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本文適用于以脊柱融合為目的脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)，通常包含金屬脊柱棒、固定板、椎弓根螺釘、橫向連接件、椎板鉤、緊固器、連接器、墊片等組件，也適用于變徑棒（金屬）、雙棒椎弓根螺釘、聚醚醚酮脊柱棒、可注射骨水泥的椎弓根螺釘、表面噴涂羥基磷灰石涂層的椎弓根螺釘?shù)犬a(chǎn)品。通常由純鈦及鈦合金材料、聚醚醚酮、鈷鉻鉬合金、不銹鋼等材料制成。

按現(xiàn)行《醫(yī)療器械分類目錄》，該類產(chǎn)品分類編碼為13-03-03，管理類別為Ⅲ類。

一、脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)的主要風(fēng)險

開發(fā)人需參照GB/T 42062《醫(yī)療器械風(fēng)險管理對醫(yī)療器械的應(yīng)用》，充分識別產(chǎn)品的設(shè)計、原材料、制造過程、產(chǎn)品包裝、滅菌、運(yùn)輸、貯存、使用等產(chǎn)品生命周期內(nèi)各個環(huán)節(jié)的安全特征，從生物學(xué)危險（源）、環(huán)境危險（源）、有關(guān)植入過程的危險（源）、由功能失效、疲勞所引起的危險（如脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)不穩(wěn)、松動、組件分離、脊柱棒/椎弓根螺釘斷裂、組件尺寸不匹配等失效風(fēng)險）等方面，對產(chǎn)品進(jìn)行全面的風(fēng)險分析，并明確所采取的風(fēng)險控制措施。

二、脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)性能研究實(shí)驗(yàn)要求

1、化學(xué)/材料表征研究

1.1金屬材料

針對脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)產(chǎn)品使用的金屬材料（如鈦合金、鈷鉻鉬合金等），需明確其材料牌號，開展符合所用材料對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的相應(yīng)規(guī)定的研究，如化學(xué)成分、顯微組織、力學(xué)性能、耐腐蝕性能（如使用不銹鋼材料）等研究。必要時，開展后續(xù)加工過程對材料性能影響的研究。

1.2聚醚醚酮材料

針對脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)產(chǎn)品使用的聚醚醚酮材料，需明確其材料牌號，開展符合所用材料對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)（參考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》）中的相應(yīng)規(guī)定的研究，如理化性能、制品的典型性能等研究。必要時，需開展后續(xù)加工過程對材料性能影響的研究。

1.3部件表面處理

1.3.1噴砂處理

如生產(chǎn)工藝中對部件采用噴砂或噴丸處理，需開展噴砂或噴丸工藝驗(yàn)證，建議考慮表面形貌、粗糙度、顆粒物殘留等相關(guān)因素。

1.3.2表面陽極氧化

對于表面經(jīng)過陽極氧化的鈦合金、純鈦制成的產(chǎn)品，需要明確陽極氧化的類型（著色陽極氧化或黑灰色陽極氧化），具體的陽極氧化工藝（具體包括電解液、電流、電壓、氧化前后的具體工藝流程和組件的表面狀態(tài)、清洗方法、殘留檢測方法等），并對基體材料進(jìn)行化學(xué)成分測試，對陽極氧化層進(jìn)行表面元素定性分析。對于著色陽極氧化產(chǎn)品，需額外開展顏色和色差相關(guān)驗(yàn)證；對于黑灰色陽極氧化產(chǎn)品，需額外開展陽極氧化膜膜厚、開路電位、力學(xué)性能（包括抗劃痕性、硬度試驗(yàn)）相關(guān)驗(yàn)證。

1.3.3表面涂層

對于表面噴涂羥基磷灰石涂層的椎弓根螺釘，需結(jié)合涂層制備工藝流程圖及關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制點(diǎn)，明確產(chǎn)品主體材料及涂層材料的選擇依據(jù)及接收標(biāo)準(zhǔn)，需明確羥基磷灰石粉料的成分、雜質(zhì)元素、微量元素、鈣磷比、結(jié)晶程度、粒徑及粒徑分布等關(guān)鍵信息。羥基磷灰石涂層理化性能研究可參考符合GB 23101.2《外科植入物羥基磷灰石第2部分：羥基磷灰石涂層》標(biāo)準(zhǔn)。此外還需評估羥基磷灰石涂層粘結(jié)牢固性能、涂層脫落性能和涂層降解后組件固定性能。對于長期植入的產(chǎn)品，需開展涂層長期植入風(fēng)險相關(guān)性能研究。對于植入后需取出的產(chǎn)品，需開展植入物取出風(fēng)險相關(guān)性能研究。在進(jìn)行表1中的力學(xué)性能測試評價時，需明確表面噴涂羥基磷灰石涂層的椎弓根螺釘對各項性能的影響，并在最差情況的分析過程中予以體現(xiàn)。根據(jù)表面噴涂羥基磷灰石涂層的設(shè)計依據(jù)及臨床實(shí)際應(yīng)用情況，開展關(guān)于羥基磷灰石涂層體外/體內(nèi)降解試驗(yàn)。

2、物理和機(jī)械性能研究

對于產(chǎn)品的機(jī)械性能研究，開發(fā)人需依據(jù)產(chǎn)品在各項試驗(yàn)中的受力情況、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、規(guī)格尺寸等因素，分別選取最差情況開展試驗(yàn)，并明確最差情況選擇依據(jù)。

2.1組件與系統(tǒng)的物理和機(jī)械性能

無論產(chǎn)品以單組件還是以系統(tǒng)形式申報，均需同時評價組件性能和系統(tǒng)性能，相關(guān)性能研究項目可參考下表1，開發(fā)人可結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)，選取適用的項目開展性能研究，對于認(rèn)為不適用的項目，需明確理由。對于最差情況的選擇，最惡劣條件下的脊柱固定結(jié)構(gòu)，通常取決于產(chǎn)品的設(shè)計和試驗(yàn)的項目。不同的試驗(yàn)類型中最薄弱、最容易失效的組件也各不相同。進(jìn)行試驗(yàn)的固定系統(tǒng)可選用有限元模擬方法分析最惡劣條件下的結(jié)構(gòu)，可分析同一結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同互連機(jī)構(gòu)、或同一互連機(jī)構(gòu)在不同結(jié)構(gòu)中的受力模型。建議開發(fā)人注意系統(tǒng)測試時對是否使用橫向連接件、萬向椎弓根螺釘、預(yù)彎棒、變徑棒等組件各試驗(yàn)項目最差情況選擇的合理性。

由于系統(tǒng)組件安裝時施加的緊固扭矩可能導(dǎo)致椎弓根螺釘頂絲與脊柱棒接觸區(qū)域產(chǎn)生局部塑性變形或應(yīng)力集中區(qū)，從而導(dǎo)致脊柱棒疲勞斷裂，需明確系統(tǒng)測試時組件安裝施加的緊固扭矩。

表1 物理和機(jī)械性能測試項目及相關(guān)測試方法

2.2腐蝕和磨損

對于常見的脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)而言，通常沒有必要通過試驗(yàn)來評估器械的腐蝕和磨損性能。但如果出現(xiàn)下列情況，建議模擬臨床使用時產(chǎn)品動態(tài)受力情形，開展相關(guān)的腐蝕和磨損試驗(yàn)：

同品種醫(yī)療器械在臨床使用過程中出現(xiàn)相關(guān)不良事件，包括金屬離子析出或磨損碎屑引起局部或全身炎癥反應(yīng)增加，或?qū)е缕渌牟l(fā)癥或不良事件出現(xiàn)；

不同材質(zhì)的組件互相匹配的情況（如鈷鉻鉬椎弓根螺釘配合鈦合金墊片等）；

新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其增加了連接裝置之間的磨擦系數(shù)，或增加了連接裝置不同組件之間的相對運(yùn)動；

組件或系統(tǒng)采用了非常規(guī)的金屬材料、高分子材料（如聚醚醚酮脊柱棒）、或經(jīng)過改性處理的常見金屬材料或高分子材料。

開發(fā)人需對結(jié)果的可接受性進(jìn)行論證，建議對上述情形的系統(tǒng)腐蝕和磨損進(jìn)行評估和分析，根據(jù)組件磨損表面的磨痕、磨光、變形或腐蝕情況，分析論證金屬離子析出、磨損質(zhì)量損失、磨損微粒（例如：微粒大小與形狀分布、微粒數(shù)目和微粒的化學(xué)性質(zhì)）等方面的臨床可接受性。

3、生物學(xué)特性研究

產(chǎn)品的生物相容性評價需涵蓋終產(chǎn)品及其涂層，按照GB/T 16886.1中系統(tǒng)方法框圖及《國家食品藥品監(jiān)督管理局關(guān)于印發(fā)醫(yī)療器械生物學(xué)評價和審查指南的通知》中的審查要點(diǎn)進(jìn)行生物相容性評價，充分考慮磨損、腐蝕等因素的影響，必要時根據(jù)GB/T 16886系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生物學(xué)試驗(yàn)。生物學(xué)評定終點(diǎn)一般包括細(xì)胞毒性、致敏、刺激或皮內(nèi)反應(yīng)、材料介導(dǎo)的致熱性、急性全身毒性、亞急性毒性、慢性毒性、亞慢性毒性、植入反應(yīng)、遺傳毒性和致癌性。需要說明的是，經(jīng)評價需開展生物學(xué)試驗(yàn)的情形，如植入試驗(yàn)包含并評估了足夠的動物數(shù)和時間點(diǎn)，且能從綜合植入評估獲得亞急性毒性、慢性毒性信息的，可不需要單獨(dú)進(jìn)行亞急性和慢性毒性試驗(yàn)研究。如果該醫(yī)療器械可能含有致癌性，宜在風(fēng)險評定中考慮該終點(diǎn)。對于表面噴涂羥基磷灰石涂層的椎弓根螺釘，需結(jié)合其設(shè)計依據(jù)、臨床實(shí)際應(yīng)用情況、化學(xué)表征、降解性能等論證產(chǎn)品在上述各項生物學(xué)風(fēng)險評定終點(diǎn)的安全性。

對于產(chǎn)品表面經(jīng)陽極氧化工藝處理的器械，開發(fā)人可按照YY/T 1615推薦的生物學(xué)試驗(yàn)方法（如細(xì)胞毒性試驗(yàn)）評價器械的生物學(xué)特性。若存在與基體材料不一致的其他元素時，開發(fā)人需結(jié)合工藝驗(yàn)證論述表面元素存在的合理性及安全性，必要時按照GB/T 16886系列標(biāo)準(zhǔn)開展生物學(xué)試驗(yàn)。

4、清洗和滅菌研究

4.1清洗

明確生產(chǎn)工藝中涉及的各種加工助劑（如切削液等）的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。明確產(chǎn)品的清洗過程，開展經(jīng)清洗過程后加工助劑殘留控制的驗(yàn)證。對生產(chǎn)加工過程使用的所有加工助劑等添加劑均需說明使用劑量、對殘留量的控制措施和接受標(biāo)準(zhǔn)。

4.2滅菌研究

明確用于保證產(chǎn)品無菌的質(zhì)量保證體系，明確滅菌工藝（方法和參數(shù)）和無菌保證水平（SAL）。產(chǎn)品的無菌保證水平（SAL）需達(dá)到10^-6。

4.2.1生產(chǎn)企業(yè)滅菌

對于經(jīng)輻照滅菌的產(chǎn)品，需開展輻照劑量及相關(guān)的驗(yàn)證，具體的劑量確定依據(jù)可參照GB 18280系列標(biāo)準(zhǔn)。

對于經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌的產(chǎn)品，需開展滅菌結(jié)果確認(rèn)和過程控制，具體可參照GB 18279系列標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.2最終使用者滅菌

對于非滅菌包裝的終產(chǎn)品，需明確推薦采用的滅菌方法，并開展驗(yàn)證。采用其他滅菌方法的需對方法合理性進(jìn)行論證并開展工藝確認(rèn)及過程控制。

5、動物試驗(yàn)研究

需按照《醫(yī)療器械動物試驗(yàn)研究注冊審查指導(dǎo)原則第一部分：決策原則》決策是否需開展動物試驗(yàn)研究。如開展動物試驗(yàn)研究，需按照《醫(yī)療器械動物試驗(yàn)研究注冊審查指導(dǎo)原則第二部分：試驗(yàn)設(shè)計、實(shí)施質(zhì)量保證》進(jìn)行，并遵循3R原則。需關(guān)注動物模型建立的科學(xué)性和合理性，以及對臨床的借鑒意義。對于表面噴涂羥基磷灰石涂層的椎弓根螺釘，如決定開展動物試驗(yàn)研究，建議考慮以下研究項目：產(chǎn)品有效性研究、降解性能體內(nèi)研究、植入后期取出難度、取出后涂層脫落研究等。

6、穩(wěn)定性研究

需參照《無源植入性醫(yī)療器械穩(wěn)定性研究指導(dǎo)原則》開展產(chǎn)品穩(wěn)定性研究。

貨架有效期驗(yàn)證中需要明確滅菌產(chǎn)品的包裝材料、包裝工藝及方法、加速老化試驗(yàn)或/和實(shí)時老化試驗(yàn)。加速老化試驗(yàn)中需明確試驗(yàn)溫度、濕度、加速老化時間的確定依據(jù)。老化試驗(yàn)需對包裝完整性和包裝強(qiáng)度進(jìn)行評價試驗(yàn)，如染色液穿透試驗(yàn)、氣泡試驗(yàn)、材料密封強(qiáng)度試驗(yàn)等。若使用其他醫(yī)療器械產(chǎn)品的貨架有效期驗(yàn)證，則需明確其與本次申報產(chǎn)品在原材料、滅菌方法、滅菌劑量、包裝材料、包裝工藝、包裝方式及其它影響阻菌性能的因素方面具有等同性。不同包裝、不同滅菌方式的產(chǎn)品需分別開展驗(yàn)證。

對于非滅菌產(chǎn)品，貨架有效期的確定需建立在科學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，如穩(wěn)定性試驗(yàn)，其目的是考察產(chǎn)品在溫度、濕度、光線的影響下隨時間變化的規(guī)律，為產(chǎn)品的生產(chǎn)、包裝、貯存、運(yùn)輸條件提供科學(xué)依據(jù)，同時通過試驗(yàn)建立產(chǎn)品的有效期。因此，開發(fā)人在申報產(chǎn)品注冊時需開展產(chǎn)品有效期的驗(yàn)證并明確內(nèi)包裝材料信息。

需開展運(yùn)輸穩(wěn)定性驗(yàn)證，可依據(jù)有關(guān)適用的國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)證方案進(jìn)行，如：產(chǎn)品包裝的跌落試驗(yàn)、振蕩試驗(yàn)等，證明在規(guī)定的運(yùn)輸條件下，運(yùn)輸過程中環(huán)境條件不會對醫(yī)療器械的特性和性能造成不利影響。

7、磁共振兼容性研究

申報產(chǎn)品若預(yù)期在磁共振（MR）環(huán)境中使用，建議開展MR環(huán)境下的行為屬性的相關(guān)驗(yàn)證，根據(jù)YY/T 0987系列標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品在MR環(huán)境下的磁致位移力、磁致扭矩、射頻致熱、偽影等項目進(jìn)行評估。需根據(jù)研究，明確MR試驗(yàn)設(shè)備、磁場強(qiáng)度、比吸收率（SAR）等試驗(yàn)參數(shù)及溫升、位移力、扭矩及偽影評估。

如未對申報產(chǎn)品進(jìn)行MR環(huán)境下行為屬性的相關(guān)驗(yàn)證，需明確該產(chǎn)品尚未在MR環(huán)境下對該產(chǎn)品的溫升、移位狀況及偽影進(jìn)行測試評估，需在說明書的警示中注明相關(guān)內(nèi)容，提示其存在的風(fēng)險，由臨床醫(yī)生與醫(yī)療機(jī)構(gòu)綜合判斷臨床使用風(fēng)險的可控性。