TCSBM 0022-2022 可降解镁基金属骨植入部位的降解、成骨与组织反应的评价方法

ICS11.040.40CCSC35T/CSBM团体标准T/CSBM0022—2022可降解镁基金属骨植入部位的降解、成骨与组织反应的评价方法Evaluationmethodofdegradation,osteogenesisandtissueresponseofdegradableMg-basedmetalatimplantsite2022-04-12发布2022-10-01实施中国生物材料学会发布T/CSBM0022—2022I目次前言.................................................................................II1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语和定义.........................................................................14缩略语.............................................................................25试验设计...........................................................................2概述...........................................................................2样品的制备.....................................................................2实验动物和植入部位.............................................................2试验周期.......................................................................36试验方法...........................................................................3手术过程.......................................................................3术后临床观察...................................................................3动物处死.......................................................................4大体观察.......................................................................4取材及组织病理切片制备.........................................................4影像学检查.....................................................................47结果评价...........................................................................4降解与成骨性能.................................................................4局部组织学反应.................................................................6影像学分析.....................................................................68试验报告...........................................................................6参考文献..............................................................................8T/CSBM0022—2022II前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国生物材料学会提出。本文件由中国生物材料学会团体标准化技术委员会归口。本文件起草单位：上海交通大学医学院附属第九人民医院、北京大学口腔医学院。本文件主要起草人：孙皎、刘昕、韩建民、陆华、郭传瑸、隋佰延、俞懿强、邱天成。本文件首次发布。T/CSBM0022—20221可降解镁基金属骨植入部位的降解、成骨与组织反应的评价方法1范围本文件规定了可降解镁基金属植入骨组织后，对材料植入部位的降解性能、成骨性能及组织反应进行定性和定量评价的试验方法。本文件适用于可降解镁基金属骨植入物植入部位的降解、成骨与组织反应的评价，不适用于全身毒性反应的评价，本文件不考虑机械或功能负荷对其的影响。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T16886.2医疗器械生物学评价第2部分：动物福利要求GB/T16886.6-2015医疗器械生物学评价第6部分：植入后局部反应试验GB/T16886.15医疗器械生物学评价第15部分：金属与合金降解产物的定性与定量3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。可降解镁基金属骨植入物degradableMg-basedboneimplant以纯镁或镁合金为主要成分的用于骨植入或骨修复的一类可降解金属植入物。骨生成osteogenesis骨组织的生成。降解degradation物理地、代谢地和/或化学地分解材料或物质。降解产物degradationproduct由原始材料化学裂解而产生的任何颗粒或化学物质。植入物初始量initialmaterialvolume，IMV植入物植入前的横截面总面积。植入物剩余量residualmaterialvolume，RMV植入物在组织内残留的横截面总面积。T/CSBM0022—20222新骨生成量newboneformationvolume，NBFV植入物横截面总面积内所形成的新骨总面积。注：新骨指新生的骨组织。4缩略语下列缩略语适用于本文件。EDTA：乙二胺四乙酸（EthyleneDiamineTetraaceticAcid）V-G：范吉逊氏染剂（Van-GiesonsStain）Micro-CT：微型计算机断层扫描（Micro-ComputerTomography）DR：植入物降解率（DegradationRate）RNBF：新骨生成率（RateOfNewBoneFormation）5试验设计概述本方法系将医用可降解镁基金属骨植入物植入到试验动物骨组织内一定时间后，在试验的不同时间点，通过影像学和组织学检查，结合图像定量分析，对可降解镁基金属骨植入物的降解性能、成骨能力及植入后局部组织反应进行评价。注：在进行体内降解试验前宜先按照GB/T16886.15的要求对植入物进行定性与定量分析。样品的制备5.2.1试验样品5.2.1.1试验样品的物理特性（如形状、表面粗糙度等）可影响材料的降解性能。5.2.1.2每一个试验样品都应经过与最终产品相同的制造、处理、清洁、灭菌及包装过程。5.2.1.3样品制备和灭菌后，应特别注意在植入前或植入过程中不使其受到擦伤、损坏或任何污染。5.2.2参照样品可考虑选择已上市的与目前尚无公认的、适用于可降解镁基金属对照的材料，或与待选可降解镁基金属预期用途一致的、已经被临床所接受的同类材料以评价植入后局部的组织学反应程度，比较材料的降解速率和新骨生成率。5.2.3样品形状植入样品可加工成圆柱形、螺钉状或刻有螺纹。5.2.4样品尺寸根据所选用动物及其骨组织的大小来决定植入样品的尺寸。注：原则上应参考GB/T16886.6-2015的规定，推荐兔胫骨或股骨部位植入，选用直径为2mm，高为6mm的圆柱体。实验动物和植入部位5.3.1实验动物T/CSBM0022—202235.3.1.1应按照GB/T16886.2和实验动物的国家法规要求选择实验动物并进行饲养，实验动物应自由获取食物和水。5.3.1.2骨内植入试验所需时间较长，一般首选新西兰兔，体重不小于2.5kg，雌兔应无孕。5.3.1.3应选择足够数量的动物以保证每种检查（脱钙和不脱钙）的每一试验周期至少能获得10个试验样品和10个参照样品的标本数。5.3.2植入部位5.3.2.1推荐参照GB/T16886.6-2015规定选择兔的胫骨或股骨部位作为植入部位，也可以考虑模拟临床使用部位或其他适宜的部位。注：模拟临床使用部位或其他适宜的部位须满足7.1.2分析要求。5.3.2.2试验样品与参照样品（若有）应以相同条件分别植入到同一动物的两侧相同解剖部位。选择植入部位时，应确保植入手术不会造成试验部位病理性骨折，对年幼动物应避免将植入物植入到骺区或其他未发育成熟的骨内。试验周期5.4.1试验周期的确定应根据试验样品的预期用途和降解性能而定。体内动物试验前应事先评估试验样品的降解时间，降解时间可通过体外降解试验或特定环境下的数学模型来推算。原则上试验周期应至少（但不限于）设置3个观察时期，一般应长于试验样品降解和被吸收的时间，或试验周期应能使相应的组织反应达到一个稳定状态。通常应至少（但不限于）设置以下3个时间点：a)没有或仅有极少量降解；b)降解过程，推荐包括植入物剩余量约为50%时的时间点；c)组织反应处于稳定状态或植入物几乎完全降解。5.4.2植入物的降解率及周围组织结构的改变随时间而变化。对于预期在12周内几乎完全降解的材料，建议选择1周、4周、12周为观察期。5.4.3对于预期超过12周完全降解或达到降解稳态的材料，可参考上述原则，依据植入物的降解特性酌情选择试验周期。6试验方法手术过程6.1.1在麻醉和无菌条件下，按常规外科手术要求进行如下手术过程：a)于股骨外侧或胫骨内侧部位备皮、消毒、铺巾；b)切开皮肤，分离皮下组织，沿肌肉间隙暴露骨皮质；c)用低转速间歇地钻孔，同时用生理盐水冲洗降温。对于胫骨或股骨部位，一侧钻2个孔，最多3个孔，深度与植入物的长度接近，孔径为2mm，两孔间距不小于10mm；d)清除骨屑；e)将样品轻轻按压植入，使样品表面平于或略低于骨皮质表面，螺纹状植入体旋入孔内；f)逐层缝合肌肉、筋膜和皮肤。6.1.2参照样品与对侧同法操作。术后临床观察6.2.1植入后2周内应每天观察植入部位的皮肤反应情况，有无出血、红肿、气肿和植入物排出等异常现象。T/CSBM0022—202246.2.2在试验期内定期观察动物的健康状况，记录任何异常发现，包括局部反应及异常行为。6.2.3记录死亡的动物数并及时进行尸检，垂死动物及时隔离并处死。动物处死观察期结束时用过量麻醉剂无痛处死动物。大体观察6.4.1目视或用低倍放大镜观察植入部位组织，记录观察到的组织反应的特性和程度，包括血肿，水肿，纤维包裹和/或任何大体发现。记录可观察到的植入物状态，包括表面形态、位置、完整性和残留情况等。