從材料規(guī)范到全生命周期管理：構(gòu)建醫(yī)用鈦合金植入物多層次標(biāo)準(zhǔn)體系框架研究

1、醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

1.1.1 ISO 標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織外科植入物技術(shù)委員會(huì) (ISO/TC 150) 負(fù)責(zé)制定永久或暫時(shí)性植入人體的醫(yī)療產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)?ISO 外科植入物用材料標(biāo)準(zhǔn)為 ISO 5832 系列標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行有效的共計(jì) 4 項(xiàng)，見(jiàn)表 1?該系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了材料的基礎(chǔ)特性，涵蓋組織成分?機(jī)械性能和顯微結(jié)構(gòu)等內(nèi)容?

表 1 ISO 醫(yī)用植入物鈦材標(biāo)準(zhǔn)

1.1.2 美國(guó) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)制定的外科植入物用鈦標(biāo)準(zhǔn)共計(jì) 10 項(xiàng)，見(jiàn)表 2?在 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)中，增加了第三代外科植入物用 Ti-13Nb-13Zr 等鈦合金標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)鈦金屬鍛件?無(wú)縫管和粉末設(shè)立了專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容上增加了尺寸公差?表面污染層控制?無(wú)損檢測(cè)等關(guān)鍵要求?

表 2 美國(guó) ASTM 醫(yī)用植入物鈦材標(biāo)準(zhǔn)

1.2 國(guó)內(nèi)醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

目前，我國(guó)醫(yī)用植入物用金屬材料相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)共計(jì) 9 項(xiàng)，其中包含植入鈦材標(biāo)準(zhǔn) 3 項(xiàng)，規(guī)定了材料化學(xué)成分?機(jī)械性能?物理性能?性能測(cè)試方法等基礎(chǔ)要求?中國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作也在不斷完善，相繼制定了醫(yī)用植入物用金屬材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 43 項(xiàng)，其中包含植入鈦材標(biāo)準(zhǔn) 9 項(xiàng)，涉及牙科?骨科植入等方面材料和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求，部分相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 3?

表 3 我國(guó)醫(yī)用植入物鈦材標(biāo)準(zhǔn) (部分)

1.3 國(guó)內(nèi)外醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀對(duì)比總結(jié)

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)滯后于產(chǎn)品發(fā)展

GB/T 13810 系列標(biāo)準(zhǔn)僅包含了第一代和第二代外科植入物用鈦加工材?對(duì)于我國(guó)生產(chǎn)的第三代外科植入物用鈦合金 TC26 和 TB11, 以及新研發(fā)的介入器械?植入產(chǎn)品，目前還未納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) [1], 且相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)更新較慢?

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容不全面

目前，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)性能指標(biāo)和技術(shù)要求與國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)明顯差異，但對(duì)于測(cè)試方法?加工工藝等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍需要進(jìn)一步補(bǔ)充細(xì)化?另外，由于缺少完善的質(zhì)量保證體系及產(chǎn)品配套工藝 [2], 生產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)督管理不到位的現(xiàn)象普遍存在?同時(shí)，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品生物安全性評(píng)估方面不夠完善，可能存在安全隱患?

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施推廣力度較弱

目前，部分實(shí)施人員的技術(shù)能力尚未跟上行業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)普遍不強(qiáng)?一些生產(chǎn)廠家對(duì)鈦合金材料標(biāo)準(zhǔn)和性能認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致植入物因材料原因發(fā)生斷裂失效，進(jìn)而引起醫(yī)療糾紛?

2、醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

2.1 醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則

根據(jù) GB/T 13016-2018《標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則和要求》, 醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建應(yīng)遵循目標(biāo)明確?全面成套?層次適當(dāng)?劃分清楚的原則?

2.2 醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系基本框架

基于標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則和要求，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行醫(yī)用植入物鈦及鈦合金相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，搭建出我國(guó)醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系基本框架，如圖 1 所示?

2.3 醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成要素

2.3.1 基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)體系

基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)為其他子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)支撐，是醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系中重要的基礎(chǔ)共性規(guī)范，涵蓋的內(nèi)容包括鈦及鈦合金?脊柱植入物?心血管和牙體植入物的術(shù)語(yǔ)定義?手術(shù)植入物的標(biāo)識(shí)要求，以及外科植入物的分類與命名要求?

2.3.2 原材料標(biāo)準(zhǔn)體系

原材料標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分為三代醫(yī)用植入鈦材，涵蓋了醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系中的原材料標(biāo)準(zhǔn)及其要求?第一代醫(yī)用植入鈦材是以 GB/T 13810-2017 為代表的外科植入物用鈦及鈦合金加工材標(biāo)準(zhǔn)?第二代醫(yī)用植入鈦材標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)材料的化學(xué)成分?機(jī)械性能?抗腐蝕性?生物相容性等方面提出了要求?這些標(biāo)準(zhǔn)幫助醫(yī)療器械制造商和使用者選擇合適的材料進(jìn)行植入手術(shù)，同時(shí)確保病人長(zhǎng)期健康?第三代醫(yī)用植入鈦材標(biāo)準(zhǔn)依據(jù) ISO 5832 系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了進(jìn)一步修訂，對(duì)表面處理和長(zhǎng)期生物相容性的要求更加嚴(yán)格，使其能夠適應(yīng)更復(fù)雜的植入需求，同時(shí)還加入了對(duì)新技術(shù) (如表面改性?涂層處理等) 的規(guī)范，以確保植入物的長(zhǎng)期使用效果和安全性?

2.3.3 制備方法標(biāo)準(zhǔn)體系

制備方法標(biāo)準(zhǔn)體系細(xì)分為粉末冶金法?等通道擠壓法?高溫低壓燒結(jié)法?激光法，主要包括醫(yī)用植入鈦材料生產(chǎn)加工過(guò)程中常用的幾種制備方法標(biāo)準(zhǔn)，有效保證產(chǎn)品制造質(zhì)量?

2.3.4 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系細(xì)分為牙科植入物?骨科植入物?心血管植入物和其他植入物，主要包括應(yīng)用范圍較廣的鈦及鈦合金醫(yī)用植入物產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其中有三項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：YY/T 0127.4-2023?YY/T 0525-2009?YY/T 0127.8-2001, 在牙科植入物相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中共同為牙科植入物和口腔材料的安全性和有效性提供了全面的生物學(xué)評(píng)價(jià)體系?骨科植入物標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了從骨接合植入物?關(guān)節(jié)置換植入物?脊柱植入物到運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)植入器械等各個(gè)方面的要求，不僅確保了植入物的性能?安全性和生物相容性，還促進(jìn)了技術(shù)的創(chuàng)新與個(gè)性化治療的實(shí)現(xiàn)?

2.3.5 試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)體系

試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)體系細(xì)分為力學(xué)性能?化學(xué)性能?生物安全性，主要包括醫(yī)用植入物材料性能測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品的可靠性和安全性?

2.3.6 臨床試驗(yàn)與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系

臨床試驗(yàn)與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系細(xì)分為臨床試驗(yàn)規(guī)范?數(shù)據(jù)分析?跟蹤監(jiān)測(cè)，主要包括鈦及鈦合金醫(yī)用植入物在臨床試驗(yàn)和應(yīng)用過(guò)程中的規(guī)范和要求?

2.3.7 質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)體系

質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)體系細(xì)分為環(huán)境管理?安全管理?產(chǎn)品檢驗(yàn)?包裝運(yùn)輸?人員規(guī)范?質(zhì)量控制與檢驗(yàn)是保障醫(yī)用植入物鈦及鈦合金質(zhì)量的關(guān)鍵，有利于確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性?對(duì)于外科植入物，尤其是如全髖關(guān)節(jié)假體這類需要長(zhǎng)期與人體接觸的器械，其性能的可靠性和穩(wěn)定性不僅依賴于材料的選擇和設(shè)計(jì)，還與試驗(yàn)和儲(chǔ)存環(huán)境的控制密切相關(guān)?產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要用于醫(yī)療器械質(zhì)量體系軟件的確認(rèn)?包裝和運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)用于確保醫(yī)療器械包裝的無(wú)菌安全性?

3、醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)施建議

第一，應(yīng)提高標(biāo)準(zhǔn)門(mén)檻，積極與 ISO?ASTM 等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，確保產(chǎn)品符合全球通用的質(zhì)量要求?第二，應(yīng)完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋原材料?生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制等多個(gè)方面，尤其要修訂現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化技術(shù)指標(biāo)，確保其適應(yīng)實(shí)際使用需求?標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)兼具約束性和開(kāi)放性，既要確保產(chǎn)品的安全性，又要為技術(shù)進(jìn)步預(yù)留空間?第三，主管部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和監(jiān)督，強(qiáng)化人才隊(duì)伍建設(shè)，定期開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)宣貫和培訓(xùn)工作，切實(shí)提高行業(yè)從業(yè)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解和執(zhí)行能力?第四，標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)保持動(dòng)態(tài)優(yōu)化，根據(jù)技術(shù)進(jìn)步和臨床需求的變化及時(shí)進(jìn)行修訂完善，確保標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)適用性和先進(jìn)性?

4、結(jié)束語(yǔ)

標(biāo)準(zhǔn)化是國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)能提高外科植入產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)其國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)影響力?因此，應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)水平，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)新型材料的產(chǎn)業(yè)化和臨床應(yīng)用，促進(jìn)醫(yī)用植入物鈦材產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展?

參考文獻(xiàn)

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[2] 高景恒。關(guān)于醫(yī)用生物材料的安全性評(píng)價(jià)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) [C]// 吉林富華醫(yī)用高分子材料有限公司，實(shí)用美容整形外科雜志社。首屆國(guó)際醫(yī)用聚丙烯酰胺水凝膠：奧美定學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集。遼寧省人民醫(yī)院，2000:125-135.

作者簡(jiǎn)介

張保平，男，2003 年出生，標(biāo)準(zhǔn)化工程專業(yè)本科在讀?      

通信作者：陶姍，女，1980 年出生，副教授，研究方向?yàn)楣I(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，taoshan@cjlu.edu.cn?

（注，原文標(biāo)題：醫(yī)用植入物鈦及鈦合金標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建研究）

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