骨植入试验
1、试验目的
本方法系将植入物插入试验动物的骨组织内,对试验样品植入物与对照样品植入物的生物学反应进行比较,评估骨组织对植入材料的生物学反应。植入部位宜根据材料的最终用途选择松质骨“海绵状”或皮质骨。
2、试验依据标准
GB/T 16886.6 -2022 医疗器械生物学评价 第6部分:植入后局部反应试验;
ISO 10993-6:2016 Biological evalsuation of medical devices—Part 6: Tests for local effects after implantation。
3、样品制备
固形样品可加工成螺钉状或刻有螺纹,以使植入物在骨内能保持最初的稳定性。如无法加工成螺钉状,可制成圆柱形。根据材料属性和试验目的可采用其他样品形状(如棒状、糊剂)。
植入物尺寸根据选用的试验动物和骨的大小来确定,骨干中部皮质骨内植入物应考虑下列典型的尺寸:
a)兔:直径2mm, 长6mm的圆柱状植入物;
b)犬、绵羊和山羊:直径4mm、长12mm的圆柱状植入物;
c)兔、犬、绵羊、山羊和猪:2mm~4.5mm 骨内螺钉式植入物。
4、对照样品的选择
对照样品可以为上市对照,也可以依据GB/T 16886.12 附录A 选择阴性对照材料,如PE, 硅树脂、氧化铝、不锈钢。
5、实验动物
植入物应植入啮齿动物、犬、绵羊、山羊、猪或兔的骨内,按照ISO 10993-2规定的原则选择其中的一种动物。种属间骨的生理学差异至关重要,宜在植入前先对其进行评估。另外,相同种属的非特定目的选育的动物之间骨质量可能会有变异,并且可能需要测定骨密度,以识别合适的试验动物和解释试验结果。
6、植入部位
试验和对照样品应采用等效的解剖位点,试验植入物应植于对照植入物的对侧。选择植入部位应使植入物移位的风险为最低。每一植入期应评价至少10个试验样品和10个对照样品。用于评价一种材料的组织样本应至少取自3只动物。
植入部位的数目应按下列:兔每只最多应有6个植入部位,包括3个试验样品和3个对照样品。犬、绵羊、山羊或猪每只最多应有12个植入部位,包括6个试验样品和6个对照样品。任何一直动物不应植入多于12个样品。
选择动物大小、动物体重和年龄以及植入部位时,宜确保植入物放置不会造成试验部位病理性骨折的重大风险。使用年幼动物时,确保植入物避开骺区或其他未发育成熟骨尤为重要。
7、植入步骤
进行骨制备时,采用低转速并间歇地在骨上钻孔,操作时用生理盐水和吸引器进行充分灌洗,因为过热可导致局部组织坏死。
植入物直径与骨植入床适配良好对于避免纤维组织向骨内生长至关重要。
暴露每个股骨或胫骨的皮质,钻出适量的孔用于植入样品、兔最多制备3个孔,较大动物最多制备6个孔,植入前将孔扩至最终直径或攻出螺纹。柱状样品用手指按压嵌入,螺钉状植入物用器械按预定转矩旋紧到位并记录该转矩。
8、植入周期
应根据临床可能接触时间,或是持续至相应生物学反应达到或超过某一稳定状态的时间,来确定试验周期,所选择的时间点应进行说明和论证。确保生物学组织反应达到稳定状态。表1为标准推荐的长期植入观察期选择。
表1. 皮下组织、肌肉、骨长期植入试验观察期选择
动物品种 | 植入期(周) | ||||
13 | 26 | 52 | 78 | 104 | |
小鼠 | × | × | × | — | — |
大鼠 | × | × | × | — | — |
豚鼠 | × | × | × | — | — |
家兔 | × | × | × | × | |
狗 | × | × | × | × | × |
绵羊 | × | × | × | × | × |
山羊 | × | × | × | × | × |
猪 | × | × | × | × | × |
9、取样
到试验终点时,安乐处死动物后,解剖取样。制作病理切片,HE染色。
10、生物学反应评价
通过记录不同时间点观察到的肉眼和组织病理学反应来评价生物学反应。将试验样品、对照样品或假手术部位的反应进行比较。依据GB/T 16886.6 附录E进行植入后局部生物学反应评分。与上市对照或者音信对照比较,依据下表判定器械的组织反应。
表6. 组织病理学结果判定
总评分 | 组织反应 |
0.0~2.9 | 无刺激 |
3.0~8.9 | 轻微刺激 |
9.0~15.0 | 中度刺激 |
>15.0 | 重度刺激 |