Evaluación biológica de productos sanitarios - Pruebas de hemocompatibilidad – Activación del sistema del complemento (UNE-EN ISO 10993: 4: Parte 4-Selección de los ensayos para las interacciones con sangre) y ASTM F1984-99 (Standard Practice for Testing for Whole Complement Activation in Serum by Solid Materials)

La activación del sistema del complemento es una de las pruebas de hemocompabilidad indicadas por la norma UNE-EN ISO 10993-4: Evaluuación biológica de productos sanitarios. Parte4: Selección de los ensayospara las intteracciones con la sangre.

En esta norma, se citan:

        • Equipo de almacenamiento y administración sanguínea, productos para la recogida de sangre, productos para la recogida de sangre, equipos de extensión.
        • Catéteres colocados durante más de 24 h (por ejemplo, endoscopios intravasculares, ultrasonido intravascular, sistemas de láser, catéteres de perfusión coronaria retrógrada.
        • Conservadores celulares.
        • Productos para absorción de sustancias específicas de la
        • Equipo para donación y aféresis terapéutica y sistemas de separación de corpúsculos sanguíneos.
        • Equipo de hemodiálisis/hemofiltración.
        • Filtro de retención de leucocitos.
        • Anillos de anuloplastia, válvulas cardíacas mecánicas.
        • Bombas de balón intraórtico, corazones artificiales totales, productos para asistencia intraventricular.
        • Productos para embolización.
        • Injertos endovasculares.
        • Desfibriladores y cardiovertores implantables
        • Conductores de marcapasos.
        • Injertos y parches protésicos (sintéticos), incluyendo derivaciones arteriovenosas.
        • Endoprótesis vasculares ("stens").
        • Válvulas cardíacas de tejido.
        • Injertos y parches vasculares de tejido, incluyendo deri vaciones arteriovenosas
        • Filtros de vena cava.

El sistema del complemento es un sistema biológico de interacción de varias proteínas que van activándose secuencialmente tras la activación de unos componentes (factores) iniciales. Existen tres vías de activación posibles, cada una con la activación de unos componentes (factores) iniciales diferentes. Las tres vías de activación se conocen como: 1) vía clásica de activación; 2) Vía alterna de activación, antes denominada vía de la properdina; y 3) Vía de las lectinas o de las manosas.

En la clásica de activación existe una interacción de un anticuerpo específico con su antígeno. Esta interacción conduce a unos cambios en la región Fc de la molécula de anticuerpos que fija a los tres subcomponente distintos (C1q, C1r y C1s) del componente (factor) C1 del sistema del complemento. Tras esta fijación aparece una actividad enzimática (C1 esterasa), que actúa sobre los componentes C4 y C2, escindiéndolos. De los fragmentos generados (C4a, C4b, C2a y C2b), los fragmentos C4b y C2a se unen entre sí y generan la denominada convertasa del factor C3 (C3 convertasa), que escinde al factor C3, generando los fragmentos C3a y C3b. Este último, C3b, se fija a la secuencia anterior y genera la convertasa del factor C5, que escinde al factor C5 en C5a y C5b, de los que el primero queda libre, mientras que C5b, activa secuencialmente C6, C7, C8 y C9. La activación de toda la cadena de factores, provoca la actividad propia del sistema del complemento cuyo fin último es degradar a las membranas sobre las que se haya producido la activación. No obstante a lo largo de la activación van generándose fragmentos que tienen actividad biológica por sí mismos, como es el incremento de la permeabilidad vascular, la atracción de células inflamatorias, la opsonización de moléculas extrañas que facilita la fagocitosis, la activación de factores de la coagulación, etc., Esta vía clásica de activación no la consideramos de interés para los estudios de hemocompatibilidad, porque requiere la presencia de anticuerpos específicos.

La vía de activación alterna del sistema del complemento (antes denominada vía de la properdina), sin embargo, no requiere la presencia de anticuerpos específicos, y se activa cuando algunas moléculas son capaces de perpetuar la activación que ocurre espontáneamente del factor C3. Ello hace que se active la secuencia de factores de la cascada de activación del sistema del complemento sin la participación de C1, ni de C4, ni de C2. En esta vía participa el fragmento C3b, generado espontáneamente por escisión de C3, y un factor B, que se uniría al anterior (C3bB), activándose para dar lugar a C3bBb. Este dímero es muy inestable y para convertirse en la convertasa de C5 de la vía alterna, requiere que se estabilice. La estabilización se observó primero con la properdina (C3bBbP), y por ello a esta vía de activación se le denominó vía de la properdina. Posteriormente se han encontrado otras moléculas que pueden realizar el mismo efecto. Esta vía tiene interés en el caso de las pruebas de hemocompatibilidad porque podría darse el caso de que algunos componentes de dispositivos médicos pudiesen perpetuar la activación de C3, generando las respuestas de incremento de permeabilidad vascular, de atracción de células inflamatorias y de activación de la coagulación sanguínea.

La vía de las lectinas, o de la manosa, comienza la activación, también sin necesidad de la presencia de anticuerpos, ni de la participación de C1, sino que comienza con la activación de C4 y de C2, por compuestos que como la manosa, fucosa, glucosamina, que se unen a una proteína denominada proteína fijadora de manosa (serinproteasa asociada a manosa), que una vez activada al unirse a determinadas moléculas, puede llevar a cabo la escisión de C4 y de C2 dando lugar a la convertasa de C3, que inicia la activación de C3, y posteriormente la escisión de C5, como hemos comentado previamente, activando el resto de la cascada de activación del sistema del complemento, igual que ocurría con la vía clásica. Esta vía también puede participar en la activación del sistema del complemento generada por componentes de dispositivos médicos.

Pruebas para poder determinar la activación del sistema del complemento.

  • La actividad global del sistema del complemento puede determinarse mediante el cálculo de la dosis hemolítica 50% (CH50). Esta prueba determina la cantidad completa de sistema del complemento presente en una muestra de plasma. Lógicamente, si el sistema se ha activado tras la exposición a algún producto (dispositivo médico) la dosis hemolítica 50% disminuirá, respecto a la que se encuentre en los controles respectivos, no expuestos al producto (dispositivo médico). Un descenso de CH50 es un indicador de consumo del complemento total. El método clásico utilizado para determinar la dosis hemolítica (CH50) resulta útil con suero humano, bovino, porcino y de conejo.
  • Cuantificar cada uno de los factores presentes, o de los fragmentos de escisión que se hayan podido generar: C3a, C5a, Bb, iC3b, C4d, C5b-9. Niveles elevados de cualquiera de estos componentes del complemento indica la activación del sistema del complemento, con la liberación correspondiente de los factores de escisión citados. La medición de los productos de escisión del complemento tiene el inconveniente de la especificidad según la especie y de precisar niveles basales altos cuando la medición se efectúa después del ensayo in vitro.

Pruebas realizadas en IVAMI

  • Determinación de la capacidad de un dispositivo médico de activar el sistema del complemento mediante el cálculo de dosis hemolítica 50% (CH50), tanto en plasma expuesto al dispositivo evaluado, como a sus respectivos controles. El método se realiza de acuerdo con la  norma ASTM F1984-99 (Standard Practice for Testing for Whole Complement Activation in Serum by Solid Materials). Este método está recomendado para detectar las propiedades activadoras de materiales sólidos utilizados en la fabricación de dispositivos médicos que puedan tomar contacto con sangre.

Cantidad de muestra necesaria para las pruebas

El volumen de líquido de extraído preparado con el producto sanitario (dispositivo médico) sometido a ensayo, para realizar las pruebas es de 15 mL.

Para calcular la cantidad de muestra necesaria para preparar ese volumen de extraído, siguiendo las directrices de la norma UNE-EN ISO 10993, se requieren las siguientes cantidades del producto sanitario:

  • Dispositivos médicos con superficies planas (guantes, láminas, tejido, etc.): 
      • Superficie de un grosor < 0,5 mm, 6 cm2/mL.
      • Superficie de un grosor entre 0,5-1 mm: 3 cm2/mL.
      • Superficie de un grosor > 1 mm: 1,25 cm2/mL.
  • Dispositivos sólidos de forma irregular: 0,2 gramos/mL.
  • Dispositivos porosos irregulares: 0,1 gramos/mL.

Multiplique el tamaño de la superficie o el peso indicado, según corresponda, por el número total de mililitros indicado, y sabrá la cantidad en cm2 o gramos necesarios para el ensayo. 

Coste de la prueba

Consultar a ivami@ivami.com.