Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
ISO 28820:2009 医疗器械 基于针头的注射系统
基于针头的医疗注射系统的基础术语、分类和通用安全要求详解
ISO 28820:2009 确立了基于针头的注射系统的基础术语、分类和通用安全要求。作为 ISO 28820 系列的基础文件，该标准定义了适用于后续所有部分的通用性能特点。
1. 基于针头的注射系统的范围和分类
ISO 28820 将基于针头的注射系统定义为包含容器（注射器筒、药筒或预填充注射器）、针头组件（针座、针管和保护帽）以及驱动机构（推杆、活塞或自动注射器）的医疗器械组合。该标准涵盖单次使用和可重复使用的装置，适用于皮下、肌肉、皮内和静脉给药途径，包括疫苗、胰岛素、麻醉剂和生物制剂的给药。
标准根据多个参数对注射系统进行分类：给药机制（手动、弹簧辅助或动力驱动）、针头配置（固定针头、鲁尔锁定或回缩式）、容器类型（预填充注射器、自行灌装药筒或用于冻干药物的双室注射器）以及预期使用环境（临床、家庭护理或紧急现场使用）。每个分类维度都会驱动生物相容性、剂量精度、无菌保持和目标患者群体易用性方面的具体设计要求。
设计基于针头的注射系统的工程师必须特别注意”手动”和”动力驱动”装置之间的分类界限。弹簧辅助自动注射器虽然储存弹簧能量用于针头插入，但依赖手动推杆力进行药物输送——这种中间类别需要根据 ISO 28820 和适用的风险管理标准 ISO 14971 进行额外的安全分析。
| 分类参数 | 类别 | 关键设计影响 |
|---|---|---|
| 给药机制 | 手动、弹簧辅助、动力驱动 | 力曲线、速度控制、触发安全 |
| 针头配置 | 固定式、鲁尔锁定、回缩式、护套式 | 锐器伤防护、连接可靠性 |
| 容器类型 | 预填充注射器、药筒、双室注射器 | 药物稳定性、复溶机制、保质期 |
| 预期使用者 | 医疗专业人员、患者自行注射 | 人体工学、培训需求、使用错误缓解 |
| 剂量范围 | 固定剂量、可调剂量、多剂量 | 剂量设定机制、精度验证 |
2. 通用安全要求和性能标准
ISO 28820 建立了适用于所有类型针头注射系统的强制性安全要求。最基本的要求是剂量精度：对于 ≥ 1 mL 的剂量，输送容量必须在标示剂量的 ±5 % 以内；对于 < 1 mL 的剂量，必须在 ±10 % 以内，且覆盖全部操作条件范围——包括极端温度、方向变化和使用者施力变化。这需要精心设计推杆-筒体密封界面、排气功能和行程终点检测机制。
生物相容性要求遵循 ISO 10993 系列标准：所有接触患者的材料——包括注射器筒体、推杆活塞、针管和任何润滑剂——必须至少进行细胞毒性、致敏和刺激试验。对于长期接触血液或组织的器械，还需要进行急性全身毒性、亚急性毒性和血液相容性试验。标准还要求对接触药物的表面进行可萃取物和浸出物研究，因为容器与药物制剂的相互作用可能影响药物稳定性和患者安全。
精心设计的推杆活塞配方对剂量精度和生物相容性都至关重要。采用含氟聚合物覆膜涂层的溴化丁基橡胶活塞在低可萃取物、稳定的滑动力和可靠的密封完整性之间提供了良好的平衡。在选择活塞材料时，务必在加速老化条件下（40 °C / 75 % RH，6 个月，依据 ASTM F1980）与目标药物制剂进行功能相容性研究。
| 要求项目 | 验收标准 | 测试方法 | 参考标准 |
|---|---|---|---|
| 剂量精度 (≥ 1 mL) | 标示容量的 ±5 % | 重量法测量 | ISO 7886-1 |
| 剂量精度 (< 1 mL) | 标示容量的 ±10 % | 重量法测量 | ISO 7886-1 |
| 推杆滑动力 | 动态 ≤ 15 N，启动力 ≤ 30 N | 力-位移测试 | ISO 7886-1 |
| 针头锋利度 | 穿刺力 ≤ 0.5 N（26G） | 穿刺力测试 | ISO 7864 |
| 无菌屏障完整性 | 真空测试后无泄漏 | 染色液侵入/气泡测试 | ISO 11607-1 |
| 死腔体积 | 按设计目标最小化 | 水置换法 | — |
3. 设计验证与人为因素工程
ISO 28820 要求制造商通过模拟使用测试、临床评估和人为因素工程研究相结合的方式进行设计验证。模拟使用测试必须覆盖预期使用场景的全部范围：准备（灌装或安装针头）、排气、剂量设定（对于可调剂量装置）、注射给药和废弃处置。每个步骤都必须评估使用错误，特别是可能导致剂量不足、过量给药、针刺伤或污染的错误。
按照 IEC 62366 进行的人为因素验证是患者自用装置的关键要求。标准期望制造商与代表性使用者（包括老年患者、手部灵活性降低者和视力障碍者）进行形成性可用性研究，识别使用相关危害并实施设计缓解措施。总结性验证研究必须证明关键任务能够由预期使用人群安全有效地完成，且不存在不可接受的使用错误。
针刺伤预防是 ISO 28820 下最关键的设计考量之一。对于临床用途的器械，被动式安全机制（作为注射序列的一部分自动启动）被强烈推荐优先于主动式安全机制（需要使用者单独操作）。WHO 最近的研究表明，被动式安全工程注射器可将针刺伤减少 85 %，而主动式安全装置仅减少 45 %。
常见问题解答
Q1: ISO 28820 与 ISO 7886（一次性使用无菌注射器）的关系是什么？
ISO 7886 规定了单个无菌注射器的要求，是 ISO 28820 中引用的关键标准。ISO 28820 采用更广泛的系统级方法，涵盖完整的注射装置，包括容器、针头、驱动机构和任何安全功能；而 ISO 7886 主要关注注射器筒体和推杆。
Q2: ISO 28820 是否涵盖自动注射器和笔式注射器？
是的，该标准的范围涵盖所有使用针头给药且无论驱动机制如何的注射系统。只要自动注射器、笔式注射器和可穿戴注射器使用针头进行药物输送，就属于 ISO 28820 的范围。无针注射器被明确排除在外，由 ISO 28823 覆盖。
Q3: 有效期测试有什么要求？
标准要求进行实时老化和加速老化研究以确定器械的有效期。对于无菌器械，无菌屏障完整性必须在整个声称的有效期内保持。功能参数——滑动力、剂量精度、针头锋利度和密封完整性——必须在有效期结束时进行验证。
Q4: 润滑剂如何处理？
硅油（通常是聚二甲基硅氧烷）是注射器筒和活塞上最常用的润滑剂。ISO 28820 要求润滑剂符合 ISO 10993 的生物相容性要求，其用量和分布必须受控并可验证，且不得干扰药物制剂。替代性干式涂层技术（如等离子沉积 PTFE 类涂层）正在获得认可，因为它们消除了与硅油相关的颗粒和浸出物问题。
