TCSBM 0029-2022 用于关节软骨组织修复或再生的植入性医疗器械体内评价

ICS11.040.40CCSC35

T/CSBM团 体 标 准T/CSBM0029—2022用于关节软骨组织修复或再生的植入性医疗器械体内评价Standardguideforinvivoassessmentofimplantabledevicesintendedtorepairorregeneratearticularcartilage2022-04-12发布 2022-10-01实施中国生材料会 发布T/CSBM0029T/CSBM0029—2022II目 次前言 II1范引文件 1语定义 1略语 2本求 2物型 2概述 2关大和荷择 2动性与龄 3研周期 3动模特点 3损位 4股髁 4滑沟 4胫平台 5损型植物和关制动 5软缺和软损 5微折 5植物定 5关荷和动 5验程 5植物制备 5缺的建 5植物植和定 6恢和理 6生期 6动尸检 6果分析 6影学查 6大评价 8组学免组化学价 8生化分析 9修组的学试 9统分析 10附录A（料） 软大体评系统 11参考献 12T/CSBM0029T/CSBM0029—2022鏈鏈鏈鏈前 言本文按照GB/T1.1—2020《标化作导则 第部分标准文的结和起规则的起草。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。本文件首次发布。II用于关节软骨组织修复或再生的植入性医疗器械体内评价范围cDNA等。（GB/T16886.1医疗器械生物学评价第1部分：风险管理过程中的评价与试验YY/T0606.10-2008组织工程医疗产品第10部分：修复或再生关节软骨植入物的体内评价指南YY/T1445组织工程医疗器械产品术语YY/T1636组织工程医疗器械产品再生膝关节软骨的体内磁共振评价方法YY/T0606.10-2008和YY/T1445界定的以及下列术语和定义适用于本文件。软骨再生cartilageregeneration具有与天然软骨相似的形态学、组织生物化学和力学特性的关节样软骨的形成过程。[来源：YY/T0606.10-2008，定义3.1]软骨修复cartilagerepair受损的软骨或其替代物通过细胞增殖和新细胞外基质合成的愈合过程。[来源：YY/T0606.10-2008，定义3.2]纤维性软骨fibrocartilage软骨基质中含有大量平行或交织排列的胶原纤维束，其化学成分为I型胶原蛋白的软骨组织，无定型基质很少，软骨细胞常成行分布于纤维束之间。[来源：YY/T0606.10-2008，定义3.3]透明关节软骨hyalinearticularcartilageIIYY/T0606.10-20083.4]1T/CSBM0029T/CSBM0029—20222鏈鏈2鏈鏈缩略语下列缩略语适用于本文件。MRI：磁共振成像（MagneticResonanceImaging）GAG：糖胺聚糖（Glycosaminoglycan）TSE：快速自旋回波（TurboSpinEcho）GRE：梯度回波（Gradient-RecalledEcho）CT：电子计算机断层扫描（ComputedTomography）Micro-CT：微计算机断层扫描（MicroComputedTomography）EDTA：乙二胺四乙酸（EthyleneDiamineTetraaceticAcid）本文件使用者应按照GB/T16886.1的要求，在做本文件所述的体内评价前，进行材料和/或器械的细胞毒性和生物相容性试验。注1：对于特定的产品，本文件中所建议的某些方法可能不完全适用时，可根据技术发展现状，结合国内外相关指南进行个案分析。注2：动物模型结果并不一定能完全预示人体使用结果，所以应谨慎解释其在人体的适用性。概述1。表1 软骨织复价动模型种属常用品种成年年龄成年体重，kg常用缺损部位股骨髁关节软骨厚度，mm关键/临界缺损大小（直径），mm兔a新西兰白兔9个月34胫骨平台、髌骨0.250.755犬b比格犬、混种犬1年2年1530髌骨1.36猪b小型猪10个月12个月2040股骨髁、滑车沟-6山羊b山羊、西班牙山羊、奶山羊、波尔山羊2年3年4070胫骨平台、髌骨1.52.06绵羊b绵羊、萨福克羊德克塞尔羊2年3年3580股骨髁、滑车沟1.77注：“-”指尚无相关数据。a小型动物。b大型动物。关节大小和载荷选择T/CSBM0029T/CSBM0029—2022鏈鏈鏈鏈（）/——较大的动物具有更大的关节软骨表面积和厚度，更接近人体情况，更适于关节软骨修复研究；（）——当分析植入部位在站立和运动中的受力状况时，应考虑每一种属动物的步态和姿态；——股骨髁、滑车沟和胫骨平台，以及同一关节面不同解剖部位的受力状态和强度显著不同；——由于动物跑动、跳跃、关节过度伸展或屈曲而使植入物受到过度和迅速变化的应力，会导致试验结果变异性增加，应采取措施减少导致快速和/或过度关节运动的行为或其他因素。动物性别与年龄研究周期6128126个月注：形态学和组织生物化学检测结果包括邻近软骨和软骨缺损下骨界面，及相对的软骨部位。动物模型特点3兔模型犬模型犬膝关节表面为中等大小，介于兔和成年绵羊之间。犬滑车沟和股骨髁可作为植入物评价部位。猪模型猪胫骨关节角的解剖不同于其他许多四足动物，其活动范围减小。猪股骨髁可用作植入物评价部位。±3°（完全屈曲）到145°±5°（完全伸展）。股骨髁植入物所用的缺损根据动物大小可在直径2mm15mm，深度1mm10mm的范围内变化。通常，缺损不应超过关节面积的15%20%，或髁宽度的50%60%。由于股骨髁的凸出形貌，缺损的深度从中心到滑车沟）4胫骨平台软骨缺损和骨软骨缺损微骨折（植入物固定根据缺损大小、部位、动物种属等，选择合适的植入物固定方法来防止过度运动和/或脱位。固定方法应能反映在站立和运动中的受力状况。应考虑固定对周围组织和植入物性能的短期和长期影响。关节荷载和制动植入物的制备GB/T16886.1缺损的构建5500r/min植入物的植入和固定（）恢复和管理天至生存期9动物尸检（）；）；（）注：推荐按照ASTMF561的要求获取活检标本。（）。（影像学检查6以下评价方法可根据需要选用。MRIMOCART（T2mapping）MRIT2mappingGAG1mm，3.0T——羊、猪与犬膝关节软骨厚度尚可，可在3.0T磁共振采用腕关节线圈或膝关节线圈成像。MRIMRIYY/T1636MRI3.0TMRIT1T22；表2 3.0TMRI成扫参参数成像序列图像方向重复时间，ms回波时间，ms视野，mm翻转角，°层厚，mm距离因子，%矩阵带宽，Hz/pixel脂肪饱和T2加权TSE成像矢状面20007270150210256×256199质子加权TSE成像矢状面20003670150210256×2561993DT1加权GRE成像矢状面264.66025120512×256200注：不同设备的参数可视情况调整。9.4T3D-FLASH3。表3 9.4T高辨磁振描参参数成像序列重复时间，ms回波时间，ms翻转角，°视野，mm矩阵带宽，kHz3D-FLASH成像486.221035×25.6×25.6350×256×12830注：不同设备的参数可视情况调整。X-可用X高频超声能用于检测关节积液增多、滑膜增厚，以及软骨损伤并判定其程度。7T/CSBM0029T/CSBM0029—2022PAGEPAGE10CT定量检测关节软骨内GAG含量的变化及分布，以此来判断关节软骨的损伤程度，此方法对软骨完整性检查的敏感性和特异性都较高。Micro-CT4表4 骨重评参数参数单位相对骨体积分数（BV/TV）%骨小梁数量（Tb.N）l/mm骨小梁厚度（Tb.Th）m软骨板厚度m大体评价9.6参A.1）组织学和免疫组织化学评价GAG。-O/IIIX——硝酸脱钙：速度很快，但细胞核不容易上色，对抗原也影响较大；——EDTA、电解等方法染色鲜艳，对抗原保存好，但脱钙时间较长。——石蜡切片可以保持组织细胞的形态结构，且容易存放在室温；——冰冻切片不经过脱水而快速冷冻，组织保持原有的韧性，切片顺畅，对组织处理均匀一致性好，组织结构清晰，核质染色对比好，并且冰冻切片染色是在新鲜组织上进行，组织着色更鲜明。但需保存在-80℃的低温冰箱中。A.1WakitaniO'Driscoll6生物化学分析IIGAG修复组织的力学测试/、（1Hz）（HA）（k）刚度（1Hz）Mow注：周期性加载－卸载频率为1Hz。（HA）（k）（ν）（）——如果使用生物纳米压痕仪，软骨有效弹性模量（压缩）为1.8MPa2.5MPa；——如果使用纳米原位测量仪，软骨折合模量（压缩）为10.0MPa15.0MPa。统计分析统计分析应该计算各个类别的平均值和标准偏差以及每个分级样本的总分。费舍尔精确检验（Fisereacttes（ch-sqareesKrusal-allste）（一种单因素非参数方差分析）可用于组间差异比较。附录A（资料性）软骨大体观评分系统表A.1软骨大体观评分系统评分标准分值缺陷修复程度与周围软骨平齐475%填充缺损350%填充缺损225%填充缺损10%填充缺损0与周围组织整合程度与周围组织完全整合4分离边界＜1mm33/4整合，1/4分离边界＞1mm21/2整合，1/2分离边界＞1mm1与周围组织整合＜1/40宏观的外表完整光滑的表面4纤维化的表面3少数小的，散乱的裂纹2多数小的裂纹或少数大的裂缝1缺损区完全降解0总分I级：正常12II级：基本正常118III级：异常74IV级：严重异常31参 考 文 献ISO13019-2018组织工程医疗产品用于评价软骨形成的硫胺多糖（sGAG）的定量测定（Tissue-engineeredmedicalproducts--Quantificationofsulfatedglycosaminoglycans(sGAG)forevaluationofchondrogenesis）ASTMF2451-2010（StandardGuideforinvivoAssessmentofImplantableDevicesIntendedtoRepairorRegeneratArticularCartilage）ASTMF561-05植入医疗器械和相关组织、体液的取材和分析规范（StandardPracticeforRetrievalandAnalysisofMedicalDevices,andAssociatedTissuesandFluids）S.Wakitani,K.Imoto,T.Yamamoto,M.Saito,N.MurataandM.Yoneda.2002.Humanautologouscultureexpandedbonemarrowmesenchymalcelltransplantationforrepairofcartilagedefectsinosteoarthriticknees.OsteoarthritisandCartilage.10,199–206.AmuKawaguchi,HiroyukiNakaya,TakahiroOkabe,KeijiTensho.2009.Blockingoftumornecrosisfactoractivitypromotesnaturalrepairo