【医药行业标准(YY)】 羟基磷灰石生物陶瓷

YY0305—1998
本标准涉及羟基磷灰石生物陶瓷的化学组成和物理化学性质、生物学评价及检验规则、标志、包装和储运。
化学组成主要参照美国试验与材料学会ASTMF1185：1988《外科植人用羟基磷灰石陶瓷组分标准规范》制定，该标准对试验方法未作指令性要求。溶解度试验引用GB9724一88，密度试验引用GB1966—80，粒度分级及试验引用GB/T1480-1995。本标准生物学评价根据国际标准化组织ISO/TR7405：1984《牙科材料生物学评价》，ISO10993：1992《医疗器械生物学评价》和ASTMF748：1982《医用材料和装置选择的般生物学试验方法的实施标准》制定。试验项目选择引用YY0268-1995《口腔材料生物学评价第1单元：口腔材料生物性能评价导则》中第2类2.4b）陶瓷的规定，试验方法引用GB11749--89中A2/A3，YY/T0127一93，并参照ASTMF981一1986《用于外科植人的无孔生物材料相容性评价（有关材料对肌肉和骨骼的作用）的实施标准》。
块状羟基磷灰石陶瓷形态繁多，不能作具体规定，只能给出公差范围。本标准附录A是标准的附录。
本标准附录B是提示的附录。
本标推由国家医药管理局提出。本标准由全国口腔材料和器械设备标准化技术委员会归口。本标准起草单位：四川大学生物材料工程研究中心。本标准主要起草人：冯健清、张兴栋、李玉宝、朱蔚精、翁杰。161
1范围
中华人民共和国医药行业标准
羟基磷灰石生物陶瓷
Hydroxyapatite Bioceramics
YY0305
5—1998
本标准规定了羟基磷灰石生物陶瓷的技术要求、试验方法、检验规则以及对抽样、标签、包装、运输和贮存等的要求。
本标准适用于不承力或仅承受压力的牙科和外科植人用羟基磷灰石生物陶瓷及制品。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB191—90包装储运图示标志
GB/T1480—1995金属粉末粒度组成的测定干筛分法
GB6003--85试验筛
GB/T1871.1--1995磷矿石和磷精矿中五氧化二磷含量的测定磷钼酸喹啉重量法和容量法GB/T 1871.4-
一1995磷矿石和磷精矿中氧化钙含量的测定容量法GB 1966—80
GB 2828--87
GB 2829—87
GB 9723-88
GB 9724—
多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）周期检查计数抽样程序及抽样表（适用于生产过程稳定性的检查）化学试剂火焰原子吸收光谱法通则化学试剂pH测定通则
GB 10724—89
化学试剂无火焰(石墨炉)原子吸收光谱法通则GB 11749—89
牙科复合树脂充填材料
YY/T 0127.1—93 口腔材料试验方法 溶血试验YY/T0127.2--93口腔材料试验方法静脉注射急性全身毒性试验YY0268—1995
口腔材料生物学评价第1单元：口腔材料生物性能评价导则YY/T0244—1996口腔材料试验方法短期全身毒性试验：经口途径JB/T001—1995红外光谱分析方法通则中华人民共和国药典（1995年版）3定义、符号和缩略语
本标准采用下列定义和符号。
3.1定义
羟基磷灰石生物陶瓷Hydroxyapatite bioceramics由化学式为Ca1o(PO,)：(OH)2的磷酸钙盐构成的种陶瓷，缩写为HAC。通常利用陶瓷工艺烧结而成，用于人体组织或器官的修复、替代或增进其功能。国家医药管理局1998-04-08批准1998-10-01实施
3.2符号
YY 0305--1998
根据用途，羟基磷灰石生物陶瓷可制成具有不同形态和几何尺寸的多孔和致密型陶瓷和制品，其表示符号如表1所示：
羟基磷灰石陶瓷类型、形态、用途及几何尺寸表示法类
颗粒型
颗粒型
块状型
块状型
类型符号
4技术要求
4.1物理化学性能
4.1.1化学组成
型号表示法
于类型符号后标注颗粒粒度范围的上限值（最大粒度)和下限值(最小粒度）。此值应符合GB/T1480中筛孔名义尺寸值于类型符号后按序用符号“/”、用途或形态代号、几何尺寸值表示。用途或形态代号用相应词的英文缩写表示，几何尺寸以毫米为单位或用L（大）、M(中）S(小)符号表示4.1.1.1钙、磷原子比
Ca/P原子比应为1.67主0.02。
4.1.1.2相成分及结晶度
GP 1400—1000表示粒度上限为
1400μm，下限为1000μm的多孔型颗粒。GD125—75表示粒度上限为125μm，下限为75μm的致密型颗粒
BP/Rect.15×10X4表示长宽高为15mm×10mm×4mm的长方形(Rect.）多孔块状陶瓷。
BD/$6×4表示直径（）为 6mm，长为4mm的致密块状体。
BP/TF（L）表示多孔型大号喉管支架(throat frame)
X射线衍射谱应符合PDF粉末衍射卡No.9-432，并无明显的其他磷酸钙和结晶物质峰，也无明显的非晶物质表现。
羟基磷灰石含量大于95%。
4.1.1.3红外吸收谱
应显示羟基（OH-1）吸收峰：3570cm-1，631cm-1，磷酸根（PO-）吸收蜂：570cm-1，600cm-l，961cm-1,1045cm1,1090cm-1，无碳酸根、羰基、氨基或其他杂质蜂出现。4.1.1.4微量杂质元素和重金属总量极限砷（As）≤3mg/kg，镉（Cd)≤5mg/kg，汞（Hg）≤5mg/kg，铅（Pb）≤30mg/kg，重金属总量（以铅计）≤50mg/kg。
对已确定的所有末以铅计的金属或氧化物，当它们的浓度大于或等于0.1%时，建议将其另页列出并附于包装中。
4.1.2物理性能
4.1.2.1外观
白色，无肉眼可见杂色物。块状型产品的表面应无缺损、无裂纹。4.1.2.2尺寸
a）颗粒型制品：超过粒度上限的颗粒重量不大于1%，小于粒度下限的颗粒重量不大于5%，粒度分布或组成可由供需双方商定。b）块状型制品：尺寸大于10mm的边或棱公差为土1mm，不大于10mm的公差为士0.5mm。4.1.2.3密度及容重、显气孔率
YY0305--1998
a）致密型密度≥3.00g/cm±0.005g/cm。b）多孔型容重<2.80g/cm2，显气孔率12%～60%。4.1.2.4溶解性
羟基磷灰石陶瓷按1%的重量比在37℃的去离子水中浸泡24h,浸出液pH值介于6.5~～7.5之间。4.1.2.5力学性能
机械强度可由供需双方商定。
4.2生物学性能
4.2.1 溶血试验
溶血率≤5%。
4.2.2细胞毒性试验
细胞毒性 0-1 级。
4.2.3短期全身毒性试验：经口途径无毒性。
4.2.4静脉注射急性全身毒性试验无毒性。
4.2.5皮肤刺激试验
无刺激。
4.2.6 Ames 试验
诱变试验阴性。
4.2.7致敏试验
无过敏反应。
4.2.8骨内植入试验
总毒性比率1～0级(≤1级)。
4.2.9皮下植入试验
埋植12周，无反应或轻度反应。5试验方法
5.1物理化学试验Www.bzxZ.net
5.1.1化学组成
5.1.1.1钙磷原子比(Ca/P)
按GB/T1871.1测定磷含量，按GB1871.4测定钙含量，并据此计算Ca、P原子比。5.1.1.2相成分及结晶度
5.1.1.2.1建立定标曲线
5.1.1.2.1.1羟基磷灰石和β-磷酸三钙混合样的HA定标曲线a）将羟基磷灰石（HA)和磷酸三钙(TCP)纯粉分别置于刚玉埚，放人箱式电炉中，以每分钟5℃的升温速率加热至1050℃，保温2h，随炉冷却至室温后取出，用玛瑙乳钵研细。b）用X射线衍射仪测定两种粉末的衍射谱（CuKα，石墨单色器），扫描速度0.2°/s，扫描范围28：10°～50°所得X射线衍射谱图应分别符合PDF粉末衍射文件No.9-432(HA)和No.9-169(β-TCP），不能有其他杂相峰和明显的非晶相显示。c）准确称取上述烧制后的粉末，按HA百分含量分别为0，10%，30%，50%，70%，90%和100%配制一系列HA与 β-TCP的混合标样,分别置于玛瑙乳钵中小心研磨混匀。d）按扫描速度.0.2°/min，扫描范围20:30.0°~~32.5°和以纯HA为准选择适当的功率和计数率，使HA的最强衍射峰（31.8°)接近记录纸的满度为测定条件，分别获取上述纯样和混合标样的X射线衍射167
YY0305--1998
谱。测量各混合标样衍射谱中HA的最强蜂（31.8°)和β-TCP的最强蜂（31.0°)的峰高值iHA和igTCP，以及纯HA衍射谱中最强峰（31.8°)和纯β-TCP衍射谱中最强蜂（31.0°）的峰高值i纯HA和i纯βTCP，用回归法按式(1)计算各混合标样中HA的相对衍射强度p：IHA
THA+IB-TCP
式中：IHA
Ig-TCP
ig-TCP
1纯-TCP
以 HA百分含量 X 对相对衔射强度 β 作 HA/β-TCP混合样的 X一β定标曲线。5.1.1.2.1.2羟基磷灰石和α-磷酸三钙混合样的HA定标曲线(1）
a）将羟基磷灰石(HA)和磷酸三钙（TCP)纯粉分别置于刚玉放入箱式电炉中，以每分钟5C的升温速率加热至1250℃，保温4h后从炉中取出冷却至室温，用玛瑙乳钵研细。b）同5.1.1.2.1.1b)，测定两种粉末的衍射谱，谱图应分别符合PDF粉末衍射文件No.9-432(HA)和 No. 9-348(α-TCP)。
c）同5.1.1.2.1.1c），配制一系列HA与α-TCP的混合标样。d）方法同5.1.1.2.1.1.d），α-TCP的最强衍射峰为30.7°,测量HA和α-TCP的最强峰的峰高值，计算 HA 与 α-TCP混合标样中 HA的相对衔射强度 β,作出HA/α-TCP混合样的 X-β定标曲线。5.1.1.2.2测定HA百分含量
取6g样品及纯HA和纯TCP粉末置于箱式电炉中，样品中若只含有β-TCP，按5.1.1.2.1.1a）加热方法制备试样；若仅含有α-TCP或同时含有β-TCP和α-TCP，则按5.1.1.2.1.2a)加热方法制备试样。
按5.1.1.2.1.1b)的方法测定样品的衍射谱，谱图中主相的衍射峰应符合PDF粉末衍射文件No.9-432,除可含单一的β-TCP或aα-TCP相外，不能有明显的其他杂相峰和非晶相存在。若谱图中同时有β-TCP和α-TCP衔衍射峰出现，则应将样品和纯样按5.1.1.2.1.2a)方法重新加热至1250℃C处理使其只含α-TCP后再测衍射谱。在确认样品中除主相外仅含单一TCP杂相后，将样品分为三个平行样，按5.1.1.2.1.1d)方法测定其衍射谱,同时作相应的纯HA和纯 TCP 的衍射谱,并按式(1)用回归法计算三个样品的 HA 相对衍射强度 Pi,P2,P,取其算术平均值，代人相应的X-p定标曲线中得出HA的百分含量X。以HA含量不小于95%，X射线衔射谱中无其他杂相峰为合格。5.1.1.3红外吸收光谱
按JB/T001进行。
5.1.1.4杂质元素分析
5.1.1.4.1神的测定
YY0305-1998
按《中华人民共和国药典》（1995年版）附录中碑盐检查法进行。5.1.1.4.2镉的测定
按GB10724进行。
5.1.1.4.3汞的测定
按GB9723进行。
5.1.1.4.4铅的测定
按GB10724进行。
5.1.1.4.5重金属元素总量
按《中华人民共和国药典》（1995年版）附录中重金属检查法进行。5. 1. 2 物理性能
5.1.2.1外观
目测法，将试样放在培养血中，在自然光下观测。5. 1. 2.2 尺寸
5.1.2.2.1颗粒型产品
按GB/T1480进行。试验筛应满足GB6003要求。注：样品量：100g。
5.1.2.2.2块状型产品
用游标卡尺测定。游标卡尺精度：0.02mm。5.1.2.3密度及容重
按GB1966进行。
5.1.2.4溶解性
按GB9724进行。
5.2生物学性能
参见附录A(标准的附录）。
6检验规则
6.1每批产品均应经生产单位技术监督部门进行质量检验，合格后方可验收人库。6.2产品必须成批提交检查。检查分逐批检查和周期检查。6.3逐批检查
6.3.1逐批检查按GB2828规定进行。6.3.2抽样方案
6.3.2.1HA块状型产品采用一次抽样，抽样方案严格性按正常检查抽样方案进行，检查水平为I，缺陷分类、检查项目和AQL（合格质量水平）按表1规定。采取随机抽样方式抽取被检查的样本。产品的相成分和结晶度(4.1.1.2)微量杂质元素和重金属总量极限(4.1.1.4)用陪样进行测试。陪样与同批产品用相同工艺同时制作。
表1HA块状型产品逐批检查
缺陷分类
检查项目
严重缺陷
轻缺陷
6.3.2.2HA颗粒型产品采用一次抽样。抽样方案严格按正常检查抽样方案进行，检查水平为S-1，缺陷分类、检查项目和AQL（合格质量水平）按表2的规定进行。采取随机抽样方式抽取被检查的样本。169
缺陷分类
检查项目
YY0305--1998
表2HA颗粒型产品逐批检查
严重缺陷
轻缺陷
4. 1. 2. 2a),4. 1. 2. 3
产品的相成分和结晶度（4.1.1.2），微量杂质元素和重金属总量极限（4.1.1.4)由该批产品中随机抽取一件样本进行检测。
6.4周期检查
6.4.1在下列情况下应进行周期检查a）产品初次投产前；
b）间隔一年以上再投产时；
c）设计、工艺或生产设备有重大变化时；d）原料批号（产地)更换时。
6.4.2对表1、表2所列项目，周期检查前先进行逐批检查，从逐批检查合格的批中抽取样本进行周期检查。检查按GB2829进行，采用一次抽样。6.4.2.1HA块状型产品周期检查前先进行逐批检查，从3批合格产品中每批抽2个试样共6个试样组成样本，检查项目判定数组和RQL(不合格质量水平)按表3规定进行。块状型产品的相成分和结晶度（4.1.1.2),微量杂质元素和重金风总量极限(4.1.1.4)用陪样进行测试，该3批产品每批测-个陪样，陪样与同批产品用相同工艺同时制作。表3HA块状型产品周期检查
检查项目
4.1.1,4,1.3
检查周期
6. 4.1 规定情况
6.4.1中a),c)规定情况
6.4.1规定情况
判定数组或合格标准
n=6:[A-0,R-11
符合4.2
符合4.1.1和4.1.3规定
6.4.2.2对表2所列检查项目，进行颗粒型产品周期检查前应先进行逐批检查。从逐批检查合格的批中抽取样本进行周期检查。检查按GB2829进行。采用一次抽样方案，从连续3批产品中，每批随机抽取1件试样共3件组成样本，判定数组和RQL(不合格质量水平)按表4进行。表4HA颗粒型产品周期检查
检查项目
梭查周期
6.4.1规定情况
6.4.1规定情况
6.4.1a)规定情况
判定数组或合格标准
n=3;[A,=0,R=1]
n= 3;[A-- 0,R =1]
符合4.2规定为合格
6.4.3周期检查合格，必须是本周期所有检查项目都合格，否则就认为周期检查不合格7标志、标签、包装、运输、贮存RQL
7.1羟基磷灰石生物陶瓷及制品必须密封包装在容器中，包装容器应无毒，不污染和影响陶瓷的性能，包装容器还应具有在正常搬运或贮存期间不损坏、不破裂的性能。7.2内包装应注明规格、型号、数量、商标和批号。7.3外包装上应有制造单位名称、地址、商标、产品名称、规格、批准号、重量和数量、生产批号、有效期、170
存和运输注意事项等标志。
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7.4每一包装应附检验合格证和使用说明书，使用说明书应按国家有关规定编写，至少应有下列内容：a）制品的主要成分，
b)临床使用简要说明；
c）注意事项及禁忌症；
d）制品贮存保管注意事项；
e）使用过程中可能出现的意外及应采取的措施。7.5运输和存
本品清洁、安全、轻质，适于空运，亦可陆运及船运。本品宜存于干燥、清洁处，171
A1溶血试验
按YY/T0127.1进行。
A2细胞毒性试验（分子过滤法）按GB11749—89中A2进行。
A3短期全身毒性试验：经口途径按YY/T0244进行。
A4静脉注射急性全身毒性试验
按YY/T0127.2进行。
A5皮肤刺激试验
A5.1范围
YY0305—1998
附录A
（标准的附录）
生物学性能试验方法
本试验用于评价试验材料的组织刺激作用，这是-个急性毒性试验，是为检测试验材料是否存在有害浸提物质而设计的。
A5.2试样浸提液的制备
A5.2.10.9%氮化钠（NaCI)溶液浸提液的制备从抽样中称取材料或制品4g，若系块状材料，应碎裂成$1～2mm大小的颗粒。材料经自来水冲洗，超声波清洗两次，蒸馏水摇洗两次，每次约1min。置带塞试管内，加0.9%氯化钠（NaCl)溶液20mL，于121℃条件下浸提1h，室温冷却，备用。浸提液应在24h内注射，若放置超过24h，应重新制备浸提液。A5.2.2阴性对照物与阳性对照物A5.2.2.1阴性对照物
0.9%氯化钠(NaCI)溶液。
A5.2.2.2阳性对照物
2%甲醛溶液。
A5.2.2.3对照溶液的处理方法与漫提液相同。A5.2.2.4浸提液在室温存放，应在24h内注射，超过24h，应重新制备浸提液。A5.3试验动物
A5.3.1使用健康白色家免，体重2.0~2.5kg，皮肤光滑，无皮肤病或损伤，使用前未作过任何试验。每试验材料至少用2只动物。
A5.4试验步骤
A5.4.1于试验前24h，剪去动物脊柱两侧背毛，暴露足够的面积，避免机械刺激或损伤。A5.4.2试验时,用75%酒精消毒皮肤，在每只动物脊柱一侧作皮内注射10点，每点注射材料浸提液0.2mL，间隔20mm另一侧注射0.9%氯化钠（NaCl)或2%甲醛溶液，共5个点，每点0.2mL。A5.4.3注射后24h、48h和72h观察注射局部皮肤和周围组织的反应。按表A1所示，对皮肤红肿和水肿表现进行记分分级评价。
无红斑
轻度红斑
明显红斑
中等到严重红斑
严重红斑(紫色)到轻度焦痴形成A5.5结果判断
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皮肤反应和记分
无水肿
很轻的水肿(勉强看出）
轻度水肿（隆起而轮廊清楚）
中度水肿(隆起近 1mm）
严重水肿（隆起>1mm）
A5.5.1在观察期内，试验与阴性对照的组织反应类型相似，则认为该材料浸提液对皮肤无刺激性。A5.5.2若有一只动物出现中等或严重的组织反应，另一只动物无反应，则应再用3只动物作重复试验，若重复试验结果与阴性对照无明显差异，则认为无刺激性。A5.6结果评价
试验结果符合A5.5要求，则认为该材料符合4.2.5规定A6Ames试验
按GB11749-89中A3进行。试样为材料浸提液。A7致敏试验
按GB11749-89中A4进行。试样为材料浸提液。A8骨植入试验
参照ASTMF981：1986进行。
A8.1范围
本试验适用于外科植人，无吸收的生物材料的组织反应，适用于评价在人体骨骼内停留超过30天，且不被吸收的材料。
A8.2植入试样的制备
A8.2.1将受试材料制备成$2mm×6mm圆柱体，表面光洁，同时制备$2mm×6mm阴性对照试样。A8.2.2试样与对照样品经自来水冲洗，超声波清洗两次，每次约1min，在121℃30min高压蒸汽灭菌。
A8.2.3植人样品的清洁、包装、消毒方式应与产品临床应用一致。A8.3试验动物
选用体重2～2.5kg大白兔。
A8.4植人期间
以相同的外科手术将所有的植入样品，分别植人每只动物，以便使植入期间的组织反应相一致。每一时间至少4只大白兔。
A8.5植入步骤
A8.5.1采用灭菌操作技术，暴露动物殷骨外侧骨皮质，用符合要求的设备和技术，以2000~~3000r/min的速度，在股骨外侧骨皮质上钻三个孔（2mm），分别用手指或器械将植人样品压人洞内，每条股骨植人试样2个，对照样1个，然后缝合封闭创口。A8.6植人物的取出和动物处死
A8.6.1于植人后1、2、4、8、12、26和52周，动脉放血处死动物，每次4只。173
YY0305--1998
A8.6.2观察植人物及其周围组织，记录肉眼所见的改变。A8.6.3将植入物及其周围的骨组织一起取下来，在切取的组织样品中，至少要包含5mm厚的植入物周围组织。
A8.7组织学样品制备
A8.7.1自每一植人部位制备组织块。A8.7.2将组织块置20%甲醛溶液中固定，制备成组织病理切片，切组织片时，应由-端到另端同时记录植人样品周围组织的肉眼观察所见。A8.7.3如果需要特殊染色，应另外制备组织块或切片。A8.8组织病理观察
A8.8.1观察试样周围组织的病理反应，并与对照样品周围的组织反应相比较。观察癜痕厚度，炎性细胞或其他种类的细胞以及在试验条件下确实由材料引起的组织反应。A8.8.2将细胞成分和组织坏死的程度划分为0~～3级。A8.8.2.1在高倍镜下观察，按炎性细胞的数量和种类划分为0～3级，共5级。表 A2炎性细胞数量划分
炎性细胞数量，个
炎性细胞数量，个
26以上
A8.8.2.2在高倍镜下观察，将组织坏死程度划分为0~3级，共5级。表A3
无坏死
很轻微坏死
轻微坏死
组织坏死程度划分
3采用0～4级给出植入物样品的总毒性比率。A8. 8. 2. 3
中等坏死
严重坏死
表A4植人物样品总毒性比率划分比
无毒性
很轻微毒性
轻微毒性
中等毒性
严重毒性
A8.8.2.4比较试样和对照样品的级别，评价试验材料的总毒性分级<1为可接受的。A8.8.3按表A5规定，观察并记录细胞成分和坏死程度，进行评价。171
动物数
植人时间(周数）
样品描述
交叉反应
组织病理切片数
多形核白细胞
淋巴细胞
嗜中性细胞
浆细胞
巨噬细胞
纤维变性
巨细胞
外物碎屑
脂肪浸润
涉及区域的相应尺寸，mm
组织病理毒性比率
皮下植入试验
A9.1范围
YY 0305--1998
表A5推荐的评价格式和等级
本试验用于评价长期接触皮下组织的材料的体内毒性。,2
A9.2试验动物
选用年龄在80～100天的豚鼠20只，或体重180～200g的大白鼠20只。若用豚鼠，应在饮水中补充维生素C(0.8g/L)。
A9.3试样制备
按照制造厂商的使用说明书制备材料。将HA陶瓷和医用纯钛分别制备成1.3mm，长5mm的圆柱体，表面光滑，两端圆钝。经超声波清洗后，用蒸馏水洗两次。高压蒸汽灭菌，备用。A9.4植人步骤
在每一试验动物背部，剃毛，暴露足够的面积，将剃毛区划分为4个象限，碘酒酒精常规消毒皮肤以外科无菌操作技术，在每个象限的皮肤上作一切口，长约10mm，钝性分离达皮下组织。将试样2个对照样2个，分别放入皮下组织内，关闭切口，缝合皮肤。于植人后48h，粗略观察切口和植人区域的组织反应。并于植入后2周和12周各活杀10只动物切取植人物及其周围组织。20%中性甲醛固定石蜡包埋。制作5um厚的组织病理切片。光镜下观察植入物周围的组织改变。
A9.5组织学判断标准（表A6）
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