1.名词释义

降解 (Degradation)：指材料在体内环境中（如体液、酶、细胞作用下）化学结构发生破坏，导致分子量下降、物理机械性能丧失的过程。

吸收 (Absorption)：指降解产生的低分子量物质被机体代谢（如进入三羧酸循环）或通过排泄途径（如肾脏）清除出体外的过程。

注意：降解是吸收的前提，但降解产物不一定都能被完全吸收。

体外降解 (In Vitro Degradation)：指在实验室模拟环境中（如缓冲溶液、特定酶溶液）进行的材料降解研究。虽有参考价值，但难以完全模拟体内复杂环境。

体内降解 (In Vivo Degradation)：特指材料在活体组织环境（体内）中发生的降解过程，受到局部生理生化条件（pH、酶、细胞、血流）、植入部位、机械负荷等多种体内特有因素的影响。本文核心讨论内容。

 

2.什么情况需要考虑体内降解？

根据GB/T 16886.1-2022《医疗器械生物学评价第1部分：评价和试验》6.3.2.13中降解的描述：

对于任何可能在人体内降解的医疗器械、医疗器械组件或组织内残留的材料,应提供降解信息。在下列情况下应考虑生物降解试验：

a)医疗器械设计成可吸收的，或

b)最终医疗器械被公认为在人体接触期间可能会释放毒性降解物质。

 

3.哪些产品需要考虑体内降解？

1. 手术缝合线 ：PGA+PLA缝线、PCL+PLGA缝线、胶原蛋白缝线

2. 骨科固定器械：可吸收骨钉/骨板、镁合金骨钉

3. 心血管植入物：可吸收血管支架、心脏封堵器

4. 组织工程支架：神经导管、软骨修复支架

5. 止血与防粘连产品：氧化再生纤维素、明胶海绵、防粘连膜

6. 药物递送系统：可吸收载药微球、化疗粒子

 

4.体内降解评价的核心关注点（缝合线为例）

评价可吸收缝线的体内降解，核心在于了解其在活体环境中的变化规律及其对宿主的影响：

质量/体积损失：在不同时间点取出植入物，测量剩余质量或体积，绘制降解曲线

分子量变化：监测材料平均分子量，随植入时间下降的情况，这是材料结构破坏的直接证据。

力学性能衰减（有效性）：监测缝合线拉伸强度等力学性能随时间的变化。对于缝线，强度维持时间是关键的效能指标，必须覆盖伤口愈合的关键期（如14-21天或更久，取决于应用部位）。

降解产物分析：

产物识别与定量：分析植入物周围组织或体液中存在的降解产物（单体、低聚物）。

局部微环境变化：监测降解产物（特别是酸性降解产物如乳酸、羟基乙酸）导致的局部pH值变化。

分布与清除：研究降解产物在局部组织、淋巴、血液中的分布以及通过代谢（如进入三羧酸循环）或排泄（尿液）清除的速率和程度。

局部组织反应：

炎症反应：评估植入部位由材料本身及其降解产物引发的炎症细胞（中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、异物巨细胞）浸润程度、类型和持续时间。理想的降解应只引起轻度、短暂的生理性炎症。

组织病理学：显微镜下观察植入部位的组织结构变化、纤维包膜形成情况、材料碎片的存在及细胞对其的反应（吞噬、包裹）。

全身反应（若适用）：对于大量植入或降解产物可能进入循环系统的情况，评估对主要器官（肝、肾、脾等）的潜在影响及全身毒性迹象。

钙化：某些降解环境或材料（尤其是一些聚酯类）可能促进局部钙盐沉积（钙化）。

 

5.体内降解评价方法

体内降解的评价高度依赖动物模型植入实验，结合多种终点分析：

体内植入实验

模型选择： 常用大鼠、兔子、豚鼠、羊等。植入部位通常选择皮下、肌肉或与预期临床应用相关的组织（如筋膜、子宫）

时间点设置： 根据预期的降解速率，设置多个时间点（如1, 2, 4, 8, 12, 26, 52周）取样分析。

取样与分析技术：

宏观观察：拍照记录形态变化、碎片化情况。

质量/体积测量：计算残留率。

分子量测定：GPC (凝胶渗透色谱)。

力学性能测试：拉伸试验机测定断裂强力等。

材料表征：SEM (扫描电镜) 观察表面/断面形态变化；FTIR (傅里叶变换红外光谱)、DSC (差示扫描量热) 分析化学结构/结晶度变化。

植入部位组织取样与分析：

组织病理学 (H&E染色)： 评估炎症反应类型、程度、纤维化、材料碎片、钙化等。这是评价局部组织反应的金标准。

酶组织化学/免疫组化： 识别特定炎症细胞类型（如巨噬细胞标志物CD68）或炎症因子表达。

体液/组织液分析 (若适用)：

pH值测定： 局部组织液pH。

降解产物检测： HPLC (高效液相色谱)、LC-MS (液质联用) 定量分析组织匀浆或体液中的单体/低聚物浓度。

炎症因子检测： ELISA等检测局部或全身性炎症因子（如IL-1β, IL-6, TNF-α）。

 

6.官方答疑

可降解镁金属骨科植入物注册技术审查要点探讨

发布日期：2021-02-26

为观察镁金属骨科植入物的体内降解性能、代谢转归和局部组织反应、骨长入效果等，建议使用适当的动物模型进行动物实验。产品定型前考虑到动物福利和成本，可采用小动物模型进行作用原理、可操作性、安全性等方面的验证，产品定型后可采用大动物模型进行研究。对于可降解产品，可根据体外降解试验评估产品的降解时间，以确定观察期，其观察期通常设置三个时间点：没有或仅有少量降解、降解过程中（建议包括降解达到或超过50%质量损失的时间点）、组织反应达到稳定状态或产品几乎完全降解。各观察时间点选择合理地影像学（气囊、骨组织修复、植入物降解）、组织病理学、组织形态学以及新生骨生物力学性能指标等。对体内完全降解持续时间较长，结合已有的阶段性动物实验结果能够充分说明产品的安全性和初步可行性的前提下，可开展首次人体试验，但在开展临床试验的同时需继续完成动物实验。

 

对于降解周期较长的可吸收合成高分子材料制成的骨植入或口腔用产品，其降解观察终点应如何设置

发布日期：2023-11-10

降解研究应包括体外降解、体内降解。体外降解可参考YY/T 1806.1、YY/T 0473、YY/T 0474和YY/T 0509开展体外实时或加速降解试验，需明确试验时间点设置依据及合理性；关于体内降解，需根据安全性和有效性研究的需求设定试验周期，可根据体外降解试验评估产品的降解时间，以确定观察期，其观察期至少设置三个时间点：没有或仅有少量降解、降解过程中、组织反应达到稳定状态或植入部位产品几乎完全消失。