ICS 11.040.40 YY C 35 中华人民共和国医药行业标准 YY/T1447—2016/IS023317:2012 外科植入物 植入材料磷灰石 形成能力的体外评估 Implants for surgeryIn vitro evaluation for apatite-forming ability of implant materials (ISO23317:2012,IDT) 2017-01-01实施 2016-01-26发布 国家食品药品监督管理总局 发布 YY/T1447—2016/IS023317:2012 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用翻译法等同采用ISO23317：2012《外科植人物 植入材料磷灰石形成能力的体外评 估》。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改： 一按照汉语习惯对一些编排格式进行了修改； 一将一些适用于国际标准的表述改为适用于我国标准的表述； 一将第2章“规范性引用文件”中已转化为国标和行标的标准用国标和行标代替。 与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下： GB6682一2008分析实验室用水规格和试验方法（ISO3696：1987，MOD）； YY/T06402008 3无源外科植人物 通用要求（ISO14630：2005，IDT）。 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这些专利的责任。 本标准由国家食品药品监督管理总局提出。 本标准由全国外科植人物和矫形器械标准化技术委员会骨科植人物分技术委员会（SAC/TC110/ SC1)归口。 本标准起草单位：国家食品药品监督管理局天津医疗器械质量监督检验中心、上海贝奥路生物材料 有限公司。 本标准主要起草人：姜熙、景明、卢建熙、卢霄、林开利。 I YY/T1447—2016/ISO23317:2012 引言 研究表明，各种不同材料通过磷灰石层与活体骨连接。在无细胞和蛋白质而仅有与人体血浆相同 离子浓度的模拟体液（SBF)中，材料表面能形成磷灰石层，而该条件下形成的磷灰石与骨矿化物的组成 和结构非常相似。 在SBF溶液中评估植人材料上的磷灰石形成能力，对在动物试验前评估材料的体内骨连接能力非 常有意义。当生物活性材料植人体内后，在其表面会形成富含Ca和P的薄层。材料从而通过该磷灰 石层与活体组织之间形成无明显边界的连接。研究证实，当材料浸泡于SBF中时，在该材料表面同样 能形成这种磷灰石层，其组成和结构与骨矿化物非常相似。随着材料的生物活性增加，其表面短期内形 成的磷灰石也随之增加。磷灰石层可通过薄膜X射线衍射光谱仪和（或）扫描电子显微镜检测。 在SBF中形成的磷灰石也可与下列形式的骨磷灰石相似： 缺钙型磷灰石； 一低钙/磷原子比的磷灰石； 含有诸如Mg²+、Na+、CI-、HCO，杂质； 低结晶度。 注1：由于磷灰石具有生物活性，因此材料表面在体内形成的磷灰石有助于材料与活体骨的连接。在体外通过SBF 溶液浸泡，材料表面也能形成与体内相同的磷灰石沉积。例如，Bioglass、CaO-SiO：玻璃、Na:O-CaO-SiO； 玻璃、CeraboneA-W、Ceravital型玻璃陶瓷、羟基磷灰石陶瓷及碱热处理钛金属表面在体内均能形成钙化， 这与其在体外SBF中形成的钙化有一定的相关性。但是，在体内材料表面不形成磷灰石并不意味着没有很 好骨连接作用。有报道称，一些可吸收材料如β-磷酸三钙Ca（PO,)，和碳酸钙，其表面不形成磷灰石层却也 能连接到活体骨上。 注2：有报道称，在不同组成的Na:O-CaO-SiO：玻璃植入家免骨缺损后，材料成骨能力与在体外SBF中磷灰石形 成能力有着相关性。 I YY/T1447—2016/ISO23317:2012 外科植入物 植入材料磷灰石 形成能力的体外评估 1范围 本标准规定了在模拟体液（SBF)中材料表面形成的磷灰石的检测方法。 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。 ISO3696：1987分析实验室用水规格和试验方法（Waterforanalyticallaboratoryuse一Specifica tion and test methods) ISO14630无源外科植人物通用要求（Non-activesurgicalimplants一Generalrequirements） 3术语和定义 ISO14630界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 磷灰石 apatite [Ca1o（PO,)(OH)2]。 注：骨矿化物也含有诸如CO,²-、F-、Na和Mg+等离子。 3.2 磷灰石形成能力 apatite-forming ability 材料表面形成磷灰石的能力。 3.3 生物活性 bioactivity 在材料界面引发特定生物反应，使得组织和材料形成连接的特性。 3.4 诱导期 induction period 样品浸入模拟体液后检测材料表面形成磷灰石的时间。 3.5 模拟体液 simulated body fluid (SBF) 与人体血浆组成相似而不含有机成分的无机溶液。 3.6 评估磷灰石形成能力的标准玻璃 standard glass for evaluating apatite-forming ability 在SBF中和植入动物体内显示特定的磷灰石形成能力、具有特定化学组成的标准玻璃。 1 YY/T1447—2016/ISO23317:2012 3.7 薄膜X射线衍射光谱法 thinfilmX-raydiffraction spectrometry (TF-XRD) 通过X射线与材料表面形成较小的人射角而获得衍射图谱，检测材料表面薄层中矿物质的方法。 4 仪器 4.1 电子天平，测量精度为土1mg。 4.2 配有磁力搅拌的水浴，保持溶液温度在（36.5士2)℃范围，测量温度的精度为0.2℃。 4.3 pH计，测量溶液pH值的精度为士0.01。 4.4 温度计，测量溶液温度的精度为士0.1℃。 4.5 薄膜X射线衍射光谱仪（TF-XRD)，能够检测材料表面薄层中形成的磷灰石。 4.6 扫描电子显微镜（SEM)，在达到10000倍的放大倍数下，观测材料平整表面形成的磷灰石颗粒和 （或）磷灰石层。 检测样品 5 5.1 样品形状和尺寸 本标准适用于取自植人部分和器械的任何形状和尺寸的样品。然而，由于评估材料的生物活性是 通过TF-XRD和（或）SEM技术来确认材料表面磷灰石的形成，因此推荐使用圆形或矩形片状样品。 推荐的样品尺寸见图1。 单位为毫米 2±1 a) 圆形样品 10±2 10±2 10±2 矩形样品 图1 推荐的样品尺寸 5.2 样品制备 5.2.1 概述 本标准允许有几种不同的样品制备方法。必要时应通过机加工方式改变植入物原有的形状。 2 YY/T1447—2016/IS023317:2012 5.2.2 基本加工过程 以图1b)所示矩形薄片样品为例。样品应使用粒度120～400的金刚石砂轮打磨，打磨深度和速度 等条件应根据材料情况而定。水溶性材料（如生物活性标准玻璃）应在无水条件下进行加工。 凡是能满足磷灰石形成能力检测的常规加工方法均可使用。 6 模拟体液 6.1 概述 SBF应使用表1中规定的组成及浓度。 表1 SBF和人造血浆的离子浓度 浓度(mmol/L) 离子 模拟体液（pH7.40） 血浆(pH7.2~7.4) Na* 142.0 142.0 K* 5.0 5.0 Mg*+ 1.5 1.5 Ca*+ 2.5 2.5 CI- 147.8 103.0 HCO"- 4.2 27.0 HPO,*- 1.0 1.0 SO,-- 0.5 0.5 注1：目前已发现，在表1规定的SBF溶液中的体外磷灰石形成能力与体内成骨性能具有一定相关性。 注2：有文献还报道了其他几种SBF配方。 6.2 配制SBF的试剂 以下粉末类试剂级化学物质应存放在干燥器中。配制SBF的水应符合ISO3696规定的2级 标准。 6.2.1 氯化钠(NaCI) 6.2.2 碳酸氢钠（NaHCO，） 6.2.3 氯化钾(KCI) 6.2.4 三水磷酸氢二钾（K,HPO，·3HzO) 6.2.5 六水氯化镁（MgCl²·6HzO) 6.2.6 盐酸溶液c(HCI)=1mol/L 6.2.7 氯化钙(CaClz）或二水氯化钙(CaClz·2HzO) 6.2.8 硫酸钠（Na2SO,） 6.2.9 三羟甲基氨基甲烷(TRIS)[(HOCH2),CNH2] 6.3 SBF的配制 6.3.1 概述 由于SBF对磷灰石过饱和，所以配制方法不当会导致溶液中磷灰石均匀析出。 3 YY/T1447—2016/IS023317:2012 在配制过程中应保持溶液无色、透明，容器表面无析出。一旦产生析出，须倒去溶液，洗净容器，重 新配制。 表2按溶解顺序列出了配制1LSBF所需的试剂。 表2 配制1LSBF添加试剂的顺序、试剂量、称量容器、纯度以及相对分子质量 顺序 试剂 试剂量' 称量容器 纯度 相对分子质量 1 6.2.1 8.035 g 称量纸 %S'66 58.443 0 2 6.2.2 0.355 g 称量纸 99.5% 84.006 8 3 6.2.3 0.225 g 称量瓶 99.5% 74.551 5 4 6.2.4 0.231 g 称量瓶 %0'66 228.2220 5 6.2.5 0.311 g 称量瓶 98