ICS 11. 100 C 30 YY 中华人民共和国医药行业标准 YY/T 0511-2009 多孔生物陶瓷体内降解和 成骨性能评价试验方法 Test method for evaluation of the biodegradation and osteogenesis of porousbioceramicinvivo 2009-12-30发布 2011-06-01实施 国家食品药品监督管理局 发布 YY/T 0511—2009 前言 本标准参照ISO10993-6：2007《医疗器械生物学评价 个第6部分：植入后局部反应试验》中有关植 人方法，并在对国内外相关文献分析验证的基础上，结合多孔生物陶瓷体内降解性能和成骨性能的特点 制定而成。 本标准附录A为资料性附录。 本标准由国家食品药品监督管理局提出。 本标准由全国医疗器械生物学评价标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：上海生物材料研究测试中心。 本标准主要起草人：孙皎、沈晴肤、黄皙玮、卢建熙、薛旸、陆华、丁婷婷 I YY/T0511—2009 多孔生物陶瓷体内降解和成骨性能评价试验方法 1 范围 本标准为评价多孔生物陶瓷体内降解和成骨性能提供指南。本标准规定了材料植入骨组织后，对 材料的降解和成骨性能进行定性及定量评估的试验方法。 本标准适用于植人到活体骨组织内多孔生物陶瓷的降解和成骨性能的评价，不考虑机械或功能负 荷对其的影响。降解程度的评价系根据材料在骨组织内产生的降解反应，成骨能力的评价系根据骨组 织内新骨生成的程度。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T16886.1医疗器械生物学评价第1部分：评价与试验（GB/T16886.1-2001，idtISO 10993-1:1997) GB/T16886.2医疗器械生物学评价第2部分：动物保护要求（GB/T16886.2一2000，idtISO 10993-2:1992) GB/T16886.6医疗器械生物学评价第6部分：植入后局部反应试验（GB/T16886.6一1997， idtISO10993-6:1994) GB/T16886.9医疗器械生物学评价 第9部分：潜在降解产物的定性和定量框架（GB/T 16886.9-2001,idtISO10993-9:1999) 3术语和定义 GB/T16886.1和GB/T16886.9中的定义和下列定义适用于本标准。 3.1 多孔生物陶瓷 Eporousbioceramic 含有较多孔洞，其孔洞结构具有一定生物功能（如有利于细胞/组织的长人和代谢)的一类无机非金 属材料。 注：多孔生物陶瓷举例：β一磷酸三钙多孔生物陶瓷(β一TCP)、羟基磷灰石多孔生物陶瓷（HAP)等。 3. 2 成骨osteogenesis 骨的形成过程。 3.3 植入物初始量initialmaterialvolume（IMV） 植入物植入前不包括孔内面积的横截面总面积。 3. 4 植入物剩余量residualmaterialvolume（RMV) 植入物在组织内残留的不包括孔内面积的横截面总面积。 1 YY/T0511—2009 3.5 植入物横截面积materialcrosssection（MCS） 植入物植入前包括孔内面积的横截面总面积。 3. 6 新骨生成量newboneformationvolume（NBFV) 植入物横截面内所形成的新骨总面积。 注：新骨指新生的骨组织。 4试验方法 4.1原理 本方法系将多孔生物陶瓷材料植入到实验动物骨组织内一定时间后，通过组织学检查的方法，结合 图像分析系统的分析，对试验材料植入物与已经被临床所接受的同类材料植入物的降解性能和新骨形 成能力进行比较和评价。 注：在进行体内降解试验前宜先按照GB/T16886.14的要求对植人物进行定性与定量分析。 4.2植入样品的制备 4.2.1试验材料 试验样品的物理特性（如形状、孔隙率、孔径等)可影响试验材料的降解性能。 每一个试验样品都应经过与最终产品相同的制造、处理、污物清除及灭菌过程，样品制备和灭菌后， 应特别注意在植入前或植人过程中不使其受到擦伤、损坏或任何污染。 对于组织工程支架材料，应考虑采用不含细胞的供试品做试验，因为动物对细胞成分的免疫反应和 细胞对动物的反应可能会干扰局部组织反应的结果。 4.2.2对照材料 对照样品的尺寸、形状应与试验样品一致。对照样品所采用的处理、清洗及灭菌方法应能使其保持 可接受性和良好的对照性。 对照材料应选择与待选试验材料预期用途一致的、已经被临床所接受的同类材料。 4.2.3植入样品尺寸 植入样品的尺寸应根据所选用动物、材料的孔隙率大小及其骨组织的大小来决定，原则上应参见 GB/T16886.6的规定，推荐选用圆柱状植入样品，以避免机械因素造成的组织反应。 对具有一定孔隙率的植入样品，在选择免或狗作为实验动物时，植入体可加工成直径4mm～6mm、 长8mm~10mm的圆柱体。 注：其他相关信息见GB/T16886.6。 4.3实验动物和植入部位 4.3.1实验动物 应按照GB/T16886.2规定的实验动物要求选择动物和设计；动物饲养与管理应符合国家有关动 物饲养的规定进行。 骨内植人试验所需时间较长，一般首选新西兰兔，体重不小于2.5kg。 注：其他相关信息见GB/T16886.6。 应足以保证每一植人期至少能获得10个试验样品和10个对照样品的数量。 2 YY/T0511—2009 4.3.2植入部位 应参照GB/T16886.6规定选择适宜的植入部位，试验样品与对照样品应以相同条件植入到同一 年龄、性别，同一品系同种动物的相同解剖部位，建议在一只动物的左右两侧分别植人试验样品和对照 样品。 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人 到区或其他未发育成熟的骨内。一般推荐选择股骨远端部骨作为植人部位，与冠状面平行植入，植 入时应避免材料进人骨髓腔和关节腔。 4.4骨植入手术 在麻醉和无菌条件下，于双侧膝外侧作纵切口，用止血钳分离组织暴露出股骨外侧鯉。采用比植人 钻一个腔洞，深度与植人物的长度接近，清除骨屑，将样品轻轻按压植人，使样品表面平于或略低于骨皮 质表面，左右各植人一枚，一侧为试验材料，另一侧为对照材料，随后分别缝合肌筋膜和皮肤切口。 注：植人物直径与骨植入床匹配良好对于避免纤维组织向骨内生长至关重要。 4.5试验周期 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，体内动物实验前应事先评估试验样 品的降解时间，降解时间可以通过体外实时、加速降解试验或特定环境下的数学模型来推算。原则上观 察期应至少设置三个时期，试验周期一般应长于试验样品降解和被吸收的时间，或应能使相应的组织反 应达到一稳定状态。通常可设置以下三个时间点： 一没有或仅有少量降解； 一降解发生的过程中； 一组织修复处于稳定状态或植入物几乎完全降解。 术后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周内可以完全降解的 多孔生物陶瓷，推荐选择2周、4周、12周三个观察期；对于预期超过12周完全降解的多孔生物陶瓷，可 酌情选择4周、12周、26周、52周或更长时间为观察期。 5结果观察与评价 5.1临床观察 植入后1天、3天和5天观察植点皮肤反应，有无出血、红肿和植人物排出等异常现象。在植人 周期内每天观察动物的一般状态，并记录任何异常现象，包括局部、全身和行为异常。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。 5.2解剖观察 按照GB/T16886.2的要求处死动物，肉眼观察植入部位组织有无异常病变。 5.3植入物切取和标本制备 切取包裹植入物及其周围约1.0cm～2.0cm的组织，将其置于4%的中性缓冲甲醛溶液中固定，制 备不脱钙硬组织显微学检查的标本。不脱钙硬组织显微学检查的标本制备详见附录A。 在制作组织切片时，每一植入点分别需要切取松质骨内外、中、内三个部位的组织。 3 YY/T05112009 5.4不脱钙硬组织显微学检查 采用不脱钙的硬组织显微学检查方法，定性和定量分析多孔生物陶瓷的降解和成骨性能。 5.4.1降解和成骨性能的定性分析 光学显微镜下观察植人部位植入物是否发生降解和新骨生成，并观察、描述新骨的成熟度（包括编 织骨、板层骨、骨髓等）。 5.4.2降解和成骨性能的定量分析 5.4.2.1采用图像分析系统[Bioquant专用计算机、ImageProPlus5.0（MediaCybernetics）图像分 析软件、LeicaDM4000B显微镜」，分别定量分析植人物初始量、植物剩余量、植入物横截面积以及新 骨生成量，计算植入物降解率及新骨生成率。 5.4.2.2按式(1)计算植人物降解率(MDR)： MDR(%）=（1-RMV/IMV）×100% 式中： MDR 植入物降解率； RMV- 植人物剩余量； IMV 植人物初始量。 5.4.2.3按式(2)计算新骨生成率(RNBF)： RNBF(%)=NBFV/MCS×100% .(2) 式中： RNBF 新骨生成率； NBFV 新骨生成量； MCS 植入物横截面积。 5.4.2.4分别计算下列各项数据： a 植人物降解率平均值； 每植入点松质骨内植人物外部、中部、内部的降解率的总和除以3。 b) 植入物降解率总平均值与标准差； 各植入点植入物降解率平均值的总和除以10。 c） 新骨生成率平均值； 每植入点松质骨内植入物外部、中