参照GB/T16886.6-2015进行医疗器械植入试验的方法探讨

向健 杨立峰 曹穗兰 田胜慧 颜林 广东省医疗器械质量监督检验所 （广东 广州 510080）

对于经外部接入人体组织、骨、牙本质或与循环血液接触的医疗器械，以及植入人体组织、骨或血液的医疗器械，应根据其临床使用时与人体的接触部位和接触时间，考虑进行植入后局部反应试验[1]。该试验目前参照的是2017年4月起正式实施的GB/T16886.6-2015，与2007版标准相比，新版标准在主要技术内容上作了不少修改，也新增了一些定义与解释。下文将概括新旧版标准的主要差异，并就参照GB/T16886.6-2015进行医疗器械植入后局部反应试验的要点进行解析。

1.GB/T16886.6-2015与GB/T16886.6-1997的比较

下表1对两版标准的主要差异进行了概括[2,3]。

2.GB/T16886.6-2015要点解析

2.1 试验目的

进行植入后局部反应试验的主要目的是评价活体组织与试验样品材料的相互作用，因为至目前为止，所有医疗器械和材料植入人体后，均会产生不同程度的组织反应，其主要表现在：①植入物周围炎症反应程度与延续时间；②植入物周围组织纤维化囊腔形成过程与最终厚度；③周围组织生物化学与组织化学等改变及其延续时间；④植入物周围炎性细胞以外的异常细胞的出现及其数量和延续时间等[4]。根据临床使用特点，将试验样品植入适宜种属动物的合适部位，能表征器械/材料植入后的组织反应进程和演变，包括材料最终的组织整合或吸收/降解。

2.2 样品制备

2.2.1样品处理

与其他生物学试验一般评价样品浸提液的安全性不同，植入试验是通过直接植入的方式来评价器械/材料与组织的相容性。因此，在制备植入样品时需充分考虑这植入物的形态、密度、硬度等物理特性对组织的反应[5]。对于骨水泥、牙科材料等合成材料，植入前可将其混合并进行固化[6]。对于非固性材料，可装在两端未封闭的圆柱形管内用于植入。对于组织工程医疗产品的支架材料，试验中不宜采用接种上细胞的最终产品作为试验样品。

表1. GB/T16886.6-2015与GB/T16886.6-1997的主要差异

表2. 植入试验样品尺寸参考

2.2.2样品尺寸

植入试验中，考虑到不同植入部位的空间大小及不同种属动物的体型差异，应将试验样品制备成合适的尺寸（详见表2）。

2.3 试验方法

2.3.1试验动物和植入部位

植入试验中应根据样品大小和设计的植入周期选择合适的实验动物，对于短期试验，通常使用啮齿动物和家兔，对于长期试验，宜用啮齿动物、家兔、犬、羊、猪及其他平均寿命相对较长的动物。为保证评价结果的可靠性和有效性，试验中应植入足够的试验样品及对照品，以获取足够的样品数量。

2.3.2试验周期

植入试验的周期应根据临床接触时间来确定，或应持续至相应的生物学反应达到一稳定状态时或之后。通常情况下，对于非降解/非吸收材料，材料植入1周后会出现细胞活性增高，如炎症细胞浸润、毛细血管增生等情况[7]。这可能由植入物的表面性质和材料特性引起，也可能与手术创伤有关，接着组织反应将转入过渡期。对于短期植入试验而言，一般通过对植入后1周和植入后4周的组织进行评价，能基本看出组织对材料相互作用发展的趋势。但要观察到细胞群呈稳定状态，一般要在植入后第9～12周。

对于可降解/可吸收材料，由于材料只有在完全降解并被完全吸收后才能达到稳定状态，而降解过程中会发生持续的慢性炎症反应，甚至可能发生酸性降解产物的“爆发”性释放。因此，对于这类材料，植入试验的观察周期应覆盖样品未降解或微降解时、发生降解时及完全降解这三个阶段。

2.4 评价

2.4.1肉眼观察

植入试验中在设定的植入周期对动物实施安乐死，取植入物及周围组织，通过肉眼观察如粘连、充血、血肿、水肿、囊腔、坏死或其他大体变化，及植入物的存在、形态和位置，包括可降解材料可能的残留物等。

2.4.2显微镜下评价

镜下观察时应对植入物周围组织的炎症程度、纤维化（纤维囊腔形成）程度以及如坏死、血管形成、脂肪浸润、肉芽肿、骨形成等组织反应进行评定和记录。对于多孔和可降解材料，还需对组织长入情况进行定量描述。对于材料破裂产生的碎片及可降解材料的残留物也还需进行描述。

2.4.3最终评价

与旧版标准中通过描述试验材料和对照材料的的组织学反应来进行比较不同，GB/T16886.6-2015推荐采用半定量评价系统对植入物引起的组织反应进行评价。评价时，先根据标准中附录E中的表E.1和E.2的规定，对每一动物植入物周围组织的炎症细胞反应程度及新血管形成程度、纤维化程度、脂肪浸润程度等组织反应程度进行记分，计算出每一只动物炎性细胞分类的计分总和（A1）和每一只动物的组织反应的计分总和（A2）。然后计算每只动物的总分（A）：A=A1×2+A2。接着将每一组的所有动物总分相加，并求出平均值。最后计算样品组（平均值）和对照组（平均值）的差值，并按标准规定的记分范围判定反应程度。

3.讨论

植入后局部反应试验是医疗器械生物学评价中的重要试验项目，尤其对于长期或持久使用的外部接入器械和植入类器械，通过将器械/材料植入适宜种属的动物和部位，可从宏观和微观水平综合评价组织对材料的生物相容性。植入后局部反应试验以往参照GB/T16886.6-1997进行，由于受当时研究水平限制，标准中并没有针对可降解/可吸收材料的相关规定，而由于此类材料的特殊性，其植入方法、植入周期的选择等方面都与非降解/非可吸收材料有很大区别，因此按照标准中的常规方法无法对该类产品做出正确有效的评价。另外，旧版标准中规定在结果评价时，通过显微镜下观察，记录并描述试验组和对照组植入物周围组织的炎性细胞数量及其他组织学反应来评价其生物安全性，这种评价方式受阅片者的阅片水平等主观性因素影响较大。随着以上问题的出现及越来越多新材料、新产品的涌现，国家标委会于

2015年12月发布了GB/T16886.6-2015。新版标准与旧版标准相比，其最大的差异在于增加了对可降解/可吸收材料试验方法的相关规定，给出了关于可降解/可吸收材料植入周期和组织反应的基本考虑。在结果评价上，新版标准推荐采用半定量记分系统，通过对炎性细胞数量及组织学反应程度进行量化，减少了病理阅片过程中的主观性影响。但是，尽管标准已在不断完善，鉴于医疗器械产品种类繁多，其临床使用途径各不相同，在进行医疗器械植入后局部反应试验前，仍需在标准规定的基础上，结合器械/材料的理化特性及临床使用特点，制定适宜的植入试验方案，才能作出准确、有效的评价。

[1] 国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T16886.1-2011 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[S].北京:中国标准出版社,2011.

[2] 国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T16886.6-1997医疗器械生物学评价 第6部分:植入后局部反应试验[S].北京:中国标准出版社,1997.

[3] 国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T16886.6-2015医疗器械生物学评价 第6部分:植入后局部反应试验[S].北京:中国标准出版社,2017.

[4] 奚廷斐.医疗器械生物学评价[M].北京:中国质检出版社,2012:203-205.

[5] 王涵,王春仁,周小婷,等.植入材料及其生物相容性评价的研究进展[J].中国医疗器械信息,2014,20(9):7-15.

[6] 邓庶男,黄红燕,战德松,等.牙科氧化锆氧化铝陶瓷复合材料的生物相容性[J].中国组织工程研究,2016,20(3):370-376.

[7] 陈斌,祝君梅,程鹏,等.雷帕霉素药物洗脱支架的生物安全性评价[J].生物医学工程研究,2014,33(1):52-55.