日本動物実験代替法学会第36回大会

千葉⼤学
2023年11⽉[シンポジウム4]
医療機器分野における動物実験代替法の開発状況と今後の展望

医療機器の再構築ヒト表⽪モデルを利⽤した刺激性試験動物実験代替法の国内外の現状
国立医薬品食品衛生研究所 医療機器部
加藤 玲子

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筆頭発表者のCOI開示
筆頭発表者氏名：加藤 玲子

な し＊本講演の内容は規制当局等の正式見解ではありません

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本⽇の講演内容•

医療機器の刺激性評価の変遷•

医療機器の刺激性試験のガイダンス
Ø ISO 10993−23
Ø 薬生機審発0106第1号通知•

RhEモデルを用いたin vitro皮膚刺激性試験
Ø 国際RRSØ 国内RRS（Catch–up validation study)

•

今後の動向
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本⽇の講演内容•

医療機器の刺激性評価の変遷•

医療機器の刺激性試験のガイダンス
Ø ISO 10993−23
Ø 薬生機審発0106第1号通知•

RhEモデルを用いたin vitro皮膚刺激性試験
Ø 国際RRSØ 国内RRS（Catch–up validation study)•今後の動向4医療機器の刺激性試験
in vivo 試験

皮膚一次刺激性試験

皮内反応試験

刺激性物質が角質層を通過し浸透することを発端とした一連の現象の結果である紅斑や浮腫の程度として皮膚刺激性を評価する試験である。

試験試料が生体内組織に接触する場合の皮膚組織傷害を紅斑や浮腫の程度として評価する試験である。

再構築ヒト表皮（RhE）モデルを利用した in vitro 刺激性試験法を開発

in vitro 試験

RhEモデル：ヒト正常皮膚と類似構造<出典> J-TECホームページ

OECD TG 439 と医療機器用試験プロトコルとの相違点
OECD TG 439

医療機器用試験プロトコル
抽出液の調製

RhEの前培養

被験物質の暴露 

RhEの前培養18〜24時間
医療機器の抽出液中に含有される刺激性物質は低濃度であると考えられることから暴露時間が延長された。

洗浄

モデル表面が空気暴露の状態であるため、極性及び非極性溶媒ともに適用できることから、医療機器の抽出液（例：生理食塩液、ゴマ油）用いた試験にも適用可能である。

後培養細胞生存率の測定例） 6 cm2の試験試料に対して1 mLの生理食塩液及びゴマ油にて37℃, 72時間抽出する。

被験物質の暴露15〜60分

抽出はISO10993-12に従う。

洗浄細胞生存率の測定

5本⽇の講演内容•

医療機器の刺激性評価の変遷•

医療機器の刺激性試験のガイダンス
Ø ISO 10993−23
Ø 薬生機審発0106第1号通知•

RhEモデルを用いたin vitro皮膚刺激性試験
Ø 国際RRSØ 国内RRS（Catch –up validation study)

•

今後の動向
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医療機器の刺激性試験のガイダンス
10993-23 (Tests for irritation)
医療機器の刺激性を評価できるin vitro試験は存在していなかった。

刺激性試験に関しては・皮膚一次刺激性試験
・皮内反応試験・眼刺激性試験などのin vivo試験が収載されている

2016年にISO/TC 194/WG 8 で医療機器の抽出液におけるin vitro 皮膚刺激性試験のRRSが実施され、その有用性が示された。当該RRSで検証されたRhEモデルは、EpiDermとSkinEthicの２モデルのみである。(Toxicol. In Vitro 50 (2018) 439–449.)
討 議 を 重 ね 、 2021 年1 月に 10993-23 はIS となった。当該文書に、 RRSで性能検証されていないRhEモデルについては、医療機器の抽出液を用いた多施設（3施設以上）による検証が必要との旨が記載されている。
今回、LabCyte EPI-MODEL24 の性能検証のための国内RRSを実施した。

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医療機器の刺激性試験のガイダンス
薬生機審発0106第1号通知（国内ガイダンス）

第 5 部 刺激性試験
3.1 in vitro 皮膚刺激性試験(再構築ヒト表皮試験法)

令和5年1月1日からは当該ガイダンスに従って、皮膚接触や埋植される医療機器の刺激性試験の場合は、まず in vitro 試験の実施を考える方が望ましいこととなった。
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本⽇の講演内容•

医療機器の刺激性評価の変遷•

医療機器の刺激性試験のガイダンス
Ø ISO 10993−23
Ø 薬生機審発0106第1号通知•

RhEモデルを用いたin vitro皮膚刺激性試験
Ø 国際RRSØ 国内RRS（Catch–up validation study)•今後の動向
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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
国際Round Robin Study (RRS)・ 2016年4月より開始
・ 18施設が参加（日、韓、米、独、仏、伊、蘭、スエーデン、スロバキアの医療機器メーカ、111111111111111111111111111111医薬品開発業務受託機関、大学、 政府研究機関等）
EpiDermTM (MatTek社): 16施設（含国立衛研）
SkinEthicTM RHE (EPISKIN社): 8施設

・ 7種類の被験物質について刺激性を評価
・ 参加施設からのデータを統計解析後、各RhEモデルの性能を評価
・ 2017年10月にRRSの結果をToxicology in Vitroへ投稿
Round Robin study to evaluate the Reconstructed Human Epidermis (RhE) model as in vitro skinirritation test for detection of irritant activity in medical device extracts. Toxicol. In Vitro 50 (2018)
439–449.

・ 2017年10月開催のTC194総会にて新規提案規格 ISO 10993-23へin vitro 皮膚刺激性試験を収載するための討議を開始
・ 2021年1月にISO 10993-23が発行
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国際RRS：EpiDermでの検証結果
生食
RRS

生存率が50%以下の場合刺激性有と判定

ゴマ油

100% SiliconeNININIPolyurethane E80A

NININI

PVC + 4%Genapol

III

Silicone + 15% SDS

INII

Silicone + 25%Heptanoic Acid

NIII

Y-1PVC nagative control

NINI

NI

Y-4PVC-Genapol X-080

II

I

I: 刺激性、NI: 非刺激性

De Jong WH, et al.
Toxicol. In Vitro 50 (2018) 439–449.より一部抜粋

HAを除く試験試料においては、参加施設のほとんどで期待される刺激性・非刺激性と一致する結果が得られた。

国際RRS：SkinEthicでの検証結果
生食

EpiDermと同様に、HAを除く試
験試料においては、参加施設のほとんどで期待される刺激性・非刺激性と一致する結果が得られた。これら２つのRhEモデルにおいて当該試験の有用性が示された。
aゴマ油ISO 10993-23にin vitro試験法として収載されることになった。

De Jong WH, et al.
Toxicol. In Vitro 50 (2018) 439–449.より一部抜粋

RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
ISO 10993-23 Biological evaluation of medical devices— Part 23: Tests for irritation （一部抜粋）
6.3 Materials
6.3.1 Reconstructed human epidermis models — Product description
Both models have been validated by EURL ECVAM for determining skin irritation ofchemicals and are included in OECD 439 and EU Guideline B.46. These models
were validated with neat industrial chemicals for the purpose of classification andlabelling. The other described and recognized models included in OECD 439, can beused for medical device skin irritation if validated for testing medical device extracts
for skin and tissue irritation. The validation of a new RhE based method similar to areference method is called catch-up validation.
The validation for a new RhE model listed in the OECD 439 for in vitro skinirritation must demonstrate equal performances in terms of predictive capabilities
and within- and between- laboratory variability to those of the initial round robinstudy. The inter-laboratory study (minimum three laboratories) must be carriedout blind with three runs (three production batches of the RhE model) on a set ofirritant and non-irritant materials equivalent to that of the original round robin study.

LabCyte EPI-MODEL24は、TG439に収載されているが、3施設以上での検証は行われていないことからCatch-up validation studyを実施する運びとなった。

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LabCyte EPI-MODEL24の性能検証

Cell Viability (%)

国立衛研 医療機器部で先のRRSと同一の試験試料を使用して検証した結果
Saline
SO

125
100**

75**

5025** **0NC

VCPC

100%
siliconePU** ****

PVC+ 4%
Genapol

Silicone+ 15%SDS**Silicone+ 25%
HAY-1**Y-4（Toxicol. In Vitro 68 (2020) 104919 より一部抜粋）

HAを除く試験試料においては、RRSの結果と同様に期待される刺激性・非刺激性と一致する結果が得られた。
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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
国内RRS (Catch-up validation study)
Phase I（技術移転試験）
RRSの立案：2020年3月
参加施設：16施設（CRO:12施設、医療機器メーカ：4施設）
実施期間：2021年1月下旬~2021年4月上旬
試験試料：下記の2種類
１：生食及びゴマ油抽出液においていずれも非刺激性と判定される材料
２：生食及びゴマ油抽出液においていずれも刺激性と判定される材料
上記に加え、陰性対照((D)PBS) 、陽性対照(1% SDS)及び溶媒対照(生食及びゴマ油)を同時に試験する。
1施設における試験回数：1回
1試験試料を適用するRhEモデルウェル数：3ウェル
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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
国内RRS (Catch-up study)
140

細胞生存率（％）

120
10080605040

両溶媒で非刺激性

B-2

B-1

A-2

A-1Vehicle(Sesame oil)

Vehicle(Saline)1% SDS(saline)

0DPBS

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両溶媒で刺激性

すべての参加施設でそれぞれの試験試料に対し、期待される判定結果を得ることができたことから、抽出操作も含め、一連の流れは習得できたと考えられた。
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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
国内RRS (Catch-up validation study)
Phase II（再現性確認試験）
JaCVAMの協力承認：2022年5月
参加施設：16施設（CRO:12施設、医療機器メーカ：4施設）
実施期間：2022年8月下旬~2023年2月上旬
試験試料：下記の4種類
１：生食及びゴマ油抽出液においていずれも非刺激性と判定される材料
２：生食抽出液においてのみ刺激性と判定される材料
３：ゴマ油抽出液においてのみ刺激性と判定される材料４：生食及びゴマ油抽出液においていずれも刺激性と判定される材料
上記に加え、陰性対照((D)PBS) 、陽性対照(1% SDS)及び溶媒対照(生食及びゴマ油)を同時に試験する。
1施設における試験回数：3回
1試験試料を適用するRhEモデルウェル数：3ウェル

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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
LabCyte EPI-MODEL24 ラウンドロビン研究管理チームメンバー
氏名

役割と専門分野

所属

実行委員長

ラウンドロビン研究管理チーム
実行委員長

国立医薬品食品衛生研究所
医療機器部

試験開発者及びスポンサー

株式会社ジャパン・ティッシュエ
ンジニアリング

加藤 玲子
リードラボ

畠中 内子
三竹 博道

国立医薬品食品衛生研究所
日本動物実験代替法評価センター（JaCVAM）

小島 肇

刺激性試験専門家

足利 太可雄

記録管理者

国立医薬品食品衛生研究所
JaCVAM

寒水 孝司

生物統計家

東京理科大学 工学部
情報工学科

宮島 敦子

試験試料管理者

国立医薬品食品衛生研究所
医療機器部

山本 栄一

スポンサー

国立医薬品食品衛生研究所
医療機器部

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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験

本試験結果
論文執筆中のため非公開

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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
国内RRS (Catch-up validation study)
医療機器の抽出液を用いた刺激性試験においてLabCyte EPI-MODEL24はEpiDermやSkinEthicと遜色のない性能を有することを示す結果が得られた。

LabCyte EPI-MODEL24は、刺激活性を検出するための頑健なモデルであり、医療機器抽出液中の刺激物質の同定に利用可能であることが示された。
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RhE モデルを利用した in vitro 皮膚刺激性試験
国内RRS (Catch-up validation study)
当該研究結果を、2023年10月末に開催されたISO/TC 194/WG 8の会議で発表し、ISO 10993-23にLabCyte EPI-MODEL24 を収載することを提案した。

次回のISO 10993-23改訂（2026年予定）より前にAmendment（追補）を作成し、そちらに掲載する予定。

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謝辞（敬称略）
国⽴医薬品⾷品衛⽣研究所 医療機器部
宮島敦⼦、藤巻 ⽇出夫、⾥⾒理⼦、辻脇直美、野村祐介、岡本悠佑、⻑⾕川 千恵、蓜島由⼆、⼭本栄⼀
株式会社ジャパン・ティッシュエンジニアリング
加藤雅⼀、三⽵博道、畠中内⼦
⽇本動物実験代替法評価センター
⼩島 肇、⾜利 太可雄
東京理科⼤学寒⽔孝司
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謝辞（敬称略）
Phase I, Phase II 参加施設（五⼗⾳順）

協⼒施設

・ 株式会社安評センター
・ SBカワスミ株式会社
・ 株式会社LSIM安全科学研究所
・ オリンパス株式会社
・ ⼀般財団法⼈化学物質評価研究機構
・ 株式会社化合物安全性研究所
・ 株式会社鎌倉テクノサイエンス・ シミックファーマサイエンス株式会社
・ ⼀般財団法⼈⾷品薬品安全センター秦野研究所
・ テルモ株式会社・ ⽇精バイリス株式会社
・ ニプロ株式会社
・ ⼀般財団法⼈⽇本⾷品分析センター
・ 株式会社⽇本バイオリサーチセンター・ 株式会社ボゾリサーチセンター・ 株式会社薬物安全性試験センター

・ 富⼠フイルム株式会社

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終わりにご清聴ありがとうございました

国立医薬品食品衛生研究所 医療機器部
加藤 玲子
r-kato@nihs.go.jp

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