生物材料降解的评价方法.doc

 对于目前产品的降解性研究是重点，请各部门按此原则撰写研究方案及开展相关研究。需经过审批。
1. 生物材料降解的评价方法
最常用的生物降解评价方法示于表1。
上述评价方法较为笼统，近年国际标准化组织(ISO)对降解研究设计原理与研究方案作了较为详尽的介绍。
a. 设计原理
分析材料在正常使用情况下是否会降解对它的安全性评价来讲十分重要。对所有生物材料都进行降解研究既不可能也没有这个必要。因此，对哪些情况应考虑有必要进行降解研究、哪些情况可不必进行降解研究，ISO10993-9中作了原则规定。
作为判别，主要根据如下:
(1)下列情况应考虑进行降解研究
(a)材料是可被生物吸收的;
(b)长期植入材料(大于30d)，可能产生明显的生物降解;
(c)通过对材料的广泛研究表明，在材料(尤指介入或植入材料)与人体长期接触期间，毒性物质可以或可能释放出来。
(2)下列情况不必进行降解研究
(a)可溶出的或以一定的量和速度从特定材料中释放出的物质已经过安全性评价及具有安全临床使用史;
(b)在预计使用中已有充分的有关物质和降解产物的安全性评价研究数据。
即使是有必要进行降解研究的材料，在设计降解系统评价前应首先熟悉文献中介绍的此种材料降解机理和生物降解的情况。根据文献中实验研究以及临床实验研究的结果进行判定。若能证明此材料已进行了降解的系统评价，它的结论是符合ISO10993-1中的规定要求或为生命体能接受此材料或能被证明已为临床长期安全应用，或有文献及实验研究中实验数据证明它与已知材料的降解研究一致，则无须进行雷同的试验。在设计降解评价方法时应考虑材料的化学特性与物理特性，所制成的器械和它的作用原理、使用时间、位置及其局部环境的化学特性等因素，对不同材质的部件要考虑不同的降解机理的区别。评价方法应与这些条件相符合。若能检索到相应的标准与文献中通用推荐的方法，应优先考虑采用规定的降解产物定性与定量标准。
由于研究降解问题比较复杂，设计实验方案尤为困难，目前大都采用体外的方法进行试验，在此基础上，根据体外研究结果考虑是否进行体内研究。体内研究时应考虑动物保护(见ISO10993-2)。用体外法评价材料和医疗器械的降解的方法有简单的，也有复杂的，简单的如材料浸泡在0.9%生理盐水中37±1℃72h、50℃±2℃ 72h、70℃±2℃ 24h、121℃±2℃ 1h，较复杂一些的如浸泡在含有酶、磷酯等的溶液中进行材料降解的情况观察。必要时材料或器械承受外加机械应力情况下进行降解试验，材料和器械体外降解试验的方法有两种，一种是加速试验，一种是实际时间试验。其过程如图1所示。
b. 研究方案
(1)降解研究方案的制定
降解研究方案的制定应包括确定降解产物的分析方法，以便通过这些方法调查、研究降解产物的下列特性:
(a)降解产物化学和物理化学性能;
(b)降解过程材料或器械部件及裂解物的表面形态;
(c)降解产物的生物性能及生物化学性能。
降解产物释放的程度和速度取决于其在表面浓度、从材料内部向表面的迁移速率、产物在生化媒介的溶解性、生化媒介的流动状态等。研究方案中应描述生成降解产物的方法。材料或器械在降解实验进程产生的降解产物可能是颗粒状的，也可能是可溶性的化合物。需要采用适当的方法对它们进行定性，并在研究报告中对采用的方法加以说明。
如若需要对降解产物进行生物学评价，应排除材料或器械中原有的其他物质(如残留单体、溶剂、催化剂、填料、加工助剂等)的影响。对多组件构成的器械，研究方案应考虑到每一种组件/材料，及不同组件间的协同降解问题。
(2)降解评价中需考虑的问题
如果缺少有关材料或器械降解和潜在降解产物的生物反应方面的重要数据，那么应考虑下列实际情况。如: 材料和器械基本情况分析:
(a)产品名称
(b)对其外形、作用与设计原理等的描述;
(c)器械使用的功能;
(d)使用时基本要求;
(e)使用的生物环境;
(f)材料化学成分及组成;
(g)材料条件(加工工艺、灭菌方法等);
(h)表面情况分析;
(i)是否是单个组件的情况;
(j)与其他组件共同使用的每个单个组件的情况;
(k)多组件器械则要评价每一组件;
(l)与生物体接触使用的时间;
(m)其他特征。
再如: 在评价潜在的和已知的降解产物时，特别应注意:
(a)主体材料的改变(如主体和表面碎片)能导致不同性质的降解产物，其结果会影响表面稳定性。导致主体材料发生变化的因素主要有: 灭菌、贮存、安装、植入操作、体内植入与组织的相互作用等。
(b)导致物质从表面释出的因素主要有: 腐蚀、溶出、迁移、解聚合、脱落、剥落等。
(c)多组件器械及与其他组件共同使用的器械除了考虑单个组件与组织作用外，还应考虑同一器械各组件界面之间的作用。主要有: 磨损、磨损腐蚀、结构断裂、分离成层、层剥离、物质从一个组件迁移到其他组件等。
c. 试验报告
写好降解实验结果的总结报告十分重要，试验报告应包括以下信息:
(1)材料和器械的基本情况(如，化学成分、加工过程及条件、表面处理等工艺情况，还应描述它的功能、使用和植入物的植入部位);
(2)降解评价和降解评价的原理;
(3)降解产物的定性和定量(例如，降解产物的形状和条件及它们的稳定性和所使用的对照);
(4)试验方法、试验条件、试验材料和试验过程(包括对照)的描述;
(5)分析方法，包括限量和对照的描述;
(6)符合GLP的陈述;
(7)结果总结;
(8)结果、解释和讨论。