Focus sur l’AET et la TSL

Parmi les modifications apportées par la version 2023 de la norme ISO 10993-17 (Evaluation biologique des dispositifs médicaux – appréciation du risque toxicologique des constituants des dispositifs médicaux)^[1], on retrouve l’introduction d’une nouvelle notion, la TSL (Toxicological Screening Limit ou Limite de Dépistage Toxicologique).

La norme définit la TSL comme la « dose d’exposition cumulée, sur une période donnée, à un constituant identifié qui ne causera pas d’atteinte à la santé significative ». C’est un seuil crucial pour évaluer les risques liés à l’exposition potentielle des patients à des substances toxiques. Le concept du TSL est déjà appliqué dans divers contextes pour guider les analyses de laboratoire dans le cadre de la surveillance de la santé publique et de l’évaluation des risques environnementaux. Désormais applicable dans l’évaluation toxicologique des dispositifs médicaux, cette limite de dépistage toxicologique ne remplace toutefois pas l’AET (Analytical Evaluation Threshold ou Seuil d’Evaluation Toxicologique) mais peut être utilisée en supplément. 

Mais alors, qu’est-ce que la TSL ? Comment s’utilise-t-elle ? Et quelle est la différence avec l’AET ? 

L’AET (Analytical Evaluation Threshold)

Défini par la norme ISO 10993-18 :2020 (Annexe E), l’AET est un seuil analytique, aux fins d’évaluation toxicologique lié aux substances extractibles et relargables, au-dessous duquel la substance détectée est considérée en quantité insuffisante pour induire un potentiel toxique lors de l’utilisation clinique. Ce seuil permet d’indiquer si la méthode d’analyse est capable de produire des réponses analytiques, de manière suffisamment fiable et précise en termes d’identification et quantification de substances, incluant les substances potentiellement génotoxiques ou cancérogènes. 

Pour cela, il faut s’assurer que l’AET est bien supérieur à la LOD (Limit Of Detection ou Limite De Détection) et LOQ (Limit Of Quantification ou Limite De Quantification) pour chaque méthode d’analyse. Le calcul de l’AET est donc une étape importante, devant être réalisée en amont du lancement des analyses, en lien avec le laboratoire d’analyses. Il est à noter que l’AET ne s’applique pas aux éléments inorganiques et anions.

L’AET est un seuil fondé sur la concentration, il est dérivé du DBT (Dose Based Threshold ou Seuil Fondé sur la Dose) et prend en compte l’utilisation du dispositif médical et de ses conditions d’extraction par le laboratoire. Il se calcule de la manière suivante :

Avec : 

• DBT : exprimé en µg/jour (aussi appelé TTC^[2], ou SCT^[3]),
• A : est le nombre ou la quantité (cm², g ou ml) de dispositifs utilisés pour générer l’extrait,
• B : est le volume de solvant utilisé pour générer l’extrait, en mL,
• C : est l’exposition clinique du dispositif, soit le nombre de dispositifs ou la quantité (cm², g ou ml) auquel un patient peut être exposé par jour dans des conditions d’utilisation clinique normales,
• D : est le facteur de concentration,
• UF : est le facteur d’incertitude de la méthode analytique, défini par le laboratoire (selon l’Amendement 1 de l’ISO 10993-18 :2020).

Les seuils de préoccupation toxicologiques ou TTC sont des valeurs seuils d’exposition, en dessous desquelles les risques appréciables pour la santé humaine sont très faibles (y compris les risques carcinogènes). Le choix du TTC pour le calcul de l’AET est réalisé selon l’ISO/TS 21726, en fonction de la durée de contact du dispositif avec le corps du patient. 

La valeur d’AET est étroitement liée au ratio d’extraction (A/B), correspondant au nombre ou quantité de dispositifs extraits (A) divisé par le volume de solvant d’extraction (B). La norme ISO 10993-12 définit des ratios d’extraction standards à appliquer aux essais chimiques et biologiques. Ces ratios doivent être appliqués dès que possible. Cependant, dans le cas de caractérisations chimiques, ils sont indicatifs et doivent être adaptés afin de suivre les recommandations suivantes de l’ISO 10993-18 pour les extractions par immersion :

• La valeur d’AET doit être supérieure aux limites de détection et de quantification des méthodes analytiques, et
• Le dispositif doit être totalement immergé dans le solvant.

Pour remplir la première condition, la réduction du volume de solvant (B) au minimum est parfois nécessaire. En effet, il s’agit du seul facteur, avec le facteur de concentration (D), sur lequel le laboratoire peut intervenir afin d’augmenter une valeur d’AET parfois trop faible pour obtenir des résultats suffisamment fiables et précis. Cependant, afin de remplir également la deuxième condition, ce volume doit être suffisamment important pour permettre une immersion complète du dispositif dans le solvant. Par conséquent, lors de la définition des ratios d’extraction, l’objectif est de trouver le bon équilibre pour immerger totalement le dispositif tout en utilisant un volume minimal de solvant. Pour ce faire, plusieurs stratégies peuvent être mises en place, en accord avec le laboratoire, et ce avant le lancement de l’étude. Cela peut passer par exemple par une augmentation de la concentration de l’extrait non-polaire, ou l’ajout de billes de verre dans les solvants non-aqueux, selon les capacités du laboratoire.

Dans les cas spécifiques des extractions par remplissage des dispositifs (souvent quand seule la partie interne du dispositif est en contact avec le patient, pour une tubulure ou une seringue d’injection par exemple) a difficulté réside dans la mise en contact de l’ensemble des surfaces concernées avec le solvant d’extraction. Une fois encore, le volume d’extraction doit être suffisamment élevé afin de permettre cette mise en contact, mais suffisamment réduit afin d’obtenir une valeur d’AET supérieure aux limites de détection et de quantification des méthodes. Des méthodes de circulation de solvant dans le dispositif peuvent être appliquées, selon les capacités du laboratoire.

La TSL (Toxicological Screening Limit)

La TSL est un seuil toxicologique à appliquer pour établir si la quantité totale (TQ pour Total Quantity ou Quantité Totale) d’un constituant identifié (en µg), est trop faible pour entraîner un risque de génotoxicité, de cancer, de toxicité systémique ou de toxicité pour la reproduction ou le développement, par voie orale ou parentérale uniquement.

Ainsi, pour un dispositif ayant une durée de contact long terme (> 30 jours) avec le patient, deux valeurs de TSL sont à appliquer : 

• Une TSL de 600 µg : toutes les substances relarguées en concentration > à 600 µg sont considérées comme pouvant induire un risque à long terme,
• Une TSL de 120 µg : toutes les substances relarguées en concentration > à 120 µg sont considérées comme pouvant induire un risque à court ou moyen terme.

De ce fait, dans ce cas de dispositif en contact long terme, si une substance est détectée à une concentration comprise entre 120 et 600 µg, seules les MoS (Margin of Safety ou Marges de Sécurité) pour une exposition subchronique ou chronique devront être calculées. Les risques de toxicité systémique, génotoxicité, carcinogénicité et toxicité pour la reproduction lors de l’exposition aigüe et subaigüe sont considérés comme étant faibles.

A noter que la TSL ne s’applique pas : 

• Aux risques locaux ;
• Aux dispositifs à usage unique dont l’exposition répétée conduit à une exposition long terme (>30 jours) ;
• Aux substances de la cohorte préoccupante, pour lesquels les valeurs TTC ne sont pas protectrices, comme décrit dans la norme ISO/TS 21726:2019 ;
• Aux composés non identifiés par la caractérisation chimique, c’est-à-dire dont l’identité chimique est inconnue ou incomplète ;
• Aux composés inorganiques et anioniques ;
• Aux composés volatils provenant des chemins de gaz utilisés dans un dispositif médical (pour ceux-ci, des seuils TTC spécifiques sont indiqués dans l’ISO 18562-1) ;
• Aux dispositifs destinés aux prématurés et aux très jeunes enfants de moins de 6 mois.

Pour résumer, voici un arbre décisionnel de l’utilisation de ces deux seuils :

Le groupe Efor vous accompagne dans vos analyses toxicologiques, la rédaction de vos TRA (Toxicological Risk Assessments ou Rapport d’Analyses Toxicologiques) et dans la mise en application de la version 2023 de l’ISO 10993-17, grâce à une équipe d’experts en biocompatibilité et experts toxicologues. L’expertise de notre équipe est constamment actualisée grâce à une veille de l’état de l’art, des nouvelles approches et des évolutions des normes.

Les équipes de la direction technique se tiennent à votre disposition pour vos projets, et sont joignables directement sur onedt@efor-group.com.

^[1] Voir notre article technique sur le sujet ici

^[2] TTC : Threshold of Toxicological Concern ou Seuil de Préoccupation Toxicologique

^[3] SCT : Safety Concern Threshold ou Seuil de Préoccupation de Sécurité