ICS 11.040.40 CCS C 35 中华人民共和国国家标准 GB/T41672—2022 外科植入物 骨诱导磷酸钙生物陶瓷 Implants for surgery-Osteoinductive calcium phosphate bioceramics 2023-08-01实施 2022-07-11发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T41672—2022 目 次 前言 引言 IV 范围 1 2规范性引用文件 3术语和定义 4技术要求 5试验方法 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 参考文献 GB/T41672—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《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人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。 本文件主要起草人：朱向东、李向锋、袁墩、梁洁、邓翔、张凯、张兴栋、陈和仲、张丽、邹文、李雪峰、 马春宝、李立宾。 II GB/T41672—2022 引言 组织诱导性生物材料是我国科学家提出的原创新学说，作为首个中国定义被列人《二十一世纪世界 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 心和基石，我国科学家于国际上率先开发出新一代可诱导骨形成的人工合成材料，即骨诱导磷酸钙生物 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 陶瓷产品的安全和有效 因子，可直接通过与机体的相互作用，募集并诱导间充质干细胞向成骨细胞分化，进而诱导新骨形成的 一类新型生物活性陶瓷。 TV GB/T41672—2022 外科植入物骨诱导磷酸钙生物陶瓷 1范围 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人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 本文件。 GB/T1480 金属粉末 干筛分法测定粒度 GB/T 9724 化学试剂pH值测定通则 GB/T16886（所有部分）1 医疗器械生物学评价 GB/T19077 粒度分析激光衍射法 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外科植入物植人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）一Microstructuralchar- acterizationPart l: Determination of grain size and size distribution] 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 现象。 注：材料是否具有骨诱导性通常通过其植人动物非骨部位（皮下或肌内）是否有新骨组织形成来判断 3.2 骨传导 osteoconductivity 骨组织从植人体-骨界面沿植人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 植人体和原骨间的结合。 3.3 生物陶瓷 bioceramics 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。 1 GB/T41672—2022 3.4 磷酸钙生物陶瓷 calciumphosphatebioceramics 由磷酸钙盐构成的、具有骨传导性的一类生物活性陶瓷 注：通常指羟基磷灰石(HA)陶瓷、β磷酸三钙(β-TCP)陶瓷或者二者的复合物 3.5 骨诱导磷酸钙生物陶瓷 osteoinductive calcium phosphate bioceramics 由磷酸钙盐构成的、同时具有骨传导性和骨诱导性的一类生物活性陶瓷 注：通常指羟基磷灰石（HA)与β磷酸三钙（β-TCP)（HA/β-TCP）构成的多孔复相陶瓷，以及其他可诱导新骨形成 的单相或复相磷酸钙盐陶瓷。 3.6 宏孔 macropore 陶瓷块体内部或颗粒堆积形成的孔径不小于100um的孔。 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）。 3.7 连通孔interconnectedpore 与一个或多个宏孔相连通、孔径为10μm～150um的孔。 注：附录A给出了骨诱导磷酸钙生物陶瓷连通孔结构的示意图（见图A.1)及SEM照片（见图A.2)。 3.8 微孔micropore 陶瓷骨架上孔径小于10μm的孔。 3.9 总孔隙率 total porosity 孔隙总量占陶瓷块体或颗粒体积的比例。 3.10 微孔隙率 microporosity 孔径小于10um的孔隙总量占陶瓷骨架体积的比例。 4 技术要求 4.1 外观及尺寸 4.1.1外观 陶瓷为白色（经辐照灭菌后呈微黄色或浅棕色），无肉眼可见杂色物。块状型产品的表面应无明显 的缺损和裂纹。 4.1.2形状尺寸 应标明骨诱导磷酸钙生物陶瓷的物理形状，如颗粒或块状。产品尺寸规格应按照下列方式确定： 块体产品，对于块状定型产品，公差为土1.0mm。 颗粒产品，应标明颗粒最小和最大尺寸。 4.2理化性能 4.2.1钙磷原子比（Ca/P) Ca/P应为1.50~1.67。 2 GB/T41672—2022 4.2.2 相成分及相含量 由HA和β-TCP的两相或单相组成，其他杂相允许的最大含量为5.0% 4.2.3 孔结构 4.2.3.1 总孔隙率 应不小于50%。 4.2.3.2 宏孔孔径 应为100μm~800μm。 4.2.3.3 连通孔径 应为10μm~150μm。 4.2.3.4 4微孔隙率 应不小于10%。 4.2.4 平均晶粒尺寸 应不大于2.0μm。 4.2.5 pH值 pH值变化不应超过初始值的0.3。 4.2.6 微量元素含量 重金属杂质元素的极限含量见表1。 表11 重金属杂质元素的极限含量 元素 最大含量/（mg/kg） 砷(As) 3 镭(Cd) 5 汞(Hg) 5 铅(Pb) 30 重金属总量（以Pb计） 50 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1o00mg/kg时，应在材料描述中予以 注明。 4.3 类骨磷灰石形成能力评价 材料浸泡于模拟体液3d后，扫描电镜应观察到材料表面类骨磷灰石的形成。 4.4 生物相容性评价 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。 3 GB/T41672—2022 4.5 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 5.15 外观及尺寸 5.1.1外观 将试样放在白色瓷盘中，在自然光下或明亮处（照度300Ix）以正常或矫正视力观察。 5.1.2形状尺寸 5.1.2.1形状：目测。 5.1.2.2块状产品尺寸：用游标卡尺测定。游标卡尺精度：0.02mm。 5.1.2.3 3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 5.2.2.1 相成分：按照GB/T23101.3的规定进行。 5.2.2.2 相含量：按照GB/T23101.3的规定进行。 5.2.3孔结构 5.2.3.1 总孔隙率 材料的孔隙率按照式（1）计算。 P=100%- X100% 式中： P—孔隙率，%； d，一生物陶瓷的密度，单位为克每立方厘米（g/cm）； d一生物陶瓷的理论密度，单位为克每立方厘米（g/cm） 计算d，时，选用最小体积2cm"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）。 m ........(2) 式中： 陶瓷的质量，单位为克（g）； 4 GB/T41672—2022 V一一陶瓷的体积，单位为立方厘米（cm"）。 计算d的公式见式（3）。 MFHA MF-TCP dHA d,-Tcp dh= ·dp-TCP MFHA+ MFp-TCP MFHA+ MFpTCP dHA dHA dprcp dp-rcp .（3) 式中： MFHA HA的含量（质量分数），%； MFp-TCP β-TCP的含量（质量分数），%； duA 致密HA的理论密度，取值3.15g/m。 dgTcp 致密β-TCP的理论密度，取值3.07g/m。 如颗粒不由块