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肌腱韧带固定器械的研发实验要求、相关标准与主要风险

嘉峪检测网        2021-08-11 21:09

肌腱韧带固定器械通常包括带线锚钉、带袢钛板、肌腱韧带固定螺钉等产品,通常为钉状、板状植入物,或与可植入缝线共同使用。一般采用金属、高分子、复合材料等制成,附着在固定装置上的缝线分为可吸收、部分可吸收和不可吸收三大类。

 

一、肌腱韧带固定器械的结构和工作原理

 

1.肌腱韧带固定器械的结构

 

肌腱韧带固定器械的结构和组成应包括所含组件、选用材料及符合标准、表面处理方式、交付状态及有效期信息。肌腱韧带固定器械的结构和组成信息举例见表1,申请人可根据产品实际选择或增加相关内容。

 

表1. 肌腱韧带固定器械结构和组成举例

产品名称

结构和组成

带线锚钉

带线锚钉通常包括锚钉、缝线(带针或不带针)、插入器组成。锚钉通常由符合相关标准的钛合金、不锈钢、聚醚醚酮、可吸收材料(如聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、羟基磷灰石、β-磷酸三钙或复合材料)制成,钛合金表面可经阳极氧化处理;缝线通常由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、可吸收聚对二氧环己酮等纱线单独或混合编织而成,缝线可带染料,表面可带涂层;缝合针通常由符合相关标准的不锈钢材质制成;该产品可预装插入器,插入器由插入器手柄和插入器杆组成,插入器手柄由高分子材料制成,插入器杆由符合相关标准的不锈钢材质制成。产品采用辐照或环氧乙烷灭菌。灭菌有效期XXX年。

带袢钛板

带袢钛板通常包括钛板、线圈、缝线(牵引线及翻袢线)组成,钛板通常由钛合金材料制成,表面可经阳极氧化处理。线圈和缝线材质为高分子材料,如聚乙烯、聚酯材料,缝线可带染料,表面可带涂层。产品采用辐照或环氧乙烷灭菌。灭菌有效期XXX年。

肌腱韧带固定螺钉

肌腱韧带固定螺钉可由螺钉、或由螺钉和鞘套组成。螺钉由钛合金、不锈钢、聚醚醚酮、可吸收材料(如聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、羟基磷灰石、β-磷酸三钙或复合材料)制成,鞘套由聚醚醚酮、聚丙烯等高分子材料制成。钛合金表面可经阳极氧化处理。产品采用辐照或环氧乙烷灭菌。灭菌有效期XXX年。

 

 

 

2.肌腱韧带固定器械的工作原理

 

肌腱韧带固定器械要用于肌腱韧带固定术中将软组织或软组织移植物固定于骨上:

 

1.带线锚钉的工作原理举例:带线锚钉是将锚钉植入骨内与骨骼形成锚固,连接在锚钉上的缝线可以将肌腱、韧带等软组织重新缝合固定,使之重新固定在骨面上,给出简单且高效的解剖学复位。

 

2.带袢钛板的工作原理举例:以前交叉韧带重建为例,带袢钛板是将用于韧带重建的肌腱或韧带穿过线圈,然后通过钛板上的牵引线将肌腱或韧带牵拉穿过胫骨和股骨骨道,直至钛板到达可进行翻转的皮质骨表面,此时通过翻袢线将钛板悬吊于股骨外侧。将肌腱或韧带的另一端穿过胫骨骨道并用肌腱韧带固定器械(如肌腱韧带固定螺钉、U型钉等)固定于胫骨端。通过股骨端及胫骨端两端的固定,并随着组织逐渐长入覆盖并包裹,给出足够的力学固定,恢复关节的稳定。

 

3.肌腱韧带固定螺钉的工作原理举例:肌腱韧带固定螺钉是将肌腱韧带移植物在骨隧道内进行挤压,从而实现移植物的固定。

 

二、肌腱韧带固定器械的研发实验要求

 

1.产品性能研究

 

应当进行产品的性能研究,包括功能性、安全性指标以及与质量控制相关的其他指标的确定依据,所采用的标准或方法,采用的原因及理论基础。

 

表2列出了肌腱韧带固定器械常见力学性能研究指标,注意应根据具体产品的设计及变更特征和设计开发风险点选择和添加相应的性能指标,但相应的选择理由应明确进行论述。

 

表2. 肌腱韧带固定器械主要力学性能项目举例

产品名称

力学性能项目举例

带线锚钉

插入器与锚钉作为整体的旋入扭矩和断裂扭矩;

敲入式锚钉的插入性能;

缝合针与缝线连接强度;

锚钉与缝线作为整体的固定强度(包括疲劳前后的固定强度、疲劳后缝线伸长量性能研究);

缝线抗张强度;

缝合针弹性、韧性、针尖强度、刺穿力。

带袢钛板

钛板与线圈的固定强度(包括疲劳前后的固定强度、疲劳后线圈伸长量性能研究);

缝线抗张强度。

肌腱韧带固定螺钉

插入器与螺钉作为整体的旋入扭矩和断裂扭矩;

敲入式螺钉的插入性能;

固定强度(包括疲劳前后的固定强度)。

 

2.生物学评价研究

 

(1)预期与人体接触的部分,均需要进行生物学评价,必要时进行生物学试验,建议根据GB/T16886系列标准对产品的生物相容性进行评价。其中,植入人体的组件的生物学评价项目至少包括细胞毒性、皮内刺激、迟发型超敏反应、急性全身毒性、亚慢性全身毒性、遗传毒性、肌肉植入、热原;与人体短暂接触的组件的生物学评价项目至少包括细胞毒性、皮内刺激、迟发型超敏反应。阳极氧化产品的生物学评价应至少包括细胞毒性。

 

(2)实施或豁免生物学试验的理由和论证可参照《医疗器械生物学评价和审查指南》(国食药监械〔2007〕345号)中相关要求。

 

3.动物实验

 

医疗器械安全性和有效性评价研究应采用科学、合理的评价方法,其中临床前动物实验是重要手段之一,其主要目的是初步评价医疗器械的安全性、有效性和可行性。针对肌腱韧带固定器械是否开展动物实验建议参考《医疗器械动物实验研究技术审查指导原则第一部分:决策原则》(国家药品监督管理局通告2019年第18号)。对于多数的肌腱韧带固定器械来说,通常不需要进行临床前动物实验。但针对可吸收类植入物(如可吸收锚钉或可吸收肌腱韧带固定螺钉等)建议进行动物实验,并出具实验动物的选择依据,出具与拟申报产品预期用途相对应的解剖部位应用的动物模型的建立依据,进行植入物尺寸、骨长入体积测量准确性的验证(方法学建立的验证),给出观察时间点的确定依据,各观察时间点的观察结果,并论述材料降解与骨长入的匹配情况、周围炎症反应的情况以及肌腱韧带固定效果并进行评价。动物实验应在获得实验动物使用许可证的机构进行,并获得相应福利伦理审查和监管。

 

4. MRI兼容性测试

 

鉴于肌腱韧带固定器械主要用于软组织与骨的固定,重点关注软组织重建及功能恢复情况,而MRI检查是评价软组织功能的重要手段,因此针对该类产品进行MRI兼容性研究很有必要。如注册申请人对申报产品进行了MRI兼容性的相关验证,需根据YY/T 0987系列标准对产品在核磁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。应根据研究报告,列出MRI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,相关信息在说明书中予以明示。

 

如注册申请人未对申报产品进行MRI兼容性的相关验证,应重点明确该产品尚未在MRI环境下对该产品的温升、移位状况及伪影进行测试评估。并在说明书的警示中注明相关内容,提示其存在的风险,应审慎使用。

 

5.灭菌工艺研究

 

对于经辐照灭菌的产品,需明确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。应对辐照灭菌工序对于高分子部件性能的影响进行评价,并出具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。

 

对于经环氧乙烷灭菌的产品,需给出灭菌结果确认和过程控制报告,具体可参照GB 18279系列标准。

 

6.产品有效期和包装研究

 

(1)应出具产品有效期研究确认资料,依据YY/T 0681.1《无菌医疗器械包装试验方法第1部分:加速老化试验指南》对产品(包括包装)采用加速老化试验和实时老化试验的方式验证其有效期。产品的实时稳定性试验和加速稳定性试验应同时进行。如果首次注册时给出的是加速老化验证资料,注册申请人应继续实时稳定性试验。当加速老化试验结果与其不一致时,应以实时稳定性试验结果为准。

 

(2)应进行包装研究,依据有关国内、国际标准进行(如GB/T 19633.1、GB/T 19633.2、ISO 11607、ASTM F2475、ASTM D4169等)对包装进行分析研究和评价。直接接触产品的包装材料的选择应至少考虑以下因素:包装材料的物理化学性能;包装材料的毒理学特性;包装材料与产品的适应性;包装材料与成型和密封过程的适应性;包装材料与灭菌过程的适应性;包装材料所能给出的物理、化学和微生物屏障保护;包装材料与使用者使用时的要求(如无菌开启)的适应性;包装材料与标签系统的适应性;包装材料与贮存运输过程的适应性。

 

(3)根据《无源植入性医疗器械货架有效期注册申报资料指导原则(2017年修订版)》(国家食品药品监督管理总局通告2017年第75号)的要求,无论加速稳定性试验还是实时稳定性试验,注册申请人均需在试验方案中设定检测项目、检测方法及判定标准。检测项目包括产品自身性能检测和包装系统性能检测两方面。前者需选择与医疗器械货架有效期密切相关的物理、化学检测项目,涉及产品生物相容性可能发生改变的医疗器械,需进行生物学评价。如适用,可采用包装封口完整性检测用于替代无菌检测。后者则包括包装完整性、包装强度和微生物屏障性能等检测项目。其中,包装完整性检测项目包括染色液穿透法测定透气包装的密封泄漏试验、目力检测和气泡法测定软性包装泄漏试验等;包装强度测试项目包括软性屏障材料密封强度试验、无约束包装抗内压破坏试验和模拟运输试验等。

 

7.主要性能指标

 

7.1. 带线锚钉:缝线性能指标(材料、外观、线径、长度、抗张强度、褪色试验)、锚钉性能指标(材料、外观、尺寸、表面粗糙度、表面缺陷、硬度、阳极氧化表面元素定性分析)、缝合针性能指标(材料、外观、硬度、表面粗糙度、弹性、韧性、针尖强度、穿刺力、耐腐蚀性能)、插入器性能指标(与人体接触部分材料、外观、表面粗糙度、硬度、耐腐蚀性能)、插入器与锚钉作为整体的旋入扭矩和断裂扭矩、缝合针与缝线连接强度、锚钉与缝线的固定强度、降解性能、无菌、环氧乙烷残留量。

 

7.2. 带袢钛板:钛板性能指标(材料、外观、表面粗糙度、表面缺陷、硬度、尺寸、阳极氧化表面元素定性分析)、线圈性能指标(材料、外观、线圈长度、褪色试验)、缝线性能指标(材料、外观、线径、长度、抗张强度、褪色试验)、钛板与线圈的固定强度、无菌、环氧乙烷残留量。

 

7.3. 肌腱韧带固定螺钉:螺钉性能指标(材料、外观、表面粗糙度、表面缺陷、尺寸、硬度、旋入扭矩、断裂扭矩、固定强度、降解性能、阳极氧化表面元素定性分析)、鞘套性能指标(材料、外观、尺寸)、螺钉与鞘套的配合性能、无菌、环氧乙烷残留量。

 

性能指标对应的检验方法的确定也是技术要求的主要内容。检验方法应优先考虑采用公认的或已颁布的标准检验方法,包括推荐性标准。对于需要自行制定的检验方法,应在支持性资料中详细论证检验方法及测试结果可接受限的合理性,如(八)1中所述。若需要在技术要求中规定终产品的材料性能,当原材料的化学成分、显微组织等技术要求经加工后仍适用于终产品,则可以列入性能指标。除非原材料的力学性能与成品的力学性能要求一致,否则产品技术要求中力学性能指标应针对终产品而不包括针对原材料的内容。

 

对同一注册单元中存在多种型号和/或规格的产品,应明确各型号及各规格之间的所有区别,并附相应图示及数据表格对逐型号规格进行说明。

 

三、相关标准

 

肌腱韧带固定器械可参考的相关标准如表3所示。

 

表3. 相关参考标准

标准号

标准名称

GB 4234.1-2017

《外科植入物 金属材料 第1部分:锻造不锈钢》

GB/T 13810-2017

《外科植入物用钛及钛合金加工材》

YY/T 0660-2008

《外科植入物物用聚醚醚酮(PEEK)聚合物的标准规范》

YY/T 0661-2017

《外科植入物 半结晶型聚丙交酯聚合物和共聚物树脂》

YY/T 0510-2009

《外科植入物用无定形聚丙交酯-已交酯共聚树脂》

YY/T 1431-2016

《外科植入物 医用级超高分子量聚乙烯纱线》

YY/T 0294.1-2016

《外科器械金属材料第1部分:不锈钢》

YY/T 0726-2009

《与无源外科植入物联用的器械通用要求》

YY 0341-2009

《骨接合用无源外科金属植入物通用技术条件》

YY 0018-2016

《骨接合植入物 金属接骨螺钉》

YY/T 0683-2008

《外科植入物用β-磷酸三钙》

YY 0167-2005

《非吸收性外科缝线》

YY 1116-2010

《可吸收性外科缝线》

YY/T 0043-2016

《医用缝合针》

GB 18279.1-2015

《医疗保健产品灭菌环氧乙烷第1部分:医疗器械灭菌过程的开发、确认和常规控制的要求 》

GB 18280.1-2015

《医疗保健产品灭菌辐射第1部分:医疗器械灭菌过程的开发、确认和常规控制要求》

GB/T 191-2008

《包装储运图示标志》

GB/T 10610-2009

《产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法》

GB/T 14233.1-2008

《医用输液、输血、注射器具检验方法第1部分:化学分析方法》

GB/T 14233.2-2005

《医用输液、输血、注射器具检验方法第2部分:生物学试验方法》

GB/T 16886.1-2011

《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》

GB/T 16886.5-2017

《医疗器械生物学评价第5部分体外细胞毒性试验》

GB/T 16886.7-2015

《医疗器械生物学评价第7部分:环氧乙烷灭菌残留量》

GB/T 16886.10-2017

《医疗器械生物学评价第10部分:刺激与皮肤致敏试验》

GB/T 16886.14-2003

《医疗器械生物学评价第14部分:陶瓷降解产物的定性与定量》

YY/T 0511-2009

《生物陶瓷体内降解和成骨性能评价试验方法》

GB/T 19633.1-2015

《最终灭菌医疗器械包装第1部分:材料、无菌屏障系统和包装系统的要求》

GB/T 19633.2-2015

《最终灭菌医疗器械包装第2部分:成形、密封和装配过程的确认的要求》

YY/T 0149-2006

《不锈钢医用器械耐腐蚀性能试验方法》

YY/T 0987系列标准

《外科植入物 磁共振兼容性》

YY/T 0316-2016

《医疗器械风险管理对医疗器械的应用》

YY/T 0466.1-2016

《医疗器械用于医疗器械标签、标记和提供信息的符号第1部分:通用要求》

 

 

四、主要风险

 

肌腱韧带固定器械的风险管理报告应符合YY/T 0316-2016中的相关要求,识别与医疗器械有关的危险(源),估计和评价相关风险,控制这些风险并监视风险控制的有效性。

 

表4.  危险(源)、危险情况和可发生的伤害之间的关系示例

危险/危险情况

伤害

微生物污染

感染、发热(四肢)

中毒性休克、死亡

血液、组织、其他生物碎屑/体液、非生物碎屑的转移

污染,导致危及生命的受伤,但可以治疗

中毒性休克、死亡

生物相容性

炎症,需要医学干预

中毒性休克、死亡

锋利部件接触组织

未预测到的组织损伤(刺激)

未预测到的组织损伤(中度)

失血,未输血

失血,需要输血

神经损伤,外周,轻度

神经损伤,外周,重度

手术延迟小于30分钟

手术室人员不便

手术延迟大于30分钟

麻醉时间延长

需要做额外切口以取出微粒或断裂器械

空的钻取骨孔

结构性骨质疏松

需要额外骨孔

结构性骨质疏松

骨孔过深

结构性骨质疏松

锚钉在骨内突出

关节间隙有创伤/损伤(留在原处)

关节间隙有创伤/损伤(必须取出)

植入物松动

关节间隙有创伤/损伤(必须取出,可能需要做额外切口)

断裂器械的碎片或微粒落入关节间隙内

关节间隙有创伤/损伤(留在原处)

关节间隙有创伤/损伤(必须取出,可能需要做额外切口)

组织内有针孔

软组织创伤/损伤(轻度)

缝线穿过组织

软组织创伤/损伤(中度)

缝线张力不足或松弛

愈合延迟

不稳定

设计钛板尺寸偏小

手术后钛板从骨道脱落,最终导致患者关节功能受限或需二次手术

钛板板孔边缘较锋利(未倒锐角)

钛板板孔磨损线圈,最终可能导致线圈断裂,需二次手术

术后植入物松动

固定受损,需要执行关节置换翻修术

螺钉植入时碎裂

手术延长

缝线抽拉时磨损

可能导致术中或术后缝线断裂,需二次手术

 

 

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来源:嘉峪检测网