GB/T 41672-2022 外科植入物 骨诱导磷酸钙生物陶瓷（正式版）

ICSCCS11.040.40外科植入物骨诱导磷酸钙生物陶瓷国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I Ⅲ 12规范性引用文件 1 1 2 4附录A(资料性)骨诱导磷酸钙生物陶瓷的宏孔和连通孔结构 7 8ⅢGB/T41672—2022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。本文件由国家药品监督管理局提出。本文件由全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会(SAC/TC110)归口。本文件起草单位：四川大学、四川医疗器械生物材料和制品检验中心有限公司、天津市医疗器械质量监督检验中心、四川拜阿蒙生物活性材料有限责任公司。GB/T41672—2022生物材料定义》,其核心是无生命的生物材料通过自身优化设计，而不是外加活体细胞和/或生长因子，可诱导有生命的组织或器官形成。生物材料骨诱导理论是支撑组织诱导性生物材料体系形成的核陶瓷。大量不同种属动物的体内实验结果，以及临床应用的长期随访结果都确证了骨诱导磷酸钙生物1GB/T41672—2022外科植入物骨诱导磷酸钙生物陶瓷本文件规定了骨诱导磷酸钙生物陶瓷的技术要求和试验方法。本文件适用于外科植入用骨诱导磷酸钙生物陶瓷。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/T1480金属粉末干筛分法测定粒度GB/T9724化学试剂pH值测定通则GB/T16886(所有部分)医疗器械生物学评价GB/T19077粒度分析激光衍射法GB/T21650.1压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度第1部分：压汞法GB/T23101.3外科植入物羟基磷灰石第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征YY/T1447外科植入物植入材料磷灰石形成能力的体外评估中华人民共和国药典(四部2020年版)ISO13383-1:2016精细陶瓷(高级陶瓷、高级工业陶瓷)微观结构特性第1部分：粒度和粒度分布的测定[Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)—Microstructuralchar-acterization—Part1:Determinationofgrainsizeandsizedistribution]3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1骨诱导osteoinductivity可向多种组织细胞分化的间充质细胞被诱导分化为成骨细胞或成软骨细胞，最后形成骨组织的注：材料是否具有骨诱导性通常通过其植入动物非骨部位(皮下或肌内)是否有新骨组织形成来判断。3.2骨传导osteoconductivity骨组织从植入体-骨界面沿植入体表面或其内部孔隙、通道或管道攀附延生的现象。注：骨传导描述了生物医学材料在骨环境中引起的一种积极的、长期的宿主反应，有利于加速骨缺损的愈合，促进植入体和原骨间的结合。3.3用来达到特定的生物或生理功能的、可用于制造体内修复器件和人工器官的陶瓷材料。2GB/T41672—2022陶瓷块体内部或颗粒堆积形成的孔径不小于10注：附录A给出了骨诱导磷酸钙生物陶瓷宏孔结构的示意图(见图A.1)及扫描电镜(SEM)照片(见图A.2)。陶瓷为白色(经辐照灭菌后呈微黄色或浅棕色),无肉眼可见杂色3GB/T41672—2022应不小于50%。应为100μm～800μm。应不小于10%。4.2.5pH值pH值变化不应超过初始值的0.3。重金属杂质元素的极限含量见表1。表1重金属杂质元素的极限含量元素最大含量/(mg/kg)砷(As)3镉(Cd)5汞(Hg)5铅(Pb)重金属总量(以Pb计)对已确定的所有未以铅计的金属或氧化物，当其含量不小于材料浸泡于模拟体液3d后，扫描电镜应按照GB/T16886.1的原则并结合产品特性进行生物相容性评价。4GB/T41672—20224.5骨诱导性评价植入狗、猪、羊或猴等动物的非骨部位(皮下或肌内)3个月后，组织切片上应观察到新骨组织的形成。5试验方法5.1外观及尺寸将试样放在白色瓷盘中，在自然光下或明亮处(照度3001x)以正常或矫正视力观察。5.1.2形状尺寸块状产品尺寸：用游标卡尺测定。游标卡尺精度：0.02mm。颗粒产品尺寸：按照GB/T1480的干筛分法(仲裁法)或GB/T19077的激光衍射法确定颗粒尺寸，应标明筛选法的颗粒最小和最大尺寸或激光衍射法的参数D10、D50、D90。5.2理化性能5.2.1钙磷原子比(Ca/P)按GB/T23101.3的规定进行。5.2.2相成分及相含量相成分：按照GB/T23101.3的规定进行。相含量：按照GB/T23101.3的规定进行。5.2.3孔结构总孔隙率材料的孔隙率按照式(1)计算。 (1)式中：P——孔隙率，%;d——生物陶瓷的密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);dth——生物陶瓷的理论密度，单位为克每立方厘米(g/cm³)。计算d,时，选用最小体积2cm³的长方体骨替代物，测定其尺寸和质量。测定质量的天平精确度为0.02g,测量尺寸的游标卡尺精确度至少为0.02mm。陶瓷的体积根据测量尺寸结果计算而来。计算公式见式(2)。式中：m——陶瓷的质量，单位为克(g);……5GB/T41672—2022V——陶瓷的体积，单位为立方厘米(cm³)。计算du的公式见式(3)。……(3)式中：MFHA--——HA的含量(质量分数),%;MFgTCPβ-TCP的含量(质量分数),%;如颗粒由块状粉碎制成，颗粒的孔隙率应在块状粉碎之前用上述方法检测。如颗粒不由块状粉碎制成，颗粒的孔隙率应采用GB/T21650.1中压汞法检测。宏孔孔径按照GB/T21650.1中压汞法测定(仲裁法),或采用ISO13383-1:2016描述的用于宏孔的方法，即在材料某一截面的扫描电镜照片中测量孔的直径。当孔相互接触时，应画一虚构孔边界再测量其尺寸。连通孔径按照GB/T21650.1中压汞法测定(仲裁法),或使用其他公认的测试方法，如扫描电镜(SEM)等，但其相应的连通孔径范围应根据相应方法的特点进行确认。微孔隙率用切割机将试样任意切出一个薄的切片，将切片放在去离子水中超声清洗干净、烘干，待测量。确定微孔径时，应采用ISO13383-1:2016描述的仅用于微孔的方法之一，即用扫描电镜或光学显微镜观察切片，在放大倍数为30倍～50倍时，调节图像清晰后选定一个大于100μm的宏孔壁，再将此视野放大至3000倍～10000倍，分别观察和测量此孔壁上小于10μm的微孔的尺寸和分布情况，选定视场并调节图像清晰后进行拍摄。在同一切片上重新调换一个视场，用同样的方法再次拍摄。按照GB/T21650.1中压汞法测定微孔隙率。5.2.4平均晶粒尺寸按ISO13383-1:2016的规定进行。5.2.5pH值将3份陶瓷试样放置于(37±1)℃和pH=7.3±0.1的三羟甲基氨基甲烷(TRIS)缓冲液中，载于转速200r/min的摇床，时间分别为24h、48h和72h。在浸泡0h、24h、48h和72h后，按照GB/T9724测量pH值。5.2.6微量元素含量按《中华人民共和国药典》(四部2020年版)中0822砷盐检查法进行。6GB/T41672—2022按GB/T23101.3进行。按《中华人民共和国药典》(四部2020年版)中0821重金属检查法进行。其他微量元素的测定应按照GB/T23101.3的规定进行。按YY/T1447的规定进行。按GB/T16886(所有部分)进行。连通孔连通孔连通孔GB/T41672—2022连通孔连通孔连通孔(资料性)图A.1给出了陶瓷内部的宏孔和连通孔示意图，图A.2给出了陶瓷内部的宏孔和连通孔的扫描电镜(SEM)照片。宏孔连通孔连通孔宏孔宏孔宏孔连通孔连通孔连通孔连通孔宏连通孔连通孔连通孔连通孔连通孔图A.2陶瓷内部的宏孔和连通孔的扫描电镜(SEM)照片8purposesf[9]ASTMF1185:2003Standardspecif[10]ICDDcards9-432,9-348,9-169,25-1137,37-1497,9-80,9-77,14-1475tionstandardsforhydroxyapatite,a-tri-calciumorthophosphate,β-tri-calciumorthophosphaphosphate,calciumoxide,monetite,brushite,aragonite,calcite.[11]ZhangX,ZouP,WuC,etal.Astudyo[J].Bioceramicsandthehumanbody.Amstcalciumphosphateceramics:Variabilityamongdifferentkindsofanimals.Bioma2131-7.LiB,etal.Fabrication,biologicalfcalciumphosphatenanoceramics.MaterialsScienceandEngineering:R:Report225-42.tivetoautologousbonegrafting.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,2010,107(31):calciumphosphateceramics.Regenerativebiomaterials,2018,5(1):43-59.Engineering.RegenerativeEngineering;CRCPress:BocaRaton,FL,USA,2018.[17]ZhuX,ZhangH,FanH,etal.Effectofphasecompositionandphosphateceramicparticlesonproteinadsorption.Actabiomaterialia,2010,6(4):1536-41.[18]ZhuX,FanH,XiaoY,etal.Effectofsurfacestructureonprocalcium-phosphateceramics[19]PerezRA,MestresG.Roleofporesizeandmorphologyinmusculo-skeletaltissueregen-eration[J].MaterialsScience&.EngineeringC,2016,61(Aprkindsofcalciumphosphateceramics.Biomaterials,1999,20(19):1799-806.[21]FanH,IkomaT,TanakaJ,etal.Surfacestructuralbiomimeticsandtheosteoinduofcalciumphosphatebiomaterials.Journalofnanoscienceandnanotechnology,2007,7(3):808-13.[22]BarradasAM,Yuan