嘉峪检测网 2025-09-05 20:16
导读:颅骨修补网板系统研发实验要求与主要风险。
颅骨修补网板系统类产品通常由颅骨修补网板、固定螺钉、连接板组成,通常采用纯钛、钛合金等金属材料以及不可吸收高分子材料(如聚醚醚酮、超高分子量聚乙烯等)制成。本文适用于以修补、覆盖、填充或固定颅骨缺损或孔洞为预期用途的颅骨修补网板系统。对于增材制造工艺颅骨修补网板产品及患者匹配式颅骨修补网板产品也可参考。
颅骨修补网板系统的结构与组成
明确颅骨修补网板系统的结构及组成信息,包括但不限于所含组件、选用材料及符合标准、材料牌号信息、表面处理方式、交付状态、灭菌方式、灭菌有效期信息。
开展产品各型号、各组件、各关键部位(如颅骨修补网板、连接板的固定孔孔型,固定螺钉的头部及螺纹部分等)的结构图研究。在图示中标识关键尺寸信息及测量位置,明确产品各型号的关键尺寸公差,例如颅骨修补网板的长度、宽度、厚度、弧高、面积、孔径、孔数及孔间距等,连接板的长度、宽度、厚度、孔径、孔数及孔间距等,固定螺钉的长度、内径、外径、头部直径等。开发者可结合申报产品特点选择关键尺寸参数进行规定以充分表征产品结构设计特征。
对于存在多种型号规格的产品,宜明确各型号规格的区别,推荐采用对比表及带有说明性文字的图片、图表,如提供各组件组配关系示意图等,对各种型号规格的结构组成、产品特征、技术参数、功能等方面加以描述。
颅骨修补网板系统的材质
明确产品各组件的材料牌号及其符合的国家标准、行业标准、国际标准,材料牌号的描述需与其符合的标准一致。
颅骨修补网板系统的主要风险
开发者需对产品全生命周期实施风险管理,开展风险管理研究(参照GB/T 42062《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》),充分识别产品的设计、原材料采购、生产加工过程、表面处理、后处理、产品包装、灭菌、运输、贮存、使用等产品生命周期内各个环节的安全特征,从生物和化学危险、性能有关的危险等方面,对产品进行全面的风险分析,并详述所采取的风险控制措施。
颅骨修补网板系统的性能指标
产品技术要求性能指标一般包括:尺寸及公差(网板长度、宽度、厚度、弧高、孔径等,连接板长度、宽度、厚度、孔径等,固定螺钉外径、内径、头部直径),金属部件硬度,表面质量(外观、表面粗糙度、金属部件表面缺陷),固定螺钉的力学性能(如断裂扭转、轴向拔出、旋动扭矩、自攻性能(如适用)),配合性能(单个组件申报时不适用),无菌(如适用),环氧乙烷残留量(如适用)。
颅骨修补网板系统的研究要求
1化学/材料表征研究
1.1产品材料性能研究
1.1.1金属材料
针对颅骨修补网板系统使用的金属材料(如钛合金、纯钛等),需明确其材料牌号,符合所用材料对应标准中的相应规定的研究如化学成分、显微组织等研究。必要时,需开展后续加工过程对材料性能影响的研究。
1.1.2聚醚醚酮材料
针对颅骨修补网板系统使用的聚醚醚酮材料,需明确其材料牌号,开展符合所用材料对应标准(如参考YY/T 0660《外科植入物用聚醚醚酮(PEEK)聚合物的标准规范》)中的相应规定的研究,如理化性能、制品的典型性能等研究。必要时,需开展后续加工过程对材料性能影响的研究。
1.1.3超高分子量聚乙烯材料
针对颅骨修补网板系统使用的超高分子量聚乙烯材料,需明确材料牌号、技术规范和质控要求以及符合的国家、行业和国际标准。开展符合所用材料对应标准(如参考GB/T 19701.1《外科植入物 超高分子量聚乙烯 第1部分:粉料》、GB/T 19701.2《外科植入物 超高分子量聚乙烯 第2部分:模塑料》)中的相应规定的研究,如密度、灰分、拉伸屈服应力、拉伸断裂应力、断裂伸长率、双缺口冲击强度、杂质元素含量等。参照YY/T 0772.3《外科植入物 超高分子量聚乙烯 第3部分:加速老化方法》、YY/T 0772.4《外科植入物 超高分子量聚乙烯 第4部分:氧化指数测试方法》YY/T 0772.5《外科植入物 超高分子量聚乙烯 第5部分:形态评价方法》给出的方法对超高分子量聚乙烯材料的氧化稳定性(如老化前后的氧化指数、力学性能)及形态学进行评价。
1.2部件表面处理
对于表面经过阳极氧化的钛合金、纯钛制成的产品,需要明确阳极氧化的类型(着色阳极氧化或黑灰色阳极氧化),具体的阳极氧化工艺(具体包括电解液成分、电流、电压、氧化前后的具体工艺流程和组件的表面状态、清洗方法、残留检测方法等),并对基体材料进行化学成分测试,对阳极氧化层进行表面元素定性分析。参考YY/T 1615《外科植入物 钛及钛合金阳极氧化膜 通用要求》标准的要求,对于着色阳极氧化产品,需开展颜色和色差相关验证研究;对于黑灰色阳极氧化产品,需开展阳极氧化膜膜厚、开路电位、力学性能(包括抗划痕性、硬度试验)研究。
2物理和机械性能研究
开发者需根据产品在临床使用中的受力情况,结合产品的结构设计、尺寸等因素,分别选取最差情况开展性能研究,并开展最差情况的确定依据研究。
2.1可塑型预制颅骨板可塑性研究
对于可塑型预制颅骨板产品,通常为临床使用过程中进行术中塑形,需开展可塑程度及可塑性研究,开展试验样品为最差情形的确定依据研究;开展试验工装、试验方法、参数设定等的确定依据研究。
2.2固定螺钉性能研究
开发者需对固定螺钉的性能进行研究,一般可包括断裂扭转、轴向拔出、旋动扭矩、自攻(如适用)性能。注意在进行最差情形选择时,需充分考虑螺钉的螺纹型式(深螺纹、浅螺纹、对称螺纹、不对称螺纹等)及螺纹尺寸,螺纹外径、内径,表面处理方式,切削刃设计及尺寸等对各项性能的影响,分别选取各项性能的最差情形进行性能研究,并开展最差情形的确定依据研究。需分析论证试验结果的可接受性。
2.3连接板性能研究
开发者需对连接板动静态弯曲性能进行研究以评价连接板本身的力学强度和失效风险。研究报告需至少包括研究目的、研究样品的型号规格及选择依据、研究样本数量及其确定依据、研究项目及其接受标准、试验方法的合理性及其确定依据、研究结果及数据分析、偏差分析(如有)及研究结论。
2.4颅骨修补网板系统固定稳定性能研究
对于颅骨修补网板系统,需开展系统的固定稳定性能研究,如系统的动静态抗压缩性能、抗冲击性能。综合考虑颅骨修补网板的结构设计、尺寸规格(厚度、弧高、长度、宽度、面积等)以及配合使用的连接板、螺钉的结构设计、尺寸规格及使用数量和分布等对于力学性能的影响,开展试验组配系统为最差情形的确定依据研究;开展试验工装、试验方法、参数设定(如加载模式、载荷大小、动态试验循环次数等)等的确定依据研究,分析论证试验结果的可接受性。开展不同材料组件(如金属与高分子材料)间磨屑风险评估研究,分析论证试验结果的可接受性。附件中列举了颅骨修补网板系统抗压缩、抗冲击性能研究试验模型供开发者参考。
3生物学特性研究
产品的生物学评价需涵盖终产品,按照GB/T 16886.1《医疗器械生物学评价第1部分:风险管理过程中的评价与试验》中的系统方法框图及《国家食品药品监督管理局关于印发医疗器械生物学评价和审查指南的通知》中的审查要点进行风险评价,对于金属制产品需充分考虑电偶腐蚀、表面处理等因素的影响。生物学评定终点一般包括细胞毒性、致敏、刺激或皮内反应、材料介导的致热性、急性全身毒性、亚急性毒性、慢性毒性、亚慢性毒性、植入反应、遗传毒性和致癌性。必要时根据GB/T 16886系列标准进行生物学试验。
对于产品表面经阳极氧化工艺处理的器械,开发者可按照YY/T 1615《外科植入物 钛及钛合金阳极氧化膜 通用要求》推荐的生物学试验方法(如细胞毒性试验)评价器械的生物学特性。若存在与基体材料不一致的其他元素时,开发者需结合工艺验证论述表面元素存在的合理性及安全性,必要时根据GB/T 16886系列标准进行生物学试验。
4磁共振兼容性研究
申报产品若预期在磁共振(MR)环境中使用,建议开展MR环境下的行为属性的相关验证,根据YY/T 0987系列标准对产品在MR环境下的磁致位移力、磁致扭矩、射频致热、伪影等项目进行评估。需根据研究报告,列出MR试验设备、磁场强度、比吸收率(SAR)等试验参数及温升、位移力、扭矩及伪影评估结果,研究报告相关信息在说明书中予以明示。
如开发者未对申报产品进行MR环境下行为属性的相关验证,需明确该产品尚未在MR环境下对该产品的温升、移位状况及伪影进行测试评估,需在说明书的警示中注明相关内容,提示其存在的风险,由临床医生与医疗机构综合判断临床使用风险的可控性。
5清洗和灭菌研究
5.1清洗
明确生产工艺中涉及的各种加工助剂(如切削液等)的使用情况和质量控制标准。明确产品的清洗过程,开展经清洗过程后加工助剂残留控制的验证研究。开展生产加工过程使用的所有加工助剂等添加剂残留量的控制措施和接受标准以及安全性评价研究。
5.2灭菌研究
描述用于保证产品无菌的质量保证体系,明确灭菌工艺(方法和参数)和无菌保证水平(SAL)。产品的无菌保证水平(SAL)需达到10-6。
5.2.1生产企业灭菌
对于经辐照灭菌的产品,需明确射线种类、辐照剂量及相关的验证报告,具体的剂量确定依据可参照GB 18280系列标准。需评价灭菌方法(包括不同辐照源)对于产品性能的影响(尤其对于高分子材料制成的产品),并开展验证性能的确定依据、验证方案及报告以及接受指标的确定依据研究。
对于经环氧乙烷灭菌的产品,需开展灭菌结果确认和过程控制研究,具体可参照GB 18279系列标准。
5.2.2最终使用者灭菌
对于非灭菌包装的终产品,需明确推荐采用的灭菌方法,开展确定依据及验证研究。采用其他灭菌方法的需开展方法合理性论证和工艺确认及过程控制研究。
6动物试验研究
需按照《医疗器械动物试验研究注册审查指导原则 第一部分:决策原则》决策是否需开展动物试验研究。如开展动物试验研究,需按照《医疗器械动物试验研究注册审查指导原则 第二部分:试验设计、实施质量保证》进行,并遵循3R原则。需关注动物模型建立的科学性和合理性,以及对临床的借鉴意义。
一般对于工作机理明确、设计定型,生产工艺成熟,且不改变常规用途的金属材质、聚醚醚酮及超高分子量聚乙烯材质颅骨修补网板系统产品不需要进行动物试验研究。但对于宣称具有骨长入效果的颅骨修补网板系统,如带涂层,需通过动物试验评价骨长上或骨长入效果。
7稳定性研究
申报产品需参照《无源植入性医疗器械稳定性研究指导原则(2022年修订版)》开展产品稳定性研究。稳定性研究一般包含货架有效期、使用稳定性和运输稳定性,其中货架有效期和运输稳定性研究包含器械本身性能稳定性和包装性能稳定性两方面。由纯钛或钛合金等金属材料制成的颅骨修补网板系统,其器械本身性能比较稳定,可主要考虑包装稳定性的验证,使用稳定性可在性能研究中开展验证。
7.1货架有效期
医疗器械货架有效期的验证试验通常可分为加速稳定性试验、实时稳定性试验两类。无论加速稳定性试验还是实时稳定性试验,开发者均需在试验方案中设定测试项目、测试方法及判定标准。测试项目仅需评估产品随时间老化的相关性能,包括器械自身性能测试和包装系统性能测试两方面。其中器械本身性能稳定性,如超高分子量聚乙烯材料制成的颅骨修补网板需开展老化前后产品性能稳定性的验证对比研究。包装系统性能测试(如染色液穿透试验、气泡试验、材料密封强度试验等)主要目的是为了验证包装系统对微生物的屏障性能,即无菌状态/微生物限度要求的保持。对于灭菌产品,需要明确灭菌方式与产品的包装材料、包装工艺及方法的适配性。实时稳定性试验结果是验证产品货架有效期的直接证据。当加速稳定性试验结果与其不一致时,应以实时稳定性试验结果为准。
若开发者开展其他医疗器械的货架有效期验证研究,则需开展其与本次申报产品在原材料、灭菌方法、灭菌剂量、包装材料、包装工艺、包装方式及其他影响阻菌性能的因素方面具有等同性的证明研究。不同包装、不同灭菌方式的产品需分别开展验证研究。
7.2运输稳定性
开展运输稳定性验证研究,证明规定的运输条件不会对医疗器械的特性和性能造成不利影响。运输稳定性验证应依据适用的国内、国际标准和验证方案进行,如:产品包装的跌落试验、振荡试验等。
8证明产品安全性、有效性的其他研究资料
开发者可根据实际生产工艺流程提交适用的工艺验证资料,明确关键工艺过程控制。如外购原材料,开发者可引用经原材料供应商登记备案后的主文档的授权信息。
对于采用聚醚醚酮材料经注塑工艺或超高分子量聚乙烯通过模压或挤出成型加工而成的颅骨修补网板系统,开发者需描述具体工艺过程(如配制过程描述、粒料塑化条件、过程黏度控制、注塑过程控制等)、阐明其过程控制点及控制参数。对生产工艺的可控性、稳定性进行确认。明确生产过程中各种加工助剂的使用情况及对杂质(如单体残留、小分子残留物、重金属、助溶剂、脱模剂等)的控制情况,评价可能产生的内部缺陷。
针对机加工和后续步骤,开发者需开展生产工艺流程图研究,明确特殊过程和关键工序,开展特殊过程的确认研究以及关键工序的验证研究。
本指导原则中预期用于颅骨缺损的修补的产品,对于符合《免于进行临床评价医疗器械目录》表述的,可免于临床评价。建议按照《列入免于临床评价医疗器械目录产品对比说明技术指导原则》的要求开展相应的对比说明研究。
颅骨修补网板系统抗压缩及抗冲击性能试验模型举例
开发者在进行颅骨修补网板系统动静态抗压缩性能、抗冲击性能研究时需结合产品的结构设计、预期适用情形、临床使用方法及其在体内的受力模式等设计试验模型,以下给出的是试验模型的参考举例,开发者可根据申报产品的实际情况进行试验模型设计,并开展试验模型的确定依据研究。
图1 颅骨修补网板系统动静态压缩弯曲性能试验模型
图2 颅骨修补网板系统抗冲击性能试验模型
来源:嘉峪检测网
关键词: 颅骨修补网板系统