TCSBM 0034-2023 溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃原料

团体标准T/CSBM0034—2023溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃原料Sol-gelderivedborosilicatebioactiveglassesrawmaterials2023-04-24发布2023-10-01实施中国生物材料学会发布学兔兔—2023I目次前言.................................................................................II引言................................................................................III1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语和定义.........................................................................14缩略语.............................................................................15技术要求...........................................................................26试验方法...........................................................................37标志、包装、运输、贮存、质量保证期.................................................4附录A（规范性）生物活性玻璃体外矿化测试方法.........................................5参考文献..............................................................................8学兔兔—2023II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：同济大学、中国科学院深圳先进技术研究院、大博医疗科技股份有限公司、深圳市中科海世御生物科技有限公司。本文件主要起草人：王德平、潘浩波、崔旭、曾达。学兔兔—2023III引言溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃具有比表面积高、化学反应活性高的特点，因此具有广泛的生物医用前景。但溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃的规模化生产，却因国内外尚未建立成熟或规范的技术标准而受到制约。因此本标准规定了基于溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃的技术要求、性能试验方法、标志、包装、运输和贮存等详细要求，以期扎实地推动溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃基骨修复材料作为医疗器械产业化的重要领域得到更好、更快的发展。学兔兔—20231溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃原料1范围本文件规定了溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃原料的技术要求、试验方法、标志、包装、运输、贮存、质量保证期本文件适用于采用溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃原料。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/T6040红外光谱分析方法通则GB/T9740化学试剂蒸发残渣测定通用方法GB/T19587气体吸附BET法测定固态物质比表面积JY/T0584扫描电子显微镜分析方法通则中华人民共和国药典（2020年版四部）（国家药监局国家卫生健康委2020年第78号）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。溶胶-凝胶法硼硅酸盐生物活性玻璃sol-gelderivedborosilicatebioactiveglasses；SGBSG以无机物或金属醇盐作为前驱体，通过溶胶-凝胶工艺制备的一类具有良好生物相容性和生物活性的无机非晶态硼硅酸盐基生物医用材料。体外羟基磷灰石形成能力apatite-formationabilityinvitro材料在体外矿化液中溶出的钙、磷等无机离子在没有生物调控的情况下通过化学反应在材料表面形成难溶性磷酸盐的过程。体外矿化mineralizationinvitro材料在体外矿化液中溶出的钙、磷等无机离子在没有生物调控的情况下通过化学反应在材料表面形成难溶性盐的过程。体外矿化液invitromineralizationsolution人为配置用于检测生物材料体外矿化性能的缓冲溶液。4缩略语下列缩略语适用于本文件。学兔兔—20232FTIR：傅里叶变换红外（FourierTransformInfrared）HCA：碳酸化羟基磷灰石（carbonate-substitutedHA）JCPDS：粉末衍射标准联合委员会（JointCommitteeonPowderDiffractionStandards）PBS：磷酸盐缓冲溶液（PhosphateBufferedSolution）SBF：模拟体液（SimulatedBodyFluid）Tris-HCl：三（羟甲基）氨基甲烷-盐酸盐XRD：X射线衍射（X-RayDiffraction）5技术要求外观白色颗粒或粉末，应无肉眼可见杂质。化学组成溶胶-凝胶法制备的硼硅酸盐生物活性玻璃的组成应以B2O3-SiO2-P2O5-CaO四元体系或以B2O3-SiO2-CaO三元体系为主，其中B2O3含量应控制在10.01wt％～82.62wt％，SiO2含量应控制在8.03wt％～79.35wt％，P2O5含量应不高于21.01wt％，CaO含量应控制在3.75wt％～38.36wt％。在此基础上可以添加其他元素以改善材料的理化及生物学性能，如添加：Na（不应超过5mol％），Sr（不应超过10.0mol％）、Cu（不应超过10.0mol％）、Zn（不应超过10.0mol％）等。XRD分析在X射线衍射图谱中，以弥散性较强的衍射峰为主，其衍射峰在20°～35°，峰宽较宽，具有无机非晶态材料的典型特征。比表面积比表面积应为50m2/g～300m2/g。FTIR分析在傅立叶红外吸收光谱分析中，硼硅酸盐生物活性玻璃在540cm-1～440cm-1有特征性Si-O-Si弯曲振动吸收峰，800cm-1～600cm-1处有B-O弯曲振动吸收峰，1100cm-1～900cm-1处有P-O、B-O、Si-O的伸缩振动吸收峰。此外，可以在1260cm-1～1050cm-1处有C-O伸缩振动吸收峰，或在1600cm-1～1300cm-1处有[BO3]三角体的不对称伸缩振动吸收峰。重金属含量限值重金属含量限值应符合表1规定。表1重金属含量限值单位为微克每克重金属元素名称砷（As）镉（Cd）汞（Hg）铅（Pb）重金属总含量（以Pb计）含量≤3≤5≤5≤30≤50体外羟基磷灰石形成能力学兔兔—20233在羟基磷灰石形成能力实验中，将测试的样品放置于体外矿化液，如磷酸氢二钾溶液、磷酸盐缓冲溶液（PBS）或模拟体液（SBF）中，在37℃下浸泡48h后，应在样品的表面有碳酸羟基磷灰石（HCA）生成，随着浸泡时间延长，样品表面HCA生成量逐渐增多。尤其在体外矿化液中浸泡一定时间后，样品的FTIR光谱将发生一定的变化，其中以代表P-O弯曲振动的610cm-1～600cm-1和560cm-1～550cm-1处的双振动吸收峰出现最具有标志性。随着浸泡时间增加，HCA层厚度逐渐增大，此双峰高度也逐渐增加。同时代表B-O弯曲振动的800cm-1～600cm-1处的吸收峰，[BO3]三角体不对称伸缩振动的1600cm-1～1300cm-1处的吸收峰，以及Si-O弯曲振动的540cm-1～440cm-1处的吸收峰高度下降，表示原始样品的表面被HCA所覆盖。这些标志性特征峰高度的变化可以作为判断样品具有生物活性的基本依据。含水量含水量应不超过3％。微生物限度微生物计数总数应不大于100CFU/g。6试验方法外观将样品置于白色器皿中，在光线明亮处目测观察。化学组成按《中华人民共和国药典》（2020年版四部）通则0411电感耦合等离子体发射原子光谱法进行测定。XRD分析按《中华人民共和国药典》（2020年版四部）通则0451X射线衍射法进行测定比表面积按GB/T19587进行测定。FTIR分析按GB/T6040进行测定。重金属含量限值按《中华人民共和国药典》（2020年版四部）通则0411电感耦合等离子体发射原子光谱法进行测定。体外羟基磷灰石形成能力按附录A进行测定。含水量按GB/T9740进行测定。微生物限度按《中华人民共和国药典》（2020年版四部）通则1105、1106进行测定。学兔兔—202347标志、包装、运输、贮存、质量保证期标志产品包装物上应有生产厂的名称、地址和商标、产品名称、型号、批号、净重、生产日期、有效期等标志。包装7.2.1产品应包装在密封的容器中，谨防受潮。容器材料应无毒，不污染和影响产品性能，包装容器还应具有正常搬运或贮存期间不损坏，不破裂的性能。7.2.2各层包装上标志应齐全，外包装上应注明防潮、远离有害物质等字样或标志。7.2.3每一包装应附检验合格证和使用说明书，使用说明书按国家有关规定编写。至少应包含产品的用途、产品的性能、产品使用注意事项。运输、贮存7.3.1运输时应合理装卸，小心轻放。7.3.2产品应贮存于清洁、干燥、无有害物质的室内。质量保证期产品在规定的条件下贮存，有效期为3年。学兔兔—20235AA附录A（规范性）生物活性玻璃体外矿化测试方法A.1实验试剂和测试器具A.1.1实验试剂A.1.1.1NaCl、NaHCO3、KCl、K2HPO4·3H2O、MgCl2·6H2O、盐酸溶液（1mol/L）、CaCl2、Na2SO4、三（羟甲基）氨基甲烷（Tris）、去离子水。A.1.1.2所用原料应达到分析纯标准，应是合格供应厂家生产的合格材料，应有检验合格证和原料杂质含量分析报告。A.1.2测试器具A.1.2.1集热式磁力搅拌器。A.1.2.2pH计。A.1.2.3电子分析天平：精度0.001g。A.1.2.4烧杯：2L。A.1.2.5量筒：50mL、1L。A.1.2.6容量瓶：1L。A.1.2.7聚四氟乙烯瓶：1L。A.2两种常用的体外矿化液的配制A.2.1Tris-HCl缓冲液A.2.1.1试剂Tris-HCl缓冲液配制所需试剂如下：——去离子水：700mL；——Tris：6.00±0