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椎間融合器作為骨科植入性醫(yī)療器械，是實(shí)現(xiàn)脊柱相鄰椎間隙融合的主要植入物之一，其安全性和有效性直接影響相鄰椎體骨性融合的效果。

椎間融合器材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 13810 外科植入物用鈦及鈦合金加工材

GB 23101.2 外科植入物羥基磷灰石 第2部分：羥基磷灰石涂層

YY/T 0660 外科植入物用聚醚醚酮（PEEK）聚合物的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

YY/T 0966外科植入物 金屬材料 純鉭

ASTM F 1609 可植入物材料用磷酸鈣涂層的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

ASTM F 1580 外科植入物涂層 鈦及鈦6鋁4釩合金粉末

椎間融合器研發(fā)與實(shí)驗(yàn)要求

1、椎間融合器基體的力學(xué)性能研究

椎間融合器的力學(xué)性能對(duì)比測(cè)試方法較為統(tǒng)一，主要是按照YY/T0959及YY/T0960進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)力學(xué)測(cè)試，并按照兩項(xiàng)行標(biāo)出具詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告。重點(diǎn)注意以下內(nèi)容：

按照YY/T0959進(jìn)行的動(dòng)靜態(tài)測(cè)試中，受測(cè)樣本的放置方式（例如單件斜置式）及與力加載軸的相對(duì)位置應(yīng)模仿臨床植入后產(chǎn)品與椎體的相對(duì)位置。靜態(tài)力學(xué)測(cè)試中，樣品量應(yīng)不小于5件，載荷-位移曲線的參數(shù)應(yīng)至少包括屈服位移、屈服載荷/扭矩、剛度、最大位移、最大載荷/扭矩的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試除了在生理鹽水環(huán)境中測(cè)試并與常溫空氣中的測(cè)試進(jìn)行對(duì)比，還應(yīng)考慮模擬體液環(huán)境對(duì)測(cè)試的影響，尤其可能面臨較大體液腐蝕和體內(nèi)磨損的設(shè)計(jì)，如多孔疏松等比表面積較大的產(chǎn)品及多組件式產(chǎn)品,多組件式包括自穩(wěn)定型融合器還應(yīng)考慮組件間微動(dòng)腐蝕的影響。最大載荷-循環(huán)次數(shù)失效趨勢(shì)圖中，數(shù)據(jù)組應(yīng)不小于6組，最大疲勞載荷精度應(yīng)小于靜態(tài)最大載荷或扭矩的10%，使用回歸分析方法應(yīng)能建立載荷/扭矩與失效循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，此關(guān)系曲線應(yīng)為半對(duì)數(shù)曲線。軸向壓縮、壓縮剪切和扭轉(zhuǎn)三種疲勞試驗(yàn)的初始失效和二次失效中的失效模式及組件形變情況均應(yīng)記錄，應(yīng)明確失效（磨損、裂紋源及裂紋擴(kuò)展情況）、失效區(qū)定位、組件結(jié)構(gòu)的松弛及失效時(shí)的試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)。從產(chǎn)品本質(zhì)來(lái)講，與失效有關(guān)的因素一般包括材料（例如不同剛度材料的組合）、載荷及其頻率（例如頸椎扭轉(zhuǎn)和腰椎壓縮）、內(nèi)部應(yīng)力分布（例如應(yīng)力集中區(qū)）、使用環(huán)境（例如腐蝕程度）、產(chǎn)品表面處理工藝及質(zhì)量（例如噴砂后的殘余應(yīng)力及微裂紋源），等等。在選擇最典型型號(hào)規(guī)格進(jìn)行所申報(bào)產(chǎn)品代表性的力學(xué)測(cè)試時(shí)，例如所申報(bào)型號(hào)規(guī)格中最差情況的選擇，應(yīng)注意從以上方面進(jìn)行分析論證，包括燒結(jié)、增材制造、氣相沉積等工藝制成的多孔疏松結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。具有合理邊界條件設(shè)置的有限元分析可能會(huì)幫助分析，對(duì)分析結(jié)果的論證中應(yīng)考慮到實(shí)際臨床使用中內(nèi)固定器械、相鄰椎體作用力及在體的骨整合過(guò)程（包括骨長(zhǎng)入及骨長(zhǎng)上）對(duì)彈性模量、應(yīng)力分布等有限元分析模型參數(shù)的影響。

按照YY/T0960進(jìn)行的試驗(yàn)中，應(yīng)注意金屬塊及聚氨酯泡沫塊條件下的載荷-位移曲線均應(yīng)記錄，應(yīng)記錄不少于5個(gè)融合器試驗(yàn)配置的失效模式、形變信息和相關(guān)數(shù)據(jù)。相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)包括屈服載荷的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差、三項(xiàng)剛度數(shù)值——融合器剛度Kd、系統(tǒng)剛度Ks、聚氨酯泡沫塊Kp。尤其Kp值對(duì)于評(píng)價(jià)融合器可能引起的椎體沉降較為關(guān)鍵。同樣應(yīng)注意論證所測(cè)試樣品是能代表所申報(bào)產(chǎn)品的最典型型號(hào)規(guī)格。具有合理邊界條件設(shè)置的有限元分析可能會(huì)幫助分析，對(duì)分析結(jié)果的論證中應(yīng)考慮到實(shí)際臨床使用中內(nèi)固定器械、相鄰椎體作用力及在體的骨整合過(guò)程（包括骨長(zhǎng)入及骨長(zhǎng)上）對(duì)彈性模量、應(yīng)力分布等有限元分析模型參數(shù)的影響。

力學(xué)測(cè)試報(bào)告中應(yīng)包含與已上市同品種產(chǎn)品數(shù)據(jù)的詳細(xì)對(duì)比論證（對(duì)比測(cè)試或與既有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比），結(jié)合所植入節(jié)段的力學(xué)特點(diǎn)和周?chē)妮o助保護(hù)措施，以明確測(cè)試結(jié)果可接受限（如疲勞極限、極限載荷、屈服載荷等）的判定依據(jù)。

2. 椎間融合器產(chǎn)品涂層力學(xué)測(cè)試研究

對(duì)于有涂層的產(chǎn)品，應(yīng)按照ASTM F1044、F1147、F1160分別進(jìn)行剪切試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)、剪切和彎曲剝脫疲勞試驗(yàn)。一般情況下，剪切強(qiáng)度應(yīng)不低于20mpa，拉伸強(qiáng)度應(yīng)不低于22mpa，疲勞試驗(yàn)應(yīng)經(jīng)歷107正應(yīng)力循環(huán)或持續(xù)到樣件失效。剪切和拉伸試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)注意包括最大、最小和平均失效載荷值，明確試樣失效在涂層內(nèi)部還是涂層與基體間還是兩者均有；疲勞試驗(yàn)報(bào)告中除以上信息，還應(yīng)注意包括R比（最小應(yīng)力/最大應(yīng)力）、試驗(yàn)頻率、失效循環(huán)數(shù)、剪切疲勞試樣尺寸、彎曲疲勞試驗(yàn)基準(zhǔn)試樣的基體表面粗糙度、涂層斷裂位置。對(duì)于熱噴涂于金屬表面的金屬涂層，還應(yīng)注意按照ASTM F1978進(jìn)行耐磨性能試驗(yàn)，明確2、5、10及100次循環(huán)累計(jì)質(zhì)量損失的平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差，及研究過(guò)程中的磨損、掉色、脫落、腐蝕等發(fā)現(xiàn)。100個(gè)循環(huán)周期后，涂層質(zhì)量損耗總值應(yīng)小于65mg。

3. 椎間融合器生產(chǎn)工藝和過(guò)程控制

（1）詳述產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，提供生產(chǎn)工藝流程圖。

（2）明確特殊過(guò)程和關(guān)鍵工藝，特殊過(guò)程的確認(rèn)以及關(guān)鍵工藝的驗(yàn)證。例如表面涂層工藝過(guò)程中各類(lèi)加工助劑的添加、去除和殘留控制，包括閉孔中造孔劑。產(chǎn)品加工過(guò)程的常見(jiàn)助劑有切削液、冷卻液、潤(rùn)滑劑、造孔劑、粘接劑、拋光劑、多孔支架材料、清潔劑等。對(duì)于有陽(yáng)極氧化表面處理的鈦及鈦合金材質(zhì)產(chǎn)品，尤其微弧陽(yáng)極氧化，應(yīng)明確氧化層引入的與基體材料不一致的新元素的質(zhì)控措施，并通過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嬖胤治龇椒ǎㄈ绨攵慷ㄐ苑治觯﹣?lái)評(píng)估該工藝的穩(wěn)定性。

4. 椎間融合器滅菌確認(rèn)

對(duì)于經(jīng)輻照滅菌的產(chǎn)品，應(yīng)明確輻照劑量并參考GB 18280、GB/T 19973等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供滅菌參數(shù)確定依據(jù)，至少包括初始平均生物負(fù)荷、VDmax劑量驗(yàn)證及最低劑量滅菌后無(wú)菌檢測(cè)報(bào)告，完整的輻射滅菌確認(rèn)報(bào)告還應(yīng)包括產(chǎn)品及包裝材料的選擇、產(chǎn)品裝載模式的確定、產(chǎn)品劑量分布圖及確認(rèn)過(guò)程中所負(fù)載的有抗力的微生物孢子信息；對(duì)于經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌的產(chǎn)品，除依據(jù)GB 18279、GB 18281.2等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供關(guān)鍵參數(shù)的確定依據(jù)如預(yù)處理、處理、滅菌和通風(fēng)4個(gè)過(guò)程中的溫度、濕度、氣體壓力、EO濃度、滅菌作用時(shí)間等，完整的確認(rèn)報(bào)告還應(yīng)包括被滅菌品擺放方式與分隔形式、換氣速度與氣體壓力、滅菌劑質(zhì)量及體積、存活曲線法或部分陰性法鑒定的生物學(xué)性能等內(nèi)容，此外還應(yīng)提供終產(chǎn)品環(huán)氧乙烷殘留量的質(zhì)控驗(yàn)證數(shù)據(jù)；過(guò)氧化氫等離子體、氣態(tài)過(guò)氧化氫等滅菌方法同樣應(yīng)提供關(guān)鍵滅菌參數(shù)的驗(yàn)證和確定依據(jù)包括滅菌時(shí)間、相對(duì)濕度、氣體濃度、滅菌容積、生物指示劑滅菌動(dòng)力學(xué)曲線、滅菌溫度等。具有多孔結(jié)構(gòu)和較大比表面積的產(chǎn)品，尤其應(yīng)論證或驗(yàn)證滅菌工藝參數(shù)能夠確保其無(wú)菌保證水平。

5. 椎間融合器無(wú)菌有效期驗(yàn)證

對(duì)于非滅菌產(chǎn)品，應(yīng)明確推薦最終使用者采用的滅菌方法并進(jìn)行驗(yàn)證。滅菌產(chǎn)品應(yīng)參照《無(wú)源植入性醫(yī)療器械貨架壽命申報(bào)資料指導(dǎo)原則》進(jìn)行產(chǎn)品貨架壽命尤其無(wú)菌效期的驗(yàn)證。鑒于本指導(dǎo)原則涵蓋的產(chǎn)品為惰性材料產(chǎn)品，僅要求對(duì)其中包裝系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性（至少包括包裝完整性和包裝強(qiáng)度）進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)于不同包裝、不同滅菌方式的產(chǎn)品應(yīng)分別進(jìn)行無(wú)菌效期驗(yàn)證。

6. 椎間融合器生物相容性評(píng)價(jià)

椎間融合器的生物相容性評(píng)價(jià)應(yīng)按照GB/T16886.1中的系統(tǒng)方法框圖及原國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局《關(guān)于印發(fā)醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)和審查指南的通知》（國(guó)食藥監(jiān)械〔2007〕345號(hào)）中的審查要點(diǎn)進(jìn)行生物學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，在缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，補(bǔ)充進(jìn)行必要的生物相容性測(cè)試。