ICS 11.040.40 YY C 45 中华人民共和国医药行业标准 YY/T1716—2020 组织工程医疗器械产品 陶瓷和矿物质 支架的表征 Tissue engineering medical device productsCharacterization of ceramic and mineral based scaffolds 2020-06-30发布 2021-06-01实施 国家药品监督管理局 发布 YY/T1716—2020 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 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这些专利的责任。 本标准由国家药品监督管理局提出。 本标准由全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会组织工程医疗器械产品分技术委员会 (SAC/TC110/SC3)归口。 本标准起草单位：中国食品药品检定研究院。 本标准主要起草人：王安琪、冯晓明、柯林楠、王春仁、黄元礼。 I YY/T1716—2020 组织工程医疗器械产品陶瓷和矿物质 支架的表征 1范围 本标准给出了组织工程医疗器械产品中具有生物相容性的陶瓷和矿物质基支架的化学、物理、生物 性能及机械性能的表征方法。 本标准适用于含有陶瓷和矿物质支架结构的终产品性能分析，以及支架生产过程中涉及的原材料、 颗粒、预成型块体的综合评价。 注：生物分子、细胞、药物或是具有生物活性组分的释放性能未涵盖于本标准范围内。 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/T1964多孔陶瓷压缩强度试验方法 GB/T1966 多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法 GB/T16886.14 医疗器械生物学评价第14部分：陶瓷降解产物的定性与定量 GB/T19466.1 塑料差式扫描量热法（DSC）第1部分：通则 GB/T19466.2 塑料差式扫描量热法（DSC）第2部分：玻璃化转变温度的测定 GB/T19466.3 塑料差式扫描量热法（DSC）第3部分：熔融和结晶温度及热熔的测定 GB/T19587 气体吸附BET法测定固态物质比表面积 GB/T19973.1 医疗器械的灭菌微生物学方法第1部分：产品上微生物总数的测定 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/T21650.2 析介孔和大孔 GB/T21650.3 压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度 第3部分：气体吸附法分 析微孔 GB23101.1 外科植人物羟基磷灰石第1部分：羟基磷灰石陶瓷 GB/T27761# 热重分析仪失重和剩余量的试验方法 GB/T27762 热重分析仪质量示值校准的试验方法 GB/T 30758 耐火材料动态杨氏模量试验方法（脉冲激振法） YY/T0683 外科植人物用β-磷酸三钙 YY/T1445—2016 组织工程医疗器械产品术语 《中华人民共和国药典》（2015年版）四部 3术语和定义 3 YY/T1445一2016中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了 YY/T1445中的某些术语和定义 1 YY/T1716—2020 3.1 生物活性因子bioactiveagent 器械含有的、器械表面具有的或器械内填充的任何可诱导目的性组织或细胞反应的分子成分。 注：生长因子、抗生素等都是典型的生物活性因子。但不包括诱发局部有限生物活性的器械结构成分或降解副 产品。 ［YY/T1445—2016，定义3.41] 3.2 孔隙 pores 固体结构中未被固相物质占据的空间。孔隙可为通孔（也称开孔，固体内通过两个或两个以上的孔 口与外表面连通）、半通孔（与周围孔隙具有一个连通处）或闭孔（固体内与外表面不具有任何连通性）。 注：改写于YY/T1445—2016，定义3.23、3.26、3.24。 3.3 宏孔 macropore 尺寸大于100um的孔。 3.4 微孔micropore 尺寸为100nm～100μm的孔。 3.5 纳米孔 nanopore 尺寸为2nm～100nm的孔。 3.6 通透性 permeability 支架允许液体、微粒或者气体通过的能力。 ［YY/T1445—2016，定义3.28] 3.7 孔隙度 porosimetry 通过非润湿性液体（如水银)在压力自变量下侵入有孔材料的应变量，测定孔隙体积和分布的方法。 3.8 孔隙率 porosity 多孔材料孔隙体积与表观体积的比率。通常以百分数表示。 注：改写于YY/T1445—2016，定义3.29。 3.9 支架 scaffold 用于替代、修复或再生组织的支持物，具有促进细胞迁移、结合、输送，或生物活性因子输送功能 [YY/T14452016，定义3.22 3.10 比表面积 specific surface area 单位质量固体或粉末的孔隙、裂纹、裂缝等所有表面和内部面积的总和。 4总则 本标准为组织工程医疗器械用陶瓷和矿物质基支架的化学、物理和机械性能提供可选测试方法。 包括但不限于：成分、物理性能、化学性能、机械性能、可吸收或可降解性能以及有效的灭菌技术 2 YY/T1716—2020 效性，但是可用于确保既定支架产品性能的一致性。 5化学性能表征 5.1概述 化学性能指材料的化学特性。化学性能检测为支架化学组分提供了必要信息，包括但不限于：组分 种类、分子大小、纯度以及支架表面化学特性。应尽量选择药用或医用级原料进行支架制备，或终产品 应满足医用支架的相应要求。若采用非医用级原材料，则制造商应采用相应的标准检测方法验证其产 品的质量以及生物相容性。 5.2化学成分 可用于材料化学成分的检测方法包括但并不限于：X-射线荧光光谱法、原子吸收分光光度法[《中 华人民共和国药典》（2015年版）四部0406」、红外分光光度法L《中华人民共和国药典》（2015年版）四 部0402]，以及X-射线衍射法［《中华人民共和国药典》（2015年版）四部0451]。 注：X-射线衍射法只是测试化学组分的间接分析方法，在有同型异构体、非晶相以及有机组分存在时，它不能提供 准确信息。 5.3有机组分含量 5.3.1有机组分包括合成以及天然有机化合物。很多方法均可用于有机组分的定量分析。热重分析 法是用于易挥发、易燃烧材料以及组分中灰分含量测定的通用方法。样品中水分，包括表面水分以及通 过化学键结合的水分会影响热重分析法中测得的失重值。热重分析法的测试应依据GB/T27762、 GB/T27761以及《中华人民共和国药典》（2015年版）四部0661。 5.3.2应依据《中华人民共和国药典》（2015年版）四部0500色谱法对产品中有机组分含量进行测 定。低原子量组分可选测试方法包括：气相色谱与质谱联用、液相色谱与质谱联用或与飞行时间质谱联 用。高相对分子质量组分的可选测试方法包括：分子排阻色谱法和电泳法。进行测试前应使用合适的 有机溶剂对样品进行清洗或提纯预处理。 5.4吸/放热性能 描量热法或热分析法以评价产品的热性能，不同相之间的反应以及随温度变化的动力学性能。 5.5杂质、残留及污染物 5.5.1化学杂质及残留是生产过程中产生的预期或未预期的污染。其限量应取决于产品特性及预期 用途。 5.5.2应对可能影响产品安全有效性的杂质进行测定。典型杂质种类包括但不限于：生产过程中使用 的酸、溶剂、未反应完全的原料组分、痕量元素、金属杂质及内毒素。 5.5.3无机残留：应依据《中华人民共和国药典》（2015年版）四部 0800限量检测法以及0400光谱 法，使用电感耦合等离子体质谱法，电感耦合等离子体原子发射光谱法，原子吸收分光光度法等，对支架 中微量金属杂质进行鉴别。样品中金属元素总量的检测应依据《中华人民共和国药典》（2015年版）四 部0821重金属检查法。金属杂质的最大允许限量应符合YY/T0683、GB23101.1以及《中华人民共 和国药典》的相关规定。超出规定的部分应列在相应技术文件中 3 YY/T1716—2020 年版）四部0521使用气相色谱与质谱联用法对低原子量易挥发物进行定性和定量分析。 5.6酸碱度 5.6.1支架引起的周围溶液酸碱度变化直接影响细胞以及组织的新陈代谢，是其性能评价的重要 指标。 5.6.2可通过浸提法制备饱和溶液。将一定质量或体积的支架浸泡在含有定量纯水的封闭容器中，将 该容器置于37℃恒温，搅拌直至体系酸碱度稳定（一般为18h～24h）。取出样品并使用校准的酸碱度 计对该溶液的pH进行检测。同法测试空白样品。 5.6.3若样品在液体中发生分解，应过滤并取滤液进行检测， 注：为确保溶液饱和度，应在制备过程中加入足量样品。可通过选择不同的质量/体积比进行测试以确定饱和点， 体外酸碱度测试并不能完全代表体内环境。然而，它是细胞培养过程中以及材料植入后可能出现的局部酸碱 度变化的重要指标，尤其是低离子浓度条件下可能出现的较大酸碱度变化。 5.7支架表面化学成分 5.7.1如有扩散、对材料的化学处理、涂层或药物组分的引入以及夹杂的存在，支架表面的化学成分可 能与基体不同。 5.7.2应通过适宜的检测方法对材料的表面成分进行验证，如X射线光电子能谱、飞行时间二次离子 质谱等。 5.7.3在进行支架表面分析时，应特别注意样品的准备和前处理。 6物理性能表征 6.1密度 6.1.1基体材料的密度值可用于计算支架的孔隙率。陶瓷和矿物质材料的密度主要取决于材料成分 以及