GB∕ T 16886.6-2022 醫(yī)療器械生物學評價 第6部分：植入后局部反應試驗

國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I Ⅲ 1 1 2 2 3 7附錄A(規(guī)范性)皮下組織植入試驗方法 9附錄B(規(guī)范性)肌肉植入試驗方法 附錄C(規(guī)范性)骨植入試驗方法 附錄D(規(guī)范性)腦組織植入試驗方法 附錄E(資料性)植入后局部生物學反應評價示例 參考文獻 22Ⅲ 1本文件也適用于評價臨床上預期用于局部損傷表面或損傷內表面的醫(yī)療器械產生的局部組織本文件不適用于預期評價或測定試驗樣品在機械或功能負荷方面的性能下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文ISO10993-1醫(yī)療器械生物學評價第1部分：風險管理過程中的評價與試驗(Biologicalevalua-tionofmedicaldevices—Part1:EvaluationandtestingwithinariskmanagementprocesISO10993-2醫(yī)療器械生物學評價第2部分：動物福利要求(Biologicalevaluationofmedicaldevices—Part2:Animalwelfarerequirements)ISO10993-4醫(yī)療器械生物學評價第4部分：與血液相互作用試驗選擇(Biologicalevaluationofmedicaldevices—Part4:Selectionoftestsforinteractionswithblood)ISO10993-12醫(yī)療器械生物學評價第12部分：樣品制備與參照材料(Biologicalevaluationofmedicaldevices—Part12:S2ologicalevaluationo3為在放置前固化的多組分材料，可在使用前進行組分混合并在植入前進行4.2.5非固形材料(包括粉劑)可裝在兩端開口的圓柱形管內用于植入后局部反應試驗(見ISO10993-聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)管常用于本試驗。PE管經高壓蒸汽處理可能會4.2.6應通過與已確立臨床可接受性和生物相容性的類似樣品/材料的組織反應進行比較來進行應形成文件。附錄A、附錄B、附錄C和附錄D給出了各種植入部位的試驗方法。如選擇其他植入部5.1.2對于可吸收性材料，應采用一種適當的方式標部位。推薦僅在間隔較短的研究中使用非侵入持久性的皮膚標記和/或模板標記樣品植入位置。在大夾)組成的位置標記物來標記植入位置。這些位置標志物可以在組織學處理之前，在不影響試驗樣品-45估計剩余可吸收性材料的百分比(%)。推薦開展跨越植入物重要降解時間框架的長期研究?？稍诟鶕唧w情況考法(如超過50%質量損失或50%機械強度損失),以更加快速地觀察植入后的末期事件。但是，這種研5.3.6對于長期研究，表1中給出了非吸收性生物材料普遍可接受的觀察周期。宜按照ISO10993-2動物種屬植入周期/周小鼠XXX大鼠XXX豚鼠XXX兔XXXXX犬XXXXX綿羊XXXXX山羊XXXXX豬XXXXX注：“X”表示不同動物種屬可接受的試驗周期，“一”表示不適用?！み@些是常用的植入周期；但是，根據試驗材料的具體特征可能有其他的適用周期。根據試驗材料預期臨床使用情況而定，并非所有的植入周期都是必需的。5.4.1手術應在常規(guī)麻醉條件下進行，如采用其他麻醉形式應進行論證，并應符合ISO10993-2。5.4.2附錄A、附錄B、附錄C和附錄D中描述了每只動物的植入數量和每一觀察期的動物數量。應65.4.4研究期間應定期觀察并記錄動物的健康狀況。術后應在適宜的間隔期觀察試驗中的每只動物，5.4.5宜在適當的間隔期測量體重。術后鎮(zhèn)痛劑的使用應符合ISO10993-2的要求。5.4.6在試驗周期結束時，采用過量麻醉劑或符合ISO109通過記錄不同時間點觀察到的肉眼和組織病理學反應來評價生物學反應。在相對于每個植入物的等效位置進行對照和試驗植入物的比較，這樣可將組織與植入物之間相對圓柱形樣品的評價區(qū)域為其兩端之間的中部。對于帶溝槽的圓柱形植入物，適于評價區(qū)域為凹槽樣品應至少取自3只不同的動物。能夠進行局部組織病理學反應評價。如候選供試材料在檢查部位不明顯(可吸收性材料),可擴大切取的植入部位樣本進行化學固定。10%的福爾馬林溶液適用于大多數材料的化學固定和染色。根據組織樣本的大小，固定24h到72h是合理的。進行化學固定后和切片過程中保留在原位。這可能更適用于隨時間有組織長入如有存在健康狀況不佳和大體病理學指征，或試驗設計用于評價全身毒性，適宜時應采集其他7當組織或植入物不能采用石蠟切片技術時，可能需要采用其他包埋/切片技術(如塑料包埋)對組組織學評價的記分系統應關注受影響部位的范圍，采用定量(以微米計)或半定量(見附錄E)的方d)出現壞死及其范圍程度；參考文獻[25]和[26]描述了定量記分6.1總則獨進行評價和報告。報告應包括5.1至5.5中所列各項內容，另外還應報告下列項目。89A.5.3頸部植入采用大鼠時，在頸部兩側分別植入一個對照植入物和試驗樣品植入物，植入物之間應不能互相接A.6植入周期A.7生物學反應評價評價應考慮第5章的規(guī)定。A.8試驗報告試驗結果的表述和最終試驗報告應包括第6章中規(guī)定的項目，并應包括所選擇的具體方法的理由。(規(guī)范性)B.1適用范圍本試驗方法用于評估肌肉組織對植入材料的生物學反應。B.2原理本試驗方法系將植入物插入實驗動物肌肉內，對試驗樣品植入物與對照樣品植入物的生物學反應進行比較。對照材料是已確立臨床可接受性和生物相容性的醫(yī)療器械所采用的材料。B.3試驗樣品當與臨床相關樣品的全身毒性研究相結合進確保肌肉大小充分適應植入樣品。每次試驗只能使用一種動物。麻醉下將植入物插入動物的肌每一植入期至少采用3只動物和足夠的植入部位，總數達到10個試驗樣品和10個對照樣品。用于評價的試驗和對照樣本應至少來自3只不同的動物。如需要比較的對照材料預計產生的反應大于極輕微反應時，可在試驗材料的對側部位增加植入另非吸收性對照樣品應在每一時間點進行評價。如果能提供可接受的科學論證并形成文件，則可接采用兔脊柱旁肌時，將足夠數量的試驗樣品沿脊柱一側植入肌內，與脊柱平行，離中線25mm~50mm,各植入物間隔約25mm。同法在每只動物評價應考慮5.5規(guī)定的要求。試驗結果的表述和最終試驗報告應包括第6章中規(guī)定的要求。(規(guī)范性)C.1適用范圍本試驗方法用于評估骨組織對植入材料的生物學反應。植入部位宜根據材料的最終用途選擇松質本研究可用于比較同種材料不同表面結構或條件的影響，或用于評價材料經各種處理或改性后的本方法系將植入物插入實驗動物的骨組織內，對試驗樣品植入物與對照C.3試驗樣品試驗和對照樣品的常規(guī)制備按4.2的規(guī)定。固形樣品可加工成螺釘狀或刻有螺紋，以使植入物在骨內能保持最初的穩(wěn)定性。如無法加工成螺C.3.3試驗樣品尺寸植入物尺寸根據選用的實驗動物和骨的大小來確定，骨干中部皮質骨內植入物應考慮下列典型的當與全身毒性研究合并進行臨床相關樣品的植入試驗時，可以使用與解剖學結構相適應的其他試驗和對照樣品應采用等效的解剖位點，試驗植入物應植于對照植入物的——對照樣品—動物模型；——3個試驗樣品——3個對照樣品——6個對照樣品 歷史對照數據。每一時間點至少宜有8個試驗和8個陰性對照部位(雌雄各半),以評價局部神經反應。試驗和對照樣品應使用等效的解剖學位點。仔細選擇植入部位和手術程序對于減小機械創(chuàng)傷的風險至關重要。每只動物應只植入一側大腦半球，并且應只包含一種類型的試驗或對照植入物球。因此，植入物激活的小神經膠質細胞可能沿著胼胝體遷移，繼而影響到對側大腦半球的生物學反能力是非常重要的。因此，將試驗組動物和對照組動物分開是非常有意義的。在植入器械反應的評價每只動物在植入前宜進行稱重并在植入后定期稱重。在進行適宜的鎮(zhèn)痛和動物在手術過程中宜進行適宜的固定。使用無菌操作技術，暴露顱骨并立體定位手術法可以顯著控制放置的精度，將插入部位的物理損傷降到最D.7植入后觀察為，以及是否有因手術造成的任何異常臨床體征?；谧畛跤^察結果調整觀察頻次。如果動物使用抗生素治療，這一點需要進行說明。因為某些化合物如米諾環(huán)素能直接調節(jié)腦小神經膠質細胞和巨噬細應對每只動物進行詳細(1次/周)的體檢，以監(jiān)測一般健康狀況。應記錄與宜在試驗開始前設定將動物從試驗前早期剔除的終點。一旦出現嚴重的臨床反應，宜咨詢主治獸醫(yī)師、有資質的實驗動物獸醫(yī)師或經培訓能識別動物臨床損害的人員進行臨床檢查。宜由主治獸醫(yī)師評價應考慮5.5中規(guī)定的要求。應對所有肉眼檢查中觀察到的總體改變進行進一步的顯微鏡評價。宜盡可應檢查對照組和試驗組動物的腦組織。另外，應肉眼檢查過早死亡或在研究過參考文獻來支持，這些參考文獻描述了用于評價神經退行性變或神經膠質增表D.1大腦的生物標志物和染色示例蘇木素和伊紅(H&E)自發(fā)熒光GFAP(星形膠質細胞的生物標志物)鈣離子結合銜接分子1(小神經膠質細胞特異性)專題病理學家宜制定用于識別炎癥的細胞準則和特征。宜預先規(guī)定定性和定量參數。表E.4中給變形過程中突起減少，以識別小神經膠質細胞反應的階段。識別巨噬細胞樣細胞的存在。如果存在相b)植入物周圍星形膠質細胞增生和結締組織區(qū)域；c)大血管數量的增加； (資料性)下文和參考文獻(見[21]、[25]、[26]、[31]和[40])中描述了這種半定量記分系統的一些示例，表E.1和表E.2描述的評價系統可轉換為表E.3描述的植入物評價系統。表E.4中給出了神經組織反該研究報告宜對每種細胞類型和新生血管形成反應進行說明。對于表E.1組織學評價系統示例——細胞01234多形核白細胞0重度浸潤00巨噬細胞0巨細胞0重度浸潤0極少中度phf=高倍(400×)視野。012340結構結構表E.2組織學評價系統示例——組織反應(續(xù))012340中度厚區(qū)域脂肪浸潤0數層脂肪細胞和聚集區(qū)域延伸擴大表E.3半定量評價系統示例試驗樣品聚合物XYZ植入時間2周對照樣品試驗樣品對照樣品F.1炎癥多形核白細胞212111110010000000巨噬細胞222111巨細胞111000000000合計(×2)464000000111111脂肪浸潤000000111111總分(F.1和F.2)57511.7(一)000000異物碎片000000444444注：對于可降解材料可能需要進一步觀察，即降解程度。用于確定下面結論中刺激等級，負差記錄為零。組織學評價記分代表該動物在所檢查的植入物總數的平均記 01234——多形核白細胞；——淋巴細胞0中度浸潤重度浸潤巨噬細胞/格子細胞多核巨細胞(MGC)00中度0局灶性，1個～3個芽4組～7組毛細血管增結構結構0中度厚區(qū)域浸潤phf=高倍(400×)視野。[4]ISO5832-4Implantsforsur[6]ISO5832-6Implantsforsurgery—cobaltchromium-nickel-mo[8]ISO5832-8Implantsforsurgery—[9]ISO5834-2Implantsfo[10]ISO6474-1Implantsforsur[11]ISO6474-2Implantsforsurgery—Ceramicmaterials—Part2:Compo[12]ISO7405Dentistry—Evaluationofbiocompatibilityofmedicaldevicesusedindentistry[13]ISO10993-9Biologicalevaluationofmedicaldevice[14]ASTMF748StandardPractice[15]ASTMF763StandardPracticefo[16]ASTMF981StandardPracticeforAssessmentofCompatibilityofBiomategicalImplantswithRes[17]ASTMF1983StandardPracticeforAssessmentofCompatibiltiyofAbsorbable/Resorbale[18]MHLWNotification,PrinciplesforBiologicalSafetAKUSHINNo.0213001(2003.02.13)[19]COHEN,J.,AssayofForeign-BodyReaction,JournalofBoneandJointSurgery,41A,[20]DEJONG,W.H.,BERGSMA,J.E.,ROBINSON,J.E.andBOS,R.R.M.,Tissueresponsepartiallyinvitropredegradedpoly-L-lactideimplants,Biomaterials,26,2005,pp.1781-1791[21]WISE,D.L.,TRANTOLO,D.J.,ALTOBELLI,D.E.,YD.,SCHWARTZ,E.R.andDEKKER,M.,EvaluatingtheBiologicalEffectsofMedicalDevices,Ency-clopedicHandbookofBiomaterialsandBioengineering,1,NewYo[22]FERGUSON,A.B.Jr.,LAING,P.G.andHODGE,E.S.,TheIonizationofMetalIminLivingTissues,JournalofBoneand[23]GERET,V.,RAHN,B.A.,MATHYS,R.,STRAUMANN,F.andPERREN,S.M.,InvivoTestingofTissueToleranceofImplantMaterials:ImprovedQuantitativeEvaluationReductionofRelativeMotionattheImplantTissueInterface,fromCurrentionofFracture,H.K.Uhthoff(ed.),SpringerVerlag,1980[24]GERET,V.,RAHN,B.A.,MATHYS,R.,STRAUMANN,F.andPERREN,S.M.,ofRelativeMotionattheImplant-TissueInterface.EvaluationofBiomaterials,G.D.WinteK.deGroot(eds),J[25]IKARASHI,Y.,TOYODA,K.,OHSAWA,N.,UCHIMA,T.,SATO,M.,TAKAHASHI,M.andNAKAMURA,A.,Comparativ[26]IKARASHI,Y.,TSUCHIYA,T.,TOYODA,K.,KOBAYASH[27]KAMINSKI,E.J.,OGLESBY,R.J.,WOOD,N.K.andSANDRIK,J.,TheBehaviorofBio-logicalMaterialsatDifferentSitesofIm[28]LAING,P.G.,FERGUSON,A.B.Jr.andHODGE,E.S.,TissueReactionExposedtoMetallicImplants,J[29]LANGELAND,K.,GUTTUSO,J.,LANGELAND,L.L.andTOBON,G.,Mestudyofbiologicalresponsetoendodonticmaterials.TissueresponsetoN2(rootcanalsealer),Oral[30]PREUL,M.C.,BICHARD,W.D.,MUENCH,T.andtissuesealantsforneurosurgery:useofanovelhyd[31]RAHN,B.A.,GERET,V.,CAPAUL,C.,LARDI,M.andSOLOTHURNMANN,B.,Mor-phometricEvaluationofTissueReactiontoImplantsApplicationsofBiomaterials,A.J.C.Lee,T.AlbrektssonandP.-1.Branemar[32]TILNEY,N.L.,Patternsoflymphaticdrainageintheadultlaboratoryrat,J.Anat.109[33]TORNECK,C.D.,ReactionofRatConnective[34]TORNECK,C.D.,ReactionofRat[35]TURNER,E.,LAWRENCE,W.H.andAUTIAN,J.,SubacuteToxicityTestingofterialsUsingHistologicalEvaluationofRabbitMuscleTissue,JournalofBiomedical[36]UPMAN,P.J.,ToxicityTesting(ofmedicaldevices),HandbookofBiomaterialsEvalua-tion,A.VonRecum(ed.),2nded.,Taylor&.Francis,1998,pp.285-286[37]UPMAN,P.J.andMUENCH,T.,ComprehensiveHistopathologyScmaterialImplants,Am.CollegeofToxicologymeeting,PalmSprings,CA,NovpublishedInternationalJournalToxicol.,23,2004,p.384[38]USFDA-CDRHGuidancedocumentfortestingbvailableunder:/cdrh/ode/odegr[39]U.S.Pharmacopeia,Biologica[40]PizzoferratoA.,SavarinoL.,SteaS.,TacasesofHipProsthesisFailure.Biomaterials.1988,9p[41]YamadaT.,NakaokaR.,SawadaR.,MatsuokcroinjectionofHydroxylated-[60]FullerenceonBrainMonoahaviourinRats.J.Nanotechnol[42]FanningN.F.,WillinskyR.A.,terBruggeK.G.WalusAfterEndovascularCoilOcclusionofIntraduralCerebralAneurysms.J.Neurosurg.2008,108(6)[43]Wiesenfeld-Halli