Biokompatibilität orthopädischer Hilfsmittel im Licht der MDR: Anforderungen, Prüfstrategien und Bewertung elastanbasierter Produkte
Orthopädische Hilfsmittel wie Bandagen, Kompressionsstrümpfe und Orthesen unterliegen der europäischen Medizinprodukteverordnung (MDR). Die Biokompatibilität dieser Medizinprodukte muss gemäß der Normenreihe DIN EN ISO 10993 bewertet werden. Dieser Artikel beleuchtet die regulatorischen Anforderungen, das Risikobewertungsverfahren und spezifische Herausforderungen bei elastanbasierten Produkten. Im Fokus steht eine modifizierte Prüfmethode nach Wiegand et al., die eine praxisnahe Bewertung ermöglicht – besonders für Produkte mit Hautkontakt.

Einleitung
Orthopädische Hilfsmittel unterstehen als regulierte Medizinprodukte der europäischen Medizinprodukteverordnung (MDR, Verordnung (EU) 2017/745) [1]. Selbst bei Einordnung in Klasse I sind Risikobewertungen und Biokompatibilitätsprüfungen verpflichtend. Die Normenreihe DIN EN ISO 10993 [2–8] liefert dafür die methodische Grundlage. Besonders bei elastanbasierten Produkten ergeben sich in der Bewertung spezifische Herausforderungen, denen dieser Beitrag anhand aktueller Methoden und regulatorischer Anforderungen nachgeht.
Regulatorische Einordnung orthopädischer Hilfsmittel
Die Klassifizierung eines medizinischen Hilfsmittels nach MDR basiert auf verschiedenen Kriterien wie dem Verwendungszweck, der Dauer der Anwendung und dem Risiko für den Patienten. Eingeteilt wird nach MDR in drei (bzw. vier) Klassen. Klasse-I-Produkte haben ein geringes Risiko. Viele medizinische Hilfsmittel wie Orthesen, Bandagen oder Kompressionsstrümpfe fallen in diese Kategorie. Klasse-IIa-Produkte bergen ein mittleres Risiko. Orthesen, die eine gewisse Unterstützung oder Stabilität bieten, wie z. B. bestimmte Gelenkorthesen, werden häufig als Klasse-IIa-Produkte eingeordnet. Medizinprodukte der Risikoklasse IIb bergen laut Definition ein mittleres bis hohes Risiko. Komplexere Orthesen oder auch (Zahn-)Implantate können hier eingeordnet werden. Klasse-III-Produkte bergen laut Definition das höchste Risiko und erfordern eine umfassende Prüfung. Prothesen, die implantierbare Komponenten enthalten, oder Orthesen, die für kritische Anwendungen bestimmt sind, könnten in diese Klasse fallen.
Für Hersteller von Orthesen, Bandagen oder Kompressionsstrümpfen ist es in jedem Falle unumgänglich, gemäß MDR eine Bewertung ihres Produktes vorzunehmen, welche auch eine Risikobewertung umfasst. Die Prüfung individualisierbarer Medizinprodukte ist in der Verordnung (EU) 2017/745 über Medizinprodukte (MDR) geregelt [1]. Bei CE-gekennzeichneten Serienprodukten liegt die Verpflichtung zur Durchführung der Risikobewertung und Konformitätsbewertung gemäß Artikel 10 MDR beim Hersteller. Wird ein solches Produkt lediglich patientenspezifisch angepasst – beispielsweise in Bezug auf Größe oder Passform –, ohne seine ursprüngliche Zweckbestimmung oder sicherheitsrelevanten Eigenschaften zu verändern, verbleibt die Verantwortung für die Produktsicherheit beim Hersteller. Wird ein CE-gekennzeichnetes Medizinprodukt über seine ursprüngliche Zweckbestimmung hinaus funktionell oder strukturell verändert, so übernimmt der Anpassende die Herstellerverantwortung. In solchen Fällen sind sämtliche Anforderungen der MDR zu erfüllen, einschließlich Risikomanagement, technischer Dokumentation und – bei Produkten höherer Risikoklassen – gegebenenfalls Einbindung einer benannten Stelle.
Handelt es sich hingegen um eine Sonderanfertigung im Sinne von Artikel 2 Absatz 3 MDR – also ein individuell für einen bestimmten Patienten auf ärztliche Veranlassung gefertigtes Produkt ohne CE-Kennzeichnung – so wird der Anfertigende (z. B. ein Orthopädietechniker) zum Hersteller im regulatorischen Sinne. In diesem Fall obliegt ihm die Durchführung einer Risikobewertung gemäß DIN EN ISO 14971 [9] sowie die Erstellung einer Sonderanfertigungs-Erklärung nach Anhang XIII MDR [1]. Die Risikobewertung umfasst unter anderem die Analyse von Materialeigenschaften, Funktionalität und Passform sowie gegebenenfalls eine Bewertung der biologischen Sicherheit nach der Normenreihe DIN EN ISO 10993, insbesondere bei längerer oder direkter Haut- oder Gewebekontaktzeit.
Grundlagen der Risikobewertung und Biokompatibilität
Die Risikobewertung für Medizinprodukte folgt in der Regel den Vorgaben der DIN EN ISO 14971. In dieser wird auf die Normenreihe DIN EN ISO 10993 Bezug genommen, welche die Biokompatibilität von Medizinprodukten und die Bewertung insbesondere im Hinblick auf biologische Risiken behandelt.
Die Biokompatibilitätsbewertung von Medizinprodukten erfolgt in mehreren Schritten und dient der Feststellung, ob ein Medizinprodukt sicher und verträglich ist, wenn es mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommt. Obwohl Medizinprodukte der Klasse I in der Regel als solche mit geringem Risiko eingestuft werden, müssen auch sie gemäß der EU-Verordnung 2017/745 (MDR) die Anforderungen an die Biokompatibilität erfüllen.
In vielen Fällen kann eine Biokompatibilitätsbewertung auf der Grundlage von Literatur und bereits erhobenen Daten zu den verwendeten Materialien durchgeführt werden. Wurden die im Medizinprodukt verwendeten Materialien bereits in der Vergangenheit geprüft und bewertet, können diese Ergebnisse als Grundlage für die Bewertung herangezogen werden. Ist eine Biokompatibilitätsbewertung anhand vorliegender Daten nicht ausreichend möglich, ist es notwendig, diese nach den Richtlinien der Reihe DIN EN ISO 10993 durchzuführen.
Die allgemeinen Anforderungen und Prüfmethoden zur Bewertung der Biokompatibilität von Medizinprodukten sind dabei in der DIN EN ISO 10993–1 beschrieben. Sie bildet die Grundlage für die Sicherheitsbewertung von Medizinprodukten, die mit dem menschlichen Körper in Kontakt kommen, und definiert einen systematischen Ansatz zur Durchführung von Biokompatibilitätsprüfungen. Gemäß ISO 10993–1 sind für die Biokompatibilitätsbewertung verschiedene Prüfmethoden zu verwenden, die je nach Klassifizierung des Medizinprodukts „in vitro“- (im Labor) oder „in vivo“-Tests (an lebenden Tieren) umfassen können.
Generell ist eine chemische Charakterisierung nach DIN EN ISO 10993–18 die Basis für die toxikologische Bewertung. Dabei wird ein Screening auf herauslösbare chemische Substanzen durchgeführt. Mittels chromatographischer Methoden wie GC-MS oder LC-MS werden die gefundenen Substanzen identifiziert und quantifiziert. Anhand eines toxikologischen Grenzwertes wird die Relevanz der gefunden Substanzen bestimmt (beschrieben in DIN EN ISO 10993–17). Auf Basis der toxikologischen Bewertung der chemischen Charakterisierung wird entschieden, ob biologische Prüfungen erforderlich sind.
Für ein Medizinprodukt der Klasse I wird in der Regel die In-vitro-Zytotoxizitätsprüfung nach DIN EN ISO 10993–5 herangezogen (Abb. 1). Diese Methode ist schnell und kostengünstig und kann einen ersten Überblick über die zellschädigenden Eigenschaften des Medizinprodukts geben. Außerdem können In-vivo-Prüfungen nach DIN EN 10993–10 bzw. anerkannte In-vitro-Ersatzmethoden sowie Prüfungen auf Irritation nach DIN EN 10993–23 notwendig werden.
In der genannten In-vitro-Prüfung auf Zytotoxizität zeigen sich jedoch häufig Produkte mit einem hohen Elastananteil wie elastische Orthesen, Bandagen oder Kompressionsstrümpfe als problematisch. Um dennoch eine Bewertung der genannten Produkte nach DIN EN ISO 10993–5 zu ermöglichen, wurde die normative Standardprüfung von Wiegand et al. modifiziert [10]. Das Prüfmuster wird nach DIN EN ISO 10993–12 extrahiert, wobei eine saure Schweißlösung zum Einsatz kommt, da Schweiß auf intakter Haut die relevanteste Flüssigkeit ist. Nach einer Inkubation auf kultivierten Hautzellen wird sowohl die Wachstumshemmung der Zellen als auch deren LDH(Lactatdehydrogenase)-Aktivität im Vergleich zu einer Kontrolle bestimmt.
Spezialisierte Dienstleister bieten umfassende Prüf- und Bewertungsleistungen im Bereich Medizinprodukte gemäß der Verordnung (EU) 2017/745 (MDR) sowie nach den einschlägigen internationalen Normen, insbesondere der Reihe DIN EN ISO 10993 zur biologischen Beurteilung. Die Dienstleistungen umfassen alle Phasen der Produktentwicklung – von der Materialprüfung über die Bewertung der biologischen Sicherheit bis hin zur technischen Dokumentation im Rahmen der Produktzulassung.
Fazit
Orthopädische Medizinprodukte müssen auch bei niedriger Risikoklassifizierung die Anforderungen der MDR erfüllen. Die Normenreihe DIN EN ISO 10993 stellt ein differenziertes Prüf- und Bewertungsschema zur biologischen Sicherheit bereit. Für elastanbasierte Produkte bietet das Verfahren von Wiegand et al. [10] eine anerkannte Methode zur In-vitro-Biokompatibilitätsprüfung.
Begutachteter Beitrag/reviewed paper
Die Autorin:
Dr. Marina Handel
Project Manager
Hohenstein Laboratories GmbH & Co. KG
Schlosssteige 1
74357 Boennigheim
m.handel@hohenstein.com
www.hohenstein-medical.com
Handel M. Biokompatibilität orthopädischer Hilfsmittel im Licht der MDR: Anforderungen, Prüfstrategien und Bewertung elastanbasierter Produkte. Orthopädie Technik, 2025; 76 (10): 54–56
Quellenverzeichnis
[1] Verordnung (EU) 2017/745 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 5. April 2017 über Medizinprodukte (Medical Device Regulation – MDR), ABl. L 117 vom 05.05.2017, 1–175
[2] DIN EN ISO 10993–1:2020–10 – Bewertung und Prüfung im Rahmen eines Risikomanagementsystems
[3] DIN EN ISO 10993–5:2009–10 – Prüfungen auf in-vitro-Zytotoxizität
[4] DIN EN ISO 10993–10:2021–10 – Prüfungen auf Irritation und Hautsensibilisierung
[5] DIN EN ISO 10993–12:2021–03 – Probenvorbereitung und Referenzstoffe
[6] DIN EN ISO 10993–17:2021–05 – Ableitung zulässiger Aufnahmegrenzwerte (Tolerable Intake – TI)
[7] DIN EN ISO 10993–18:2021–03 – Chemische Charakterisierung von Materialien
[8] DIN EN ISO 10993–23:2021–01 – Prüfungen auf Irritation in vitro
[9] DIN EN ISO 14971 – Anwendung des Risikomanagements auf Medizinprodukte
[10] Wiegand C et al. Optimized protocol for the biocompatibility testing of compression stockings and similar products with close skin contact in vitro. The Journal of The Textile Institute, 2017; 109 (7): 891–902. doi: 10.1080/00405000.2017.1383640
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