USP Class VI

Definition und Einordnung (USP-NF ⟨88⟩, „Biological Reactivity Tests, In Vivo“)

USP Class VI bezeichnet eine Bioreaktivitäts-Einstufung für Kunststoffe und Elastomere nach dem US-Arzneibuch (USP, United States Pharmacopeia) im Kapitel USP-NF ⟨88⟩. Gemeint ist ein materialbezogenes Screening: Es prüft, ob ein Werkstoff in definierten In-vivo-Tests (Tierversuch) keine unzulässigen akuten schädlichen Reaktionen auslöst. Damit beantwortet die Einstufung vor allem die Frage, ob ein Material kurzfristig biologisch auffällig reagiert, wenn es unter festgelegten Bedingungen extrahiert oder implantiert wird.

Für die Dichtungstechnik ist USP Class VI häufig relevant, wenn Dichtungen, Membranen oder Schläuche in pharmazeutischen oder bioprozessnahen Medien eingesetzt werden und der Werkstoffkontakt mit Produkt oder Reinigungsmedien eine Rolle spielt. Die Einstufung ersetzt jedoch keine anwendungsbezogene Sicherheitsbewertung eines konkreten Bauteils, weil Einsatzdauer, Kontaktart, Prozesschemie und Betriebsbedingungen nicht vollständig abgebildet werden.

Was bedeutet „USP“ und wofür steht „Class VI“?

USP ist ein Standardwerk, das Anforderungen und Prüfmethoden für Arzneimittel, Hilfsstoffe und bestimmte Materialien beschreibt. Class VI ist innerhalb von USP ⟨88⟩ ein Pass/Fail-Prüfrahmen: Ein Material gilt als Class VI, wenn es die vorgesehenen drei Teilprüfungen ohne unzulässige akute Reaktionen besteht. In der Praxis wird Class VI oft als Qualitätsmerkmal zitiert, doch die Aussage ist immer an den konkreten Prüfaufbau gebunden, besonders an Extraktionsbedingungen und Temperatur.

Prüfaufbau nach USP ⟨88⟩: drei Teilprüfungen und was sie bewerten

USP ⟨88⟩ kombiniert Extraktprüfungen (bewerten herauslösbare Stoffe) mit einem Implantationstest (bewertet die Gewebereaktion auf das Material selbst). Die Tests zielen auf akute systemische Effekte, lokale Reizungen und lokale Gewebereaktionen. Damit entsteht ein pragmatisches Bild der kurzfristigen biologischen Reaktivität eines Werkstoffs, das in vielen Beschaffungsspezifikationen für Dichtungswerkstoffe verwendet wird.

Systemic Injection Test (akute systemische Toxizität)

Systemisch bedeutet, dass der ganze Organismus reagieren kann. In diesem Test werden Materialextrakte verabreicht, um akute toxische Effekte zu erkennen. Für Dichtungswerkstoffe ist das eine wichtige Perspektive, weil nicht nur das Polymer selbst relevant ist, sondern auch Zusatzstoffe oder Abbauprodukte, die unter Prüfbedingungen in das Extraktionsmedium übergehen können.

Intracutaneous Test (lokale Reizung)

Intrakutan (auch intradermal) heißt, dass in die Haut injiziert wird. Auch hier werden Extrakte eingesetzt. Bewertet wird die lokale Reizwirkung an der Injektionsstelle. Praktisch übersetzt prüft der Test, ob herauslösbare Stoffe eine kurzfristige lokale Entzündungs- oder Reizreaktion auslösen können.

Implantation Test (Gewebereaktion auf das Material)

Beim Implantationstest wird das Material selbst in Gewebe eingebracht und anschließend die Gewebereaktion beurteilt. Dieser Teil ist für die Einordnung wichtig, weil er direkten Kontakt und nicht nur Extrakte betrachtet. Für Dichtungen bedeutet das dennoch keine Aussage über Abriebpartikel im Betrieb oder über Langzeiteffekte, weil der Test auf definierte Bedingungen und Beobachtungszeiträume ausgelegt ist.

Extraktion und Extraktionstemperatur: warum „…-50°/…-121°“ Teil der Angabe ist

Ein Extrakt entsteht, wenn ein Material in einer Flüssigkeit ausgelaugt wird. Dabei können extrahierbare Stoffe (z. B. Additive, Restmonomere oder niedermolekulare Bestandteile) in das Medium übergehen. Diese Extrakte werden dann im Systemic Injection Test und im Intracutaneous Test geprüft. Die Extraktion ist deshalb zentral, weil biologische Reaktionen häufig durch gelöste Stoffe ausgelöst werden und nicht durch den reinen Polymergrundkörper.

Die Extraktionstemperatur beeinflusst die Menge und Art der gelösten Stoffe. Höhere Temperaturen erhöhen oft die Mobilität und Löslichkeit und können dadurch mehr Substanzen in den Extrakt bringen. Deshalb wird die USP-Class-VI-Angabe in der Praxis häufig mit einer Temperatur verknüpft, etwa als Class VI-50° oder Class VI-121°. Ohne diese Angabe bleibt unklar, wie streng die Extraktion war und wie gut die Prüfung zum realen Prozess passt.

Was ist ein „Extrakt“ und warum wird extrahiert?

Extrakte sind die Prüfmatrix, wenn man herauslösbare Stoffe bewerten will. Für Dichtungen ist das naheliegend, weil Formulierungen oft Weichmacher, Füllstoffe, Vernetzer, Prozesshilfen oder Stabilisatoren enthalten, die unter bestimmten Bedingungen in Kontaktmedien übergehen können. Die Extraktion bildet diesen Mechanismus kontrolliert nach und macht ihn im Test messbar.

Warum die Extraktionstemperatur die Klassifizierung mitbestimmt

Die Temperatur ist ein kritischer Prüfparameter, weil sie die Belastung des Materials im Test mitbestimmt. Eine Einstufung bei 121 °C kann unter Umständen mehr potenziell herauslösbare Stoffe erfassen als bei 50 °C. Für die Spezifikation in der Dichtungstechnik ist deshalb entscheidend, welche Temperatur genannt ist und ob sie zum Prozess passt, etwa zu SIP/CIP-Schritten (Sterilisation/Reinigung) oder zu realen Betriebstemperaturen.

Aussagekraft für Dichtungstechnik und Abgrenzungen (Hydraulik/Pneumatik, USP ⟨87⟩, ISO 10993, Spezifikation)

In der Dichtungstechnik wird USP Class VI vor allem dort gefordert, wo der Werkstoffkontakt zu sensiblen Medien dokumentiert werden muss, etwa in Pharmaprozessen oder Laboranwendungen. In Hydraulik und Pneumatik spielt die Einstufung dagegen meist eine untergeordnete Rolle, weil dort funktionale Kennwerte wie Druckverformungsrest, Extrusionsbeständigkeit, Reibung, Verschleiß und Medienbeständigkeit im Vordergrund stehen. Auch in pharmazeutischen Anwendungen bleiben diese funktionalen Eigenschaften entscheidend, sie werden durch USP ⟨88⟩ aber nicht beschrieben.

Was USP Class VI abdeckt und was nicht

USP Class VI bewertet kurzfristige biologische Reaktivität unter definierten Prüfbedingungen. Das deckt eine wichtige, aber begrenzte Risikoklasse ab. Für Dichtungen ist es sinnvoll, die Aussage sauber zu begrenzen, damit Anforderungen nicht überinterpretiert werden.

Abgedeckt (Kernaussage):

• akute biologische Reaktivität über Extrakte (systemisch und lokal)
• lokale Gewebereaktion bei Materialimplantation

Nicht abgedeckt (separat zu klären):

• Langzeittoxizität, Sensibilisierung und viele chronische Effekte
• anwendungsbezogene Produktsicherheit für eine konkrete Kontaktart und Kontaktzeit
• Dichtungsfunktion und Betriebsfestigkeit (Druck, Temperaturwechsel, Extrusion)
• tribologische Effekte wie Abrieb und Partikelbildung
• chemische Beständigkeit in realen Medien und Reinigungschemikalien

USP ⟨87⟩ vs. USP ⟨88⟩ und wann ISO 10993 sinnvoll ist

USP ⟨87⟩ beschreibt In-vitro-Tests (Zelltests), USP ⟨88⟩ In-vivo-Tests (Tiermodell) zur biologischen Reaktivität. Welche Norm sinnvoll ist, hängt davon ab, wofür der Werkstoff oder das Bauteil eingesetzt wird und wie lange sowie in welcher Art Kontakt besteht.

ISO 10993 ist besonders relevant, wenn eine anwendungs- und kontaktbezogene biologische Bewertung gefordert ist, wie sie im Medizinprodukteumfeld üblich ist. Dort werden Kontaktart (z. B. Haut, Blut, Gewebe) und Kontaktdauer systematisch in die Prüfstrategie einbezogen. In der Dichtungstechnik kann ISO 10993 deshalb je nach Einsatzfall ergänzend oder vorrangig sein, während USP Class VI eher als materialbezogener Nachweis im pharmazeutischen Umfeld genutzt wird.

Wie eine belastbare Spezifikation formuliert wird

Eine brauchbare Spezifikation muss so formuliert sein, dass sie prüfbar ist und den Prüfrahmen eindeutig festlegt. In der Praxis hilft eine kompakte, aber vollständige Anforderung, die mindestens Folgendes nennt: das referenzierte USP-Kapitel, die Class-VI-Einstufung, die Extraktionsbedingungen (inklusive Temperatur) und den Nachweis über einen Prüfbericht.

Als Formulierung wird häufig sinngemäß gefordert: Erfüllung von USP-NF ⟨88⟩ Class VI einschließlich Systemic Injection, Intracutaneous und Implantation Test, jeweils mit dokumentierten Extraktionsbedingungen und Temperatur. Gerade bei sicherheitskritischen Anwendungen kann es sinnvoll sein, die Spezifikation durch anwendungsnahe Prüfungen und eine fachliche Bewertung ergänzen zu lassen.