’être humain peuvent répondre à plusieurs objectifs:
a) l’identification directe des risques encourus par l’être humain en procédant directement à l'essai de produits
chimiques sur l’être humain plutôt que sur les animaux de laboratoire;
b) l’évaluation du risque que représentent certains produits chimiques auxquels l’homme est très exposé;
c) la facilitation de l’extrapolation à l’homme de données obtenues précédemment par des études sur les
animaux de laboratoire.
La présente partie de l'ISO 10993 permet d’obtenir des données sur l’irritation de la peau directement chez l’être
humain afin d’identifier les risques. Son objectif est de déterminer si un matériau présente un risque d’irritation de
la peau important, suite à une exposition aiguë.
Des essais cliniques doivent être réalisés conformément à l'ISO 14155-1 et l'ISO 14155-2.
NOTE C.1 fournit de plus amples informations sur les essais d’irritation.
6.4.2 Considérations préliminaires
Des informations adaptées aux profils de toxicité du matériau et (s'il y lieu) de ses composants chimiques,
comprenant des données sur l’absorption percutanée, doivent être disponibles afin d'établir si l’étude ne présente
pas de risque important pour la santé.
Les matériaux ne doivent pas être soumis à essai sur l’être humain lorsque
a) ils se sont avérés irritants lors d’un essai prédictif in vitro ou in vivo,
b) ils se sont avérés corrosifs lors d’un essai prédictif in vitro ou in vivo,
c) un risque corrosif pour la peau de l’homme peut être prédit sur la base de relations structure/activité et/ou de
propriétés physico-chimiques comme une forte réserve acide ou alcaline,
d) ils présentent un risque de sensibilisation de la peau ou des voies respiratoires,
e) ils présentent un risque de toxicité aiguë dans des conditions d’essai, et/ou
f) ils présentent un risque génotoxique, un risque sur la reproduction ou un risque cancérigène.
Des lignes directrices supplémentaires sur la sélection de volontaires sont données en
...