應用納米材料的醫療器械安全性和有效性評價(jià)指導原則第一部分：體系框架（2021年第65號）

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國家藥監局關(guān)于發(fā)布應用納米材料的醫療器械安全性和有效性評價(jià)指導原則第一部分：體系框架的通告
（2021年 第65號）

文章來(lái)源：國家藥監局　發(fā)布時(shí)間：2021-08-26

　　為加強醫療器械產(chǎn)品注冊工作的監督和指導，進(jìn)一步提高注冊審查質(zhì)量，國家藥品監督管理局組織制定了《應用納米材料的醫療器械安全性和有效性評價(jià)指導原則第一部分：體系框架》，現予發(fā)布。

　　特此通告。

　　附件：應用納米材料的醫療器械安全性和有效性評價(jià)指導原則第一部分：體系框架.doc

國家藥監局
2021年8月23日

　　附件

應用納米材料的醫療器械安全性和有效性評價(jià)指導原則第一部分：體系框架

　　一、背景

　　現有的醫療器械中應用的納米材料包括添加到醫療器械中的游離態(tài)納米材料，利用納米材料特性增加生物學(xué)活性（如醫用納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合骨充填材料）或者預防感染（如納米銀創(chuàng )傷貼）的固化納米材料以及利用納米技術(shù)設計制備成納米結構的醫療器械（如口腔種植體材料表面納米化處理）等。此外，即使醫療器械本身不含有納米材料，其使用/植入過(guò)程也有可能導致納米顆粒的產(chǎn)生。

　　根據國家標準（GB/T 30544.1），納米材料是指任一外部維度、內部或表面結構處于納米尺度的材料，而納米尺度是指1~100nm之間的尺寸范圍，該尺寸范圍通常，但非專(zhuān)有地表現出不能由較大尺寸外推得到的特性，對于這些特性來(lái)說(shuō)，1-100 nm的上、下限值是近似的。納米材料獨特的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)為醫療器械獲得突破性發(fā)展提供了新的機遇，同時(shí)也蘊含潛在的臨床應用風(fēng)險。

　　本指導原則為申請人/監管人員提供關(guān)于應用納米材料的醫療器械安全性和有效性評價(jià)相關(guān)方面的信息。

　　本指導原則是對應用納米材料醫療器械的一般要求，申請人應依據具體產(chǎn)品的特性對注冊申報資料的內容進(jìn)行充分說(shuō)明和細化。申請人還應依據具體產(chǎn)品的特性確定其中的具體內容是否適用，若不適用，需詳細闡述理由及相應的科學(xué)依據。

　　本指導原則是對申請人和審評人員的指導性文件，但不包括注冊審批所涉及的行政事項，亦不作為法規強制執行，如果有能滿(mǎn)足相關(guān)法規要求的其它方法，也可以采用，但是需要提供詳細的研究資料和驗證資料。應在遵循相關(guān)法規的前提下使用本指導原則。

　　本指導原則是在現行法規和標準體系以及當前認知水平下制定的，隨著(zhù)法規和標準的不斷完善，以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，本指導原則相關(guān)內容也將進(jìn)行適時(shí)的調整。

　　二、適用范圍

　　本指導原則適用于與人體直接或間接接觸，由納米材料組成或包含納米材料的醫療器械的安全性和有效性評價(jià)。

　　不適用于：

　　- 應用納米材料的體外診斷（In Vitro Diagnosis，IVD）產(chǎn)品，但在考慮IVD產(chǎn)品有效性時(shí)，可參考相關(guān)內容；

　　- 應用納米材料的賦能技術(shù)；

　　- 應用納米材料的藥品；

　　- 應用納米材料的醫療器械在制造和廢棄過(guò)程中造成的職業(yè)和環(huán)境風(fēng)險。

　　三、一般原則

　?。ㄒ唬眉{米材料醫療器械的分類(lèi)

　　目前現有或者正在處于研發(fā)階段的應用納米材料的醫療器械，按照GB/T 16886.1進(jìn)行分類(lèi)。對于所有類(lèi)型的醫療器械，納米材料的潛在暴露均應納入考慮。

　?。ǘ╋L(fēng)險評估

　　納米材料的特性為醫療器械獲得突破性發(fā)展提供了新機遇，同時(shí)也存在潛在的不確定風(fēng)險，在設計、臨床前測試、臨床評價(jià)和設計變更等階段，注冊申請人可以根據GB/T 16886.1、YY/T 0316和《醫療器械產(chǎn)品受益-風(fēng)險評估注冊技術(shù)審查指導原則》等中規定的風(fēng)險因素，對應用納米材料的醫療器械進(jìn)行風(fēng)險評估。應用納米材料醫療器械的風(fēng)險因素主要包括納米材料從器械釋放的可能性、暴露劑量、暴露途徑、接觸部位和暴露時(shí)間。

　?。ㄈ┌踩栽u價(jià)

　　生物學(xué)評價(jià)是應用納米材料醫療器械安全性評價(jià)的重要內容。GB/T 16886.1規定了應當根據器械類(lèi)型、接觸途徑和接觸時(shí)間來(lái)進(jìn)行生物學(xué)風(fēng)險評估的程序框架，該程序框架通常也適用于應用納米材料的醫療器械。GB/T 16886系列標準的后續部分描述了詳細的試驗方案和評價(jià)策略。

　　當前ISO TC 194“醫療器械生物相容性評價(jià)技術(shù)委員會(huì )”已頒布了醫療器械生物學(xué)評價(jià)第22部分：納米材料指南，納米材料生物學(xué)評價(jià)可參考ISO/TR 10993-22。目前，已發(fā)布并實(shí)施的三項推薦性標準：YY/T 0993、YY/T 1295和YY/T 1532，這些標準為應用納米材料的醫療器械生物學(xué)評價(jià)提供了專(zhuān)屬方法。

　　由于納米材料的比表面積等因素不同，納米材料表現出不同的理化性質(zhì)，因此，生物體暴露于納米材料之后，可能表現出與常規材料不同的生物學(xué)反應。申請人應針對醫療器械的結構特征、預期用途、與人體的接觸途徑、所含納米材料的種類(lèi)和形態(tài)等因素，通過(guò)設計一系列試驗來(lái)確認測試系統的適用性，從而建立起適合所申報產(chǎn)品特點(diǎn)的生物學(xué)評價(jià)試驗方案。應用納米材料醫療器械的安全性評價(jià)流程和路徑見(jiàn)圖1。

圖1 作為應用納米材料醫療器械風(fēng)險評估組成部分的安全性評價(jià)流程圖

　?。ㄋ模┯行栽u價(jià)

　　應用納米材料的醫療器械有效性評價(jià)方法可包括臺架試驗、體外測試、計算機模擬、動(dòng)物實(shí)驗和臨床試驗。申請人應闡明在產(chǎn)品中使用納米材料/納米技術(shù)的必要性，以及與不采用納米材料的已上市同品種醫療器械明顯優(yōu)勢。如有可能，臨床試驗建議采用優(yōu)效性試驗。

　　應用納米材料的醫療器械開(kāi)展動(dòng)物實(shí)驗評價(jià)，可以根據醫療器械動(dòng)物實(shí)驗研究技術(shù)審查指導原則第一部分和第二部分的要求進(jìn)行。臨床評價(jià)應按照《醫療器械監督管理條例》《醫療器械注冊管理辦法》《醫療器械臨床試驗質(zhì)量管理規范》和《醫療器械臨床評價(jià)技術(shù)指導原則》等要求進(jìn)行。

　　由于納米技術(shù)是正在快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，應用納米材料的醫療器械在進(jìn)行風(fēng)險評估時(shí)，可能無(wú)法與已上市的同品種醫療器械進(jìn)行等同性比較，需要通過(guò)適宜的動(dòng)物模型和臨床試驗來(lái)評價(jià)其有效性。申請人宜提出明確的試驗目的（即擬解決的問(wèn)題），并根據試驗目的由具有相應專(zhuān)業(yè)知識和實(shí)踐經(jīng)驗的人員來(lái)制定科學(xué)、合理的研究方案。

　?。ㄎ澹┌踩院陀行栽u價(jià)體系框架

　　根據《醫療器械安全和性能的基本原則》，醫療器械應是安全的并且能夠實(shí)現其預期性能，其設計和生產(chǎn)應確保器械在預期使用條件下達到預期目的，與患者受益相比，其風(fēng)險應是可接受的，且不會(huì )損害醫療環(huán)境、患者安全、使用者及他人的安全和健康。

　　本系列指導原則將在充分吸收最新科研成果的基礎上，分別對應用納米材料的醫療器械理化表征、生物學(xué)評價(jià)、動(dòng)物實(shí)驗評價(jià)、體外替代測試/計算機模擬研究及臨床評價(jià)進(jìn)行分析，并給出建議。由于醫療器械種類(lèi)眾多，其人體接觸/暴露途徑也存在很大差異，具體到某一醫療器械，并非上述所有評價(jià)方法都是必要的。

　　四、理化表征

　?。ㄒ唬┮话阍瓌t

　　醫療器械的材料表征包括化學(xué)、物理、形態(tài)學(xué)和表面等性質(zhì)的表征（GB/T 16886.18和GB/T 16886.19），納米材料表現出獨特的性質(zhì)取決于它們的大小、結構和表面性質(zhì)等不同于常規材料。因此，參與組成器械的納米材料的理化性質(zhì)表征是完成生物學(xué)評價(jià)的重要一步，可以指導應用納米材料醫療器械生物學(xué)評價(jià)試驗方案的制定，也對醫療器械中新的納米材料進(jìn)行有效篩選給出建設性意見(jiàn)。

　　ISO/TR13014列出了以下毒理學(xué)試驗中需要表征的工程化的納米材料的特性：化學(xué)成分、純度、尺寸和尺寸分布、聚集和團聚狀態(tài)、形狀、表面積、表面化學(xué)、表面電荷、溶解度和分散度等。

　　附加屬性的表征可以根據醫療器械的設計、預期用途和磨損特性來(lái)表示。如結晶、孔隙度、氧化還原電位、（光）催化、自由基的形成潛力和辛醇/水系數（未必適用于固體材料）等。

　　除了上述理化表征，表面具有納米結構的醫療器械可能需要從形態(tài)學(xué)上進(jìn)行表征。對于表面結構的有效表征所需測量的參數取決于特定的應用。如對應用納米多孔材料的醫療器械的表征包含但不限于以下信息：孔隙或空隙的尺寸和結構、密度和分布等。

　?。ǘ┍碚鲄蹬c方法

　　ISO/TR 13014提供了與納米材料相關(guān)的生物學(xué)評價(jià)參數的詳細信息和每個(gè)參數進(jìn)行定量和/或定性分析的方法。隨著(zhù)對納米材料的不斷研究和探索，其表征方法也將不斷改進(jìn)優(yōu)化，故以上內容應根據需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整。

　　結合幾種方法可以同時(shí)研究顆粒大小、形狀、結構、組成成分和表面性質(zhì)。單一的表征方法可能無(wú)法提供準確的評價(jià)參數（例如粒徑分布、表面配體和表面電荷等），建議使用微觀(guān)和宏觀(guān)多種方法用于一個(gè)特定理化參數的表征。但需要注意，可能對特定屬性使用不同方法所獲得的結果不能直接比較，并且目前幾乎沒(méi)有統一方法對納米材料進(jìn)行理化評價(jià)以輔助形成可靠的試驗方案。申請人宜在醫療器械中納米材料的類(lèi)型、形式以及醫療器械預期用途的基礎上選擇表征的方法。

　　由于納米材料的表征往往是科學(xué)和技術(shù)上的挑戰，因此，申請人宜考慮實(shí)驗室的質(zhì)量保證體系和最優(yōu)方案。納米材料理化表征手段的選擇、表征結果和納米材料特性的解釋分析應該由經(jīng)過(guò)培訓且有經(jīng)驗的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行。在分析過(guò)程中，宜謹慎考慮樣品制備以確保所獲得的數據來(lái)自該器械中有代表性的材料。如有可能，申請人宜在理化表征中采用可獲得的適當的參照材料，以便對分析儀器設備和試驗方法進(jìn)行校正和檢驗。表征過(guò)程的各個(gè)環(huán)節應仔細記錄，以確保結果的可追溯性和可重復性。若有必要，所用方法應進(jìn)行方法學(xué)驗證被證實(shí)能恰當用于納米材料的研究。有關(guān)應用納米材料的醫療器械理化性質(zhì)表征的具體內容，將在本系列指導原則第二部分：應用納米材料的醫療器械理化表征指導原則中給出。

　　五、生物學(xué)評價(jià)

　　本指導原則僅給出應用納米材料醫療器械生物學(xué)評價(jià)的概述。有關(guān)具體內容，將在本系列指導原則第三部分：應用納米材料的醫療器械生物學(xué)評價(jià)指導原則中給出。

　　相比于常規材料，納米材料在樣品制備時(shí)會(huì )有溶解性和分散性的區別，因此可能需要考慮納米材料在樣品制備時(shí)的特殊性；由于納米材料被認為可能穿越所有的保護屏障，包括血腦屏障和胎盤(pán)屏障等，因此可能需要考慮納米材料的全身毒性，特別是中樞神經(jīng)毒性和生殖毒性；“納米分子冠”的形成，可能會(huì )影響其生物響應、動(dòng)力學(xué)、蓄積和毒性等生理效應；有些納米材料具有類(lèi)佐劑特性，可能會(huì )對免疫系統產(chǎn)生影響，需要關(guān)注免疫毒性；血液中納米材料暴露的時(shí)間間隔不同可能改變其毒代動(dòng)力學(xué)特征。因此，應用納米材料的醫療器械生物學(xué)評價(jià)內容，在兼顧常規器械評價(jià)內容的基礎上，重點(diǎn)考慮與納米材料有關(guān)的其他問(wèn)題，如樣品制備，吸收、分布、代謝和排泄/清除（ADME）、全身毒性、中樞神經(jīng)毒性和免疫毒性等。

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　　樣品制備是對醫療器械最終產(chǎn)品及其制造過(guò)程中使用的材料進(jìn)行表征和/或生物學(xué)試驗時(shí)的一個(gè)關(guān)鍵的多步驟過(guò)程，包括對器械有代表性取樣、浸提液制備，制備的試驗材料的貯存和穩定性檢測等，應重點(diǎn)關(guān)注應用納米材料醫療器械的最終產(chǎn)品在樣品制備不同階段的理化性質(zhì)。樣品制備具體內容詳見(jiàn)GB/T16886.12。

　　與常規材料相比較，納米材料樣品制備時(shí)應該考慮的因素包括表面特性增加了其反應性，溶解性和分散性的區別，聚集物或團聚物的形成和微量雜質(zhì)的污染（微量雜質(zhì)可能對納米材料理化特性和毒理學(xué)特性具有潛在的影響）等。另外，納米材料有吸附到容器表面的可能性。由重力引起的擴散和重力沉降也會(huì )影響納米材料（當發(fā)生團聚或聚集、或納米材料由致密物質(zhì)組成等）到細胞的輸送率。納米毒理學(xué)的劑量單位可能不是傳統的質(zhì)量濃度，而是納米顆粒數量或總表面積。

　　針對這些問(wèn)題，有必要針對應用納米材料的醫療器械制定可靠的樣品制備方案。

　　在樣品制備時(shí)，需要仔細分析來(lái)確定一個(gè)特殊的納米材料在規定的實(shí)驗條件下是否完全分散、和/或部分溶解（如一些金屬）還是完全溶解，因為微溶或不溶的納米材料可能以顆粒的形式分散存在于實(shí)驗體系中。分散可能引起一種不同于從化學(xué)成分預測的分子、離子或元素毒性的反應；而可溶性的納米材料可能出現與相同分子或元素組成的常規材料相似的反應。

　　納米材料的分散性受納米材料之間和/或與其所處環(huán)境相互作用的影響，分散的納米材料不一定僅以原形存在，也可能以聚集體或團聚體的形式存在；納米材料的粉末和氣溶膠形式通過(guò)表面電荷或空間效應則變得不穩定。因此，試驗樣品穩定性是納米材料生物學(xué)評價(jià)中獲得準確、可靠的試驗結果的關(guān)鍵因素之一。

　　電解質(zhì)濃度、pH范圍、離子強度或分子成分（如血清蛋白分子等）對浸提液制備有顯著(zhù)影響。因此，生物學(xué)評價(jià)試驗中應用的分散條件應盡可能與生理條件一致。

　　在應用納米材料醫療器械的成品或原材料的表征、動(dòng)物實(shí)驗或體外試驗時(shí)，需要進(jìn)行樣品制備。制備的具體方法可能因接觸途徑和劑量選擇的不同而有差異。在試驗樣品制備和接觸方式的記錄或報告內容中至少應包含以下內容：

　　——試驗材料的鑒定、貯存和穩定性，包括批與批之間的差異性；

　　——浸提介質(zhì)的化學(xué)組成；

　　——合適的劑量單位選擇；

　　——原料分散劑制備的樣品在給予動(dòng)物（和/或細胞、器官、組織）之前的表征。

　　作為一般原則，樣品制備的細節和所選用方法的基本原理應當詳細記錄。

　?。ǘ┽t療器械中納米材料的釋放

　　一般來(lái)說(shuō)，納米材料從醫療器械中釋放的最大潛力與器械本身設計相關(guān)：

　　——預期的納米材料釋放；

　　——由游離納米材料組成和/或含游離納米材料，例如用于熱療的氧化鐵納米顆粒、用于傷口敷料的納米銀和骨填料中的納米材料等。

　　某些器械可能涉及多種釋放途徑，宜綜合考慮釋放特征進(jìn)行分析。

　　1.脫落

　　當納米材料作為醫療器械涂層時(shí)，應考慮脫落的風(fēng)險，如作為傷口敷料的納米銀等。

　　2.降解釋放

　　含有或者不含納米材料的醫療器械，通過(guò)水解反應、催化反應或磨損等降解方式，可能會(huì )引起納米材料的釋放。當納米材料作為涂層或包埋在可降解基質(zhì)中時(shí)，可降解材料的生物分解會(huì )導致納米材料的釋放，不含納米材料的醫療器械通過(guò)降解可能導致納米顆粒物的產(chǎn)生。

　　當納米材料可能通過(guò)器械的降解產(chǎn)生時(shí)，可參考GB/T16886.9對醫療器械潛在降解產(chǎn)物進(jìn)行定性和定量研究。根據GB/T16886.9附件A關(guān)于包含的對降解研究考慮的需要，如果需要，降解研究應考慮：

　　a） 器械被設計為可吸收的；或

　　b） 器械的預期植入時(shí)間超過(guò)三十天，或

　　c） 該材料（多個(gè)）系統的相關(guān)信息提示其與機體接觸的過(guò)程中可釋放有毒物質(zhì)。

　　GB/T16886.13、14和15分別包含了聚合物、陶瓷、金屬以及合金降解的一般性原則。

　　伴有離子釋放的腐蝕也可能導致納米材料的釋放。對于某些納米材料，已知釋放的離子可以形成新的納米材料。

　　3.磨損釋放

　　來(lái)自于器械降解、磨損或加工處理過(guò)程中，以及在生產(chǎn)過(guò)程中未使用納米材料，但醫療器械（或部件）在臨床使用過(guò)程中通過(guò)降解、磨損或在原位處理過(guò)程中（如醫療器械原位研磨、拋光等）產(chǎn)生納米材料。許多醫療器械都可能隨著(zhù)長(cháng)時(shí)間使用導致磨損和納米結構成分（如顆粒等）釋放至周?chē)h(huán)境。因此，如果下述條件適用時(shí)，應合理論述由磨損釋放的納米材料：

　　a） 該器械是納米材料，或

　　b） 該器械有納米材料涂層，或

　　c） 該器械中，其正常使用的情況下，與生物組織產(chǎn)生摩擦或其組件或與骨填充物或復合物之間產(chǎn)生摩擦，或者可能

　　d） 生產(chǎn)過(guò)程中的殘留物可能包括納米材料。

　　應當注意的是，盡管在制造某些醫療器械時(shí)不會(huì )使用納米材料，但由于磨損可致該醫療器械（例如植入物和牙科填充材料）產(chǎn)生納米材料。

　　4.原位處理釋放

　　無(wú)論醫療器械是否含有納米材料，該器械進(jìn)行原位處理時(shí)，例如在牙科處理時(shí)（例如拋光，研磨）也可能產(chǎn)生納米材料。

　　因此，應在類(lèi)似于預定用途的生理條件下對可能釋放的納米材料進(jìn)行全面的鑒定和表征。且應在生理環(huán)境下，對納米材料的釋放動(dòng)力學(xué)、數量、遷移和生物蓄積性進(jìn)行評估。

　　在情形3和4，即磨損釋放和原位處理釋放的情況下，醫療器械本身不適用本指導原則。但在考慮此類(lèi)醫療器械的不良事件和使用風(fēng)險時(shí)，可參考本指導原則適用部分對可能由產(chǎn)生的納米材料進(jìn)行研究分析。

　?。ㄈ┒敬鷦?dòng)力學(xué)

　　1.一般原則

　　如果從醫療器械中釋放的納米材料可以被吸收（Absorption）、分布（Distribution）、代謝（Metabolism）和/或排泄（Excretion），即需要進(jìn)行毒代動(dòng)力學(xué)（ADME）的研究。納米材料的毒代動(dòng)力學(xué)研究可指導生物學(xué)評價(jià)試驗設計及結果解讀，應被視為應用納米材料醫療器械風(fēng)險評估的一部分。GB/T 16886.16給出了關(guān)于如何開(kāi)展毒代動(dòng)力學(xué)研究的框架。對于應用納米材料醫療器械的毒代動(dòng)力學(xué)研究，還需要考慮納米材料的理化性質(zhì)、表面特性（如化學(xué)和電荷）、接觸途徑、劑量效應、動(dòng)物模型、研究周期、浸提方法和分析技術(shù)/手段等因素。

　　在進(jìn)行毒代動(dòng)力學(xué)研究時(shí)，申請人需說(shuō)明影響該研究設計、試驗結果和結果解讀的因素。

　　2.毒代動(dòng)力學(xué)的影響因素

　　a）理化性質(zhì)

　　納米材料的尺寸和尺寸分布、形狀、表面電荷、聚集和團聚、親水性以及表面結構等特性可以影響ADME。然而到目前為止，哪一特性作為最關(guān)鍵的參數影響ADME仍不明確，因此要在對納米材料進(jìn)行充分表征的基礎上，開(kāi)展毒代動(dòng)力學(xué)研究。

　　b）生物分子吸附

　　生物環(huán)境中的納米材料在其表面經(jīng)受快速的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等生物分子吸附，形成納米材料-生物分子復合物（納米生物分子冠）。“納米生物分子冠”改變及賦予納米材料不同于原始狀態(tài)的生物學(xué)特性，影響生物響應、動(dòng)力學(xué)、蓄積和毒性等生理效應。采用與生理環(huán)境相似的模擬液將有助于評價(jià)生理條件下納米材料表面生物分子吸附特征，并對納米材料的生物轉化進(jìn)行評價(jià)。

　　c）接觸途徑

　　接觸途徑能夠影響納米材料的表面特性和生物分布。吸附在納米材料表面的分子可以進(jìn)一步影響被釋放納米材料的動(dòng)力學(xué)。因此，由于不同的接觸途徑，納米材料可以被不同的生物分子覆蓋，從而影響其毒代動(dòng)力學(xué)特征和毒性。

　　d）劑量效應

　　納米材料的暴露大于機體清除時(shí)，則會(huì )導致在體內蓄積，甚至導致組織清除率飽和以及毒代動(dòng)力學(xué)特征的改變。如高劑量和/或重復接觸的納米材料進(jìn)入血液（例如超出了肝和脾吞噬細胞的吞噬能力），可能造成納米材料在單核巨噬細胞系統（mononuclear phagocyte system，MPS）以及其他組織的長(cháng)期蓄積，并有可能再次分配進(jìn)入血液。因此，血液中納米材料的暴露可能不足以評價(jià)納米材料的毒性特征，還應密切關(guān)注不同時(shí)間點(diǎn)的組織分布和清除情況。另外，血液中納米材料暴露的時(shí)間間隔不同也可能影響其毒代動(dòng)力學(xué)特征。

　　因此，應關(guān)注不同的接觸劑量及接觸頻率對納米材料的毒代動(dòng)力學(xué)特征和毒性的影響。

　　e）物種和性別

　　由于物種和性別之間存在生理學(xué)和解剖學(xué)的差異，可能會(huì )導致納米材料毒代動(dòng)力學(xué)特征的不同，如雌性比雄性大鼠更容易發(fā)生納米銀及其衍生物的腎臟蓄積。因此，毒代動(dòng)力學(xué)和全身毒性研究時(shí)應選擇合適的動(dòng)物種屬和性別。

　　f）測量技術(shù)

　　在測量組織和器官中的納米材料時(shí)，由于生物背景比較復雜，檢測效能和靈敏度可能會(huì )進(jìn)一步降低。因此，納米材料或其組成元素的檢測方法需要排除生物背景的干擾。

　　納米材料既可以用放射性或熒光標記方法標記，也可通過(guò)分析其元素組成來(lái)確定。當選擇標記技術(shù)時(shí)，需考慮標記物可能從納米材料中釋放和/或標記物可能改變納米材料與環(huán)境間的相互作用，從而影響其毒代動(dòng)力學(xué)特征。

　　若使用低檢測限的方法不適用于檢測組織和器官中極低水平的納米材料時(shí)，可考慮對測試樣品進(jìn)行額外的處理以便于增加該技術(shù)的靈敏性。如果通過(guò)增加劑量或重復給藥來(lái)保證在組織/器官中納米材料的可檢測性，則可能使單核巨噬細胞系統攝取納米材料達到飽和，從而改變納米材料的ADME。

　?。ㄋ模┥飳W(xué)評價(jià)

　　1.細胞毒性

　　建議基于體外試驗和已有數據與預期暴露情況相關(guān)性的評估，參照GB/T 16886.5和YY/T0993來(lái)開(kāi)展試驗。

　　在評估應用納米材料醫療器械的細胞毒性時(shí)，應考慮納米材料特性、細胞敏感性、特定受體或反應機制等因素?？筛鶕A期使用部位和可能接觸的細胞類(lèi)型，選擇相似的非吞噬性細胞系和/或吞噬性細胞系進(jìn)行試驗。納米材料本身的特性可能干擾試驗體系，如納米材料可能會(huì )吸附培養基中的蛋白質(zhì)和/或與某些熒光染料發(fā)生反應等，需要評估納米材料對試驗體系是否有影響。另外，細胞毒性試驗需要確定納米材料適宜的劑量單位，如質(zhì)量、表面積、質(zhì)量體積濃度或納米顆粒的數量等。

　　2.刺激性和致敏性

　　GB/T 16886.10描述了醫療器械及其組成材料產(chǎn)生刺激和皮膚致敏可能性的評估過(guò)程。

　?。?）刺激性

　　根據GB/T 16886.1標準，應考慮刺激性試驗，在適宜的模型中使用適當的應用部位如皮膚、眼睛和粘膜等，評估醫療器械、材料和/或它們的浸提物的潛在刺激性。此要求也適用于應用納米材料的醫療器械。

　?。?）致敏性

　　納米材料本身可能會(huì )導致致敏，納米材料與蛋白質(zhì)相互作用導致納米材料/蛋白質(zhì)復合物形成，其作為一種繼發(fā)效應也可能會(huì )導致致敏。由于皮膚的屏障功能，納米材料可能到達致敏的靶細胞和器官、皮膚樹(shù)突狀細胞和引流淋巴結受限。因此，使用GB/T 16886.10中描述的方法評價(jià)納米材料醫療器械的致敏性時(shí)，需要關(guān)注方法的適用性。

　　3.全身毒性

　　由于納米材料被認為可能穿越所有的生理屏障，包括血腦屏障和胎盤(pán)屏障等。因此，需要根據最初的暴露方式、人體的接觸部位等，分析是否有游離納米材料進(jìn)入體內的可能性。如果有，則需要考慮納米材料的全身毒性，特別是神經(jīng)毒性和免疫毒性。

　?。?）全身毒性

　　當評估納米材料的全身毒性時(shí)，溶解度是需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵參數。水溶性納米材料在接觸組織或體液時(shí)會(huì )溶解，可能表現出與常規材料相似的毒性反應，但難溶的納米材料可能使機體的清除能力和防御機制很快被耗盡，從而導致體內蓄積和全身不良反應。

　　經(jīng)評估應用納米材料的醫療器械具有全身毒性風(fēng)險時(shí)，需要進(jìn)行全身毒性評價(jià)。應參考GB/T 16886.11所述，基于臨床使用情況、納米材料的特性、暴露時(shí)間和毒代動(dòng)力學(xué)研究，來(lái)評估應用納米材料醫療器械的全身毒性。

　　因為納米材料可能分布于全身，應在具體問(wèn)題具體分析的基礎上，考慮預期用于組織病理學(xué)分析的組織/器官選擇，特別注意單核巨噬細胞系統（特別是肝、脾）、腎、腦、骨髓、淋巴結等。另外，劑量單位、劑量大小、接觸頻率和接觸時(shí)間也可影響全身毒性試驗結果。

　?。?）神經(jīng)毒性

　　納米材料可以直接或間接與神經(jīng)系統接觸，如：納米材料可能通過(guò)鼻黏膜-嗅球-感覺(jué)神經(jīng)到達中樞神經(jīng)，另外，納米材料還可能透過(guò)血腦屏障，進(jìn)入中樞神經(jīng)系統。由于神經(jīng)細胞清除納米材料的速度非常緩慢（溶解和清除），可能導致納米材料在腦內蓄積產(chǎn)生毒性。因此，應用納米材料的醫療器械應關(guān)注納米材料與神經(jīng)系統接觸的可能性、分布特征、蓄積性、與神經(jīng)細胞的反應活性及對中樞神經(jīng)系統功能的影響。

　　經(jīng)評估應用納米材料的醫療器械具有神經(jīng)毒性風(fēng)險時(shí)，需要進(jìn)行神經(jīng)毒性評價(jià)。神經(jīng)毒性評價(jià)可以分層次地開(kāi)展體外和體內神經(jīng)毒性試驗。體外神經(jīng)毒性試驗主要涉及兩種類(lèi)型，即活力測定和功能測定。體內動(dòng)物實(shí)驗可結合亞慢、長(cháng)期毒性研究或功能組合觀(guān)察試驗（FOB），通過(guò)一系列指標評價(jià)納米材料的神經(jīng)毒性，例如神經(jīng)系統組織病理學(xué)檢查、神經(jīng)元及膠質(zhì)細胞毒性評價(jià)（特異性免疫染色）和動(dòng)物中樞神經(jīng)系統功能的改變等，如有必要，可增加神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)元結構及炎癥因子等指標。

　?。?）免疫毒性

　　免疫系統暴露于納米材料可能導致炎癥或過(guò)敏性/自身免疫反應等。其程度和反應類(lèi)型取決于納米材料的特性、類(lèi)佐劑效應、炎性作用以及其激活補體系統的能力、免疫應答后可被激發(fā)或抑制等方面因素。

　　納米材料進(jìn)入全身循環(huán)系統后，主要終結于單核巨噬細胞系統。因此，納米材料的免疫毒性可能需要特殊考慮。GB/T16886.20描述了免疫毒性試驗總體考慮。如果需要評估免疫毒性，可伴隨重復接觸毒性試驗進(jìn)行初步評估，通過(guò)此試驗可檢測到的免疫抑制和/或免疫刺激的一般指征。

　　如果需要進(jìn)一步評估免疫毒性，可采用體外模型進(jìn)行。體外模型提供了可靠的研究免疫細胞功能的方法，可評估免疫細胞的吞噬功能、趨化性、炎性因子和一氧化氮產(chǎn)生等指標。也可在特殊的免疫細胞中，通過(guò)信號通路評價(jià)納米材料對免疫細胞功能的影響，如核因子kappaB通路。

　　4.熱原

　　由于納米材料具有較大的比表面積，其表面極易吸附微生物及其內毒素（LPS）等，從而增加了熱原反應風(fēng)險?？蓞⒖糋B/T16886-11及YY/T 1295給出的試驗方法進(jìn)行應用納米材料的醫療器械內毒素檢測。在評價(jià)熱原反應過(guò)程中，要考慮納米材料是否對試驗系統有影響。其它可參考的信息包括：?jiǎn)魏思毎せ钤囼灒∕AT）及相關(guān)美國藥典和標準（USP85，USP151和ANSI/AAMI ST72）中關(guān)于熱原反應評價(jià)方法。

　　除內毒素介導的致熱性外，也需考慮非內毒素介導的致熱性。應用納米材料的醫療器械介導的熱原反應作為生物學(xué)評價(jià)的一部分，具體方法參照GB/T16886.11和中國藥典。

　　5.植入

　　GB/T16886.6中描述了醫療器械體內植入試驗。根據醫療器械類(lèi)型可以考慮不同植入部位（例如皮下、肌內、顱內等）。對于游離納米材料，可考慮直接注射到相應的組織。

　　如果醫療器械中納米材料有釋放的可能性時(shí)，應當特別注意納米材料向局部引流淋巴結的遷移。

　　當采用原位植入試驗評估潛在的全身毒性時(shí)，應考慮GB/T16886.6和GB/T16886.11的要求。

　　6.血液相容性

　　應對直接或間接接觸血液的應用納米材料的醫療器械進(jìn)行血液相容性評價(jià)。此外，即使對非血液接觸的器械，如果毒代動(dòng)力學(xué)研究顯示來(lái)自醫療器械的游離納米材料可能進(jìn)入全身血液循環(huán)時(shí)，也應進(jìn)行血液相容性評估。

　　可參考GB/T16886.4和YY/T 1532-2017中描述的評估策略和常規方法評價(jià)應用納米材料的醫療器械血液相容性。根據被檢測的初始過(guò)程或系統將血液相互作用分為幾類(lèi)：血液學(xué)、血栓形成、凝血、血小板活化和補體系統激活。

　　可以合理地直接使用GB/T16886.4中描述的常規方法對表面具有納米材料（非游離狀態(tài)）的醫療器械進(jìn)行評價(jià)。由于納米材料具有更高的比表面積，血液中大量的血清蛋白可輕易地吸附于游離納米材料，改變其進(jìn)入血液后的級聯(lián)反應，因此，游離納米材料的血液相容性評價(jià)可能更具有挑戰性。另外，納米材料與血液接觸后潛在的聚集/團聚也會(huì )改變與血小板、凝血因子和血管內皮細胞的相互作用。

　　以上因素可能對體外試驗產(chǎn)生干擾，在得出關(guān)于游離納米材料血液相容性任何結論前應特別注意所使用方法的重現性、可靠性和靈敏度。若體外試驗不足以評價(jià)納米材料的血液相容性時(shí)，可考慮采用體內試驗，比如通過(guò)檢測血液學(xué)、血生化相關(guān)指標（如紅細胞計數、血紅蛋白、總膽紅素、直接/間接膽紅素等）來(lái)綜合評價(jià)納米材料的血液相容性。

　　納米材料和補體系統之間的相互作用受納米材料的尺寸、形態(tài)和表面特性等因素影響。血液中納米材料導致補體系統激活的異常增強可能誘發(fā)顯著(zhù)性炎癥反應及急性過(guò)敏反應。因此，在存在全身暴露的情況時(shí)，補體激活應作為應用納米材料醫療器械風(fēng)險評估的一部分。

　　7.遺傳毒性、致癌性和生殖毒性

　　GB/T 16886.3適用于已識別或未知的可能有遺傳毒性、致癌性和生殖毒性的醫療器械或組件的評價(jià)。與常規器械相比，應用納米材料的醫療器械可能具有不同的遺傳毒性、致癌性和生殖毒性。

　?。?）遺傳毒性

　　納米材料可以透過(guò)細胞膜，進(jìn)入細胞核并與遺傳物質(zhì)（DNA或染色體）相互作用。也可能通過(guò)氧化應激或炎癥等作用機制誘發(fā)染色體或DNA斷裂。因此，納米材料的遺傳毒性風(fēng)險可能是直接或間接機制的結果，可能表現為基因突變和/或染色體損傷。

　　遺傳毒性評價(jià)的最終目的是預測供試品潛在的致癌性或其它可遺傳的危害。對遺傳毒性試驗結果進(jìn)行評價(jià)時(shí)，應結合納米材料的作用特點(diǎn)、毒代動(dòng)力學(xué)和其他毒理學(xué)研究的結果等信息進(jìn)行綜合分析。遺傳毒性試驗組合可減少假陰性結果的風(fēng)險。此外，任何一項遺傳毒性試驗中的陽(yáng)性結果并不一定說(shuō)明供試品對人類(lèi)真正具有遺傳毒性或致癌性的風(fēng)險。

　　評價(jià)供試品的潛在遺傳毒性時(shí)，應全面考慮各項試驗結果、體內和體外試驗方法的內在價(jià)值及其局限性，進(jìn)行綜合分析與評價(jià)。

　　a）體外遺傳毒性

　　對于應用納米材料醫療器械的遺傳毒性評價(jià)，應優(yōu)先開(kāi)展體外遺傳毒性試驗。傳統的細菌回復突變試驗（Ames）體系存在一些局限，導致納米材料不易與細菌的遺傳物質(zhì)充分接觸，而有些納米材料（如，納米銀及其釋放的銀離子等）自身也有一定的抑菌作用。因此，開(kāi)展細菌回復突變試驗時(shí)，應提供所用試驗條件下細菌對該納米材料攝取能力以及納米材料溶解性的資料，作為結果判定的參考。小鼠淋巴瘤tk基因突變試驗涵蓋了基因突變和染色體斷裂兩個(gè)檢測終點(diǎn)，可考慮作為第二項納米材料潛在致突變能力的檢測方法。體外微核試驗或體外染色體畸變試驗在檢測終點(diǎn)上與Ames試驗和小鼠淋巴瘤tk基因突變試驗互補，可考慮任選一項作為第三項遺傳毒性評價(jià)方法。在提供相應研究數據的同時(shí)應提供研究所用試驗條件下細胞對該納米材料攝取能力、納米材料溶解性以及納米材料對試驗體系的干擾，作為試驗結果判定的參考。

　　b）體內遺傳毒性

　　首先應基于體外遺傳毒性研究結果和GB/T 16886.3的要求評估是否需要開(kāi)展體內遺傳試驗。

　　進(jìn)行體內試驗時(shí)，應證實(shí)納米材料可在取材時(shí)間點(diǎn)到達取材的組織/器官。建議基于毒代動(dòng)力學(xué)研究和/或亞慢性體內研究以確定取材組織/器官，并基于預期人群的接觸途徑和靶器官來(lái)制定應用納米材料的醫療器械體內遺傳毒性的評價(jià)策略。常用的體內遺傳毒性試驗包括：嚙齒類(lèi)動(dòng)物紅細胞微核試驗、哺乳動(dòng)物骨髓染色體畸變試驗和嚙齒類(lèi)動(dòng)物體內彗星試驗。

　?。?）致癌性

　　體外和體內研究提示納米材料可誘導DNA損傷和突變?；蛲蛔?、染色體損傷或重組等遺傳物質(zhì)損傷被認為具有遺傳效應，也是決定惡性腫瘤多階段發(fā)展的重要因素。某些致突變/遺傳毒性化合物的暴露與致癌性之間存在明確相關(guān)性，遺傳毒性試驗結果對供試品的致癌性有一定提示作用?？筛鶕唧w納米材料的作用特點(diǎn)及機制，并參考遺傳毒性試驗結果，決定是否有必要進(jìn)一步開(kāi)展致癌性試驗。

　　另外，如果人體高劑量或長(cháng)期暴露應考慮評估致癌風(fēng)險。應根據GB/T 16886.3的要求考慮應用納米材料的醫療器械致癌性評估，同時(shí)也可參考評估化學(xué)物致癌可能性的體內試驗，如ECB.32及OECD451中描述的致癌性試驗和ECB.33及OECD453描述的慢性致癌性聯(lián)合試驗。與兩年致癌性研究相比，轉基因動(dòng)物，如鼠rasH2模型可用作短期替代試驗。

　　在開(kāi)展應用納米材料醫療器械的致癌性實(shí)驗時(shí)，需結合納米材料的特性，可能的暴露途徑和暴露方式，暴露時(shí)間等，科學(xué)合理地設計能夠反映實(shí)際暴露情況的試驗方案。

　?。?）生殖毒性

　　納米材料具有能夠穿透生殖系統屏障（例如血睪屏障和胎盤(pán)屏障等），影響精子的活力和功能以及胚胎發(fā)育的可能性。另外，納米材料通過(guò)與DNA分子相互作用導致的遺傳物質(zhì)損傷也可能導致突變和影響下一代的生殖和發(fā)育。應根據GB/T 16886.3的要求和ADME的研究數據對應用納米材料的醫療器械生殖毒性進(jìn)行評估。

　?。ㄎ澹╋L(fēng)險評估

　　風(fēng)險評估最重要的因素是納米材料從醫療器械中釋放的可能性，按照GB/T 16886.1要求進(jìn)行風(fēng)險評估。

　　與納米材料釋放相關(guān)的風(fēng)險評估的階段性方法在下面提出，并在圖2中展示。

圖2：應用納米材料的醫療器械風(fēng)險評估：階段法

　　1.第一階段：暴露評估（納米材料釋放）

　　第一階段的目的是通過(guò)體外納米材料釋放實(shí)驗，在模擬臨床實(shí)際應用中最不利的情況下，考慮無(wú)論從材料的屬性和應用類(lèi)型，還是由于植入后的磨損，結合已有資料及文獻分析，綜合評估納米材料釋放的可能性以及潛在暴露風(fēng)險。

　　當納米材料存在釋放的可能性時(shí)，需要進(jìn)行理化表征以確定釋放材料的性質(zhì)、釋放速率和可能對其產(chǎn)生影響的因素，并進(jìn)一步開(kāi)展生物學(xué)評價(jià)。如果納米材料不存在釋放的可能性，進(jìn)一步評價(jià)可以?xún)H限于局部反應。如果存在納米材料潛在釋放的不確定性，應開(kāi)展第二階段評估。

　　2.第二階段：納米材料分布和持續存留

　　這一階段的主要目的是通過(guò)體內實(shí)驗，識別游離納米材料的生物分布和蓄積?？山Y合第五章第三部分毒代動(dòng)力學(xué)內容進(jìn)行評估，以應對在第三階段（如下）中上述潛在暴露場(chǎng)景中所需的生物學(xué)評價(jià)。

　　無(wú)創(chuàng )（皮膚接觸）和/或有創(chuàng )器械作用于人體部位所釋放的納米材料的吸收和接觸持續時(shí)間，對納米材料向其它器官的潛在分布具有重要影響，需進(jìn)一步考慮納米材料在其釋放的生物介質(zhì)中的持續存留/穩定性。

　　對于無(wú)創(chuàng )器械，首先需要評估納米材料進(jìn)入全身循環(huán)的潛力，如果能夠得出在最差使用條件下，納米材料都不可能進(jìn)入全身循環(huán)，通常僅限于接觸部位的局部反應。

　　對于有創(chuàng )器械，需要通過(guò)更詳細的毒代動(dòng)力學(xué)研究，評估游離的納米材料進(jìn)入并保留在特定組織中的潛力。從以上研究中的發(fā)現，可能影響下一步生物學(xué)評價(jià)方法的選擇。

　　3.第三階段：危害識別（生物學(xué)評價(jià)）

　　如果第一階段和/或第二階段沒(méi)有識別出納米材料的釋放，醫療器械的局部效應可以參照GB/T 16886.1中已有的試驗方法。

　　如果存在納米材料釋放，則需要附加試驗。如果從第二階段評估到納米材料釋放不太可能進(jìn)入全身循環(huán)，則僅需進(jìn)行局部效應的試驗；如果當納米材料在一個(gè)或多個(gè)組織暴露時(shí)，應考慮必要的附加試驗，如ADME、免疫毒性、遺傳毒性、亞慢性、慢性毒性、生殖毒性和神經(jīng)毒性等試驗。

　　為了能夠客觀(guān)地評估納米材料的潛在風(fēng)險，可能需要對現有的試驗方法進(jìn)行改進(jìn)。

　　4.第四階段：風(fēng)險評估

　　當毒性由所用的（目標）納米材料引起時(shí)，必須對劑量效應關(guān)系給予特別關(guān)注。在研究中的毒性反應與在靶器官（內部暴露）中檢測到的納米材料水平進(jìn)行比較，以評價(jià)風(fēng)險。評估的風(fēng)險可以與不含納米材料的可比醫療器械相比，并根據YY/T 0316進(jìn)行評估。除評估出的潛在風(fēng)險之外，在最終受益風(fēng)險評價(jià)中也要考慮患者的潛在受益。

　　六、動(dòng)物實(shí)驗

　　醫療器械安全性和有效性評價(jià)研究應采用科學(xué)、合理的評價(jià)方法，其中動(dòng)物實(shí)驗是重要手段之一，其屬于產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)中的重要研究?jì)热?，可為產(chǎn)品設計定型提供相應的證據支持，可為醫療器械能否用于人體研究提供支持，降低臨床試驗受試者及使用者的風(fēng)險以及為臨床試驗設計提供參考。結合動(dòng)物實(shí)驗的目的，一般從可行性、安全性和有效性三方面進(jìn)行考慮。

　　本指導原則僅給出應用納米材料的醫療器械動(dòng)物實(shí)驗的概述。有關(guān)動(dòng)物實(shí)驗的具體內容，將在本系列指導原則第四部分：應用納米材料的醫療器械動(dòng)物實(shí)驗指導原則中給出。

　?。ㄒ唬┛尚行?/p>

　　可行性研究是指產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行的，對產(chǎn)品工作原理、作用機理、設計、可操作性、功能性、安全性等方面進(jìn)行確認/驗證，或識別新的非預期風(fēng)險的研究。

　　納米技術(shù)是正在快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，在設計開(kāi)發(fā)應用納米材料的醫療器械時(shí)，會(huì )有許多新的工作原理、作用機理、設計和材料專(zhuān)屬特性等理念出現，如何驗證這些新理念是否可行以及器械性能是否有效，動(dòng)物實(shí)驗是重要的手段之一。

　　當通過(guò)臺架試驗或體外測試等試驗不能完全評估其可行性時(shí)，可能需要通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗來(lái)評估其可行性，如溫敏納米凝膠血管栓塞劑各組分不同比例的篩選，以及選擇使用介入導管尺寸和材料的篩選等。

　?。ǘ┌踩?/p>

　　相比于常規材料，由于納米材料被認為可能穿越所有的保護屏障，包括血腦屏障和胎盤(pán)屏障等，因此，應用納米材料的醫療器械可能需要考慮ADME以及全身毒性、中樞神經(jīng)毒性和免疫毒性等。

　　同時(shí)由于納米材料的特性，在對應用納米材料的醫療器械的毒代動(dòng)力學(xué)、毒理學(xué)以及生物學(xué)反應等方面進(jìn)行評估和研究時(shí)，有些試驗（如亞慢性毒性、植入后局部反應等）通過(guò)采用浸提液或與臨床非一致的接觸方式開(kāi)展時(shí)，可能不足以模擬器械在臨床上真實(shí)的瀝濾物特征和生物學(xué)反應。應用納米材料醫療器械浸提液的接觸頻率和部位與原位持續接觸和釋放的不同可能引起毒代動(dòng)力學(xué)參數的差異，以及進(jìn)一步引起毒性的差異，因此，相較于采用浸提液的部分生物學(xué)評價(jià)試驗相比，動(dòng)物實(shí)驗可能會(huì )更有助于對應用納米材料的醫療器械進(jìn)行安全性評價(jià)。

　　當開(kāi)展毒代動(dòng)力學(xué)和毒理學(xué)研究與評價(jià)時(shí)，使用與臨床一致原位暴露方式相對于使用浸提液的方式，有以下幾方面的優(yōu)勢：

　?。?）避免應用納米材料醫療器械基于GB/T16886.12制備浸提液的局限性。

　?。?）避免浸提液方式無(wú)法完全模擬臨床可瀝濾物真實(shí)的接觸情況。

　?。?）與臨床相同的原位暴露方式可以更好地評估局部組織反應。

　?。?）在同一組動(dòng)物身上同時(shí)評價(jià)局部反應、全身毒性和毒代動(dòng)力學(xué)等，可對器械進(jìn)行整體的安全性評估，也有利于結果的系統性解讀。

　　采用動(dòng)物實(shí)驗研究對常規產(chǎn)品的部分安全性指標進(jìn)行評價(jià)的項目，應用納米材料的醫療器械同樣適用。

　?。ㄈ┯行?/p>

　　納米技術(shù)是正在快速發(fā)展的新興領(lǐng)域，大多數應用納米材料的醫療器械還沒(méi)有上市，在進(jìn)行風(fēng)險評估時(shí)，可能無(wú)法與已上市同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行等同性比較。相關(guān)產(chǎn)品僅僅依靠常規的實(shí)驗室研究并不能驗證失效風(fēng)險，也無(wú)法為臨床試驗設計提供足夠的資料支持，因此，需要通過(guò)適宜的動(dòng)物模型來(lái)評價(jià)應用納米材料的醫療器械在動(dòng)物體內的性能和產(chǎn)品有效性，如溫敏納米凝膠血管栓塞劑的血管栓塞性能評價(jià)，功能化納米水凝膠肌組織修復材料引導組織重建的有效性評價(jià)等。

　　試驗目的有時(shí)是不能?chē)栏駝澐纸缦薜?，因此一項?dòng)物實(shí)驗可能同時(shí)對產(chǎn)品的可行性、安全性和有效性進(jìn)行評價(jià)。

　　開(kāi)展動(dòng)物實(shí)驗要在有資質(zhì)的場(chǎng)所進(jìn)行，并且該單位或機構應建立相應的質(zhì)量管理體系，并維護體系保持有效運行，按照《醫療器械動(dòng)物實(shí)驗研究技術(shù)審查指導原則第一部分：決策原則》（2019年第18號）的要求進(jìn)行。

　　在通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗方式評價(jià)應用納米材料醫療器械的生物相容性時(shí)，應符合GB/T 16886系列標準等生物學(xué)評價(jià)相關(guān)技術(shù)文件。

　　七、體外替代測試/計算機模擬研究

　　基于實(shí)驗動(dòng)物代替、減少和優(yōu)化（3R）原則，在一些領(lǐng)域正在開(kāi)發(fā)替代的試驗方法，如體外替代測試和計算機模擬研究。在評價(jià)醫療器械安全性和有效性時(shí)，如果方法得到驗證，可以考慮使用。另外，在一些器械性能方面研究或驗證時(shí)，也可考慮使用該方法。

　　體外替代測試：目前包括皮膚腐蝕試驗、皮膚刺激試驗、經(jīng)皮膚吸收試驗、眼刺激試驗、皮膚致敏試驗、光毒性試驗、內分泌干擾試驗、胚胎毒性試驗、血液毒性試驗、遺傳毒性、熱原試驗等毒理學(xué)測試。這些方法被歐洲藥典、人用藥品注冊技術(shù)要求國際協(xié)調委員會(huì )（ICH）等法規接受。在確認了適用性基礎上可以考慮采用體外替代測試方法。

　　計算機模擬研究：主要包括定量構效關(guān)系（QSAR,Quantitative Structure-Activity Relationship）、分類(lèi)法、交叉參照、毒理學(xué)閾值和專(zhuān)家系統等。已經(jīng)有不少QSAR模型和工具應用到毒理學(xué)安全性評估中，例如，OECD QSAR Toolbox、Toxtree、CAESAR、TEST及HESS等，其評價(jià)的毒性終點(diǎn)涉及經(jīng)皮吸收、皮膚刺激、眼刺激、皮膚致敏、急性毒性、重復劑量染毒、生殖發(fā)育、遺傳和致癌等。

　　目前，國內外發(fā)布的替代方法標準，對于工業(yè)化學(xué)品的部分毒性評價(jià)也能提供基本的測試數據。但在實(shí)際應用中仍需要積累數據，進(jìn)行必要的優(yōu)化和調整。使用者可以通過(guò)增加檢測參數、改變暴露方式、修改預測模型和組合等不同方法提高方法的特異性。在選擇體外替代測試和計算機模擬研究時(shí)，可根據國內法規要求選擇相應的替代測試對納米材料進(jìn)行毒理學(xué)測試，必要時(shí)需要對方法進(jìn)行優(yōu)化和調整。

　　需要指出的是：當前科學(xué)界也正在開(kāi)發(fā)用于納米材料有效性評價(jià)和篩選的體外替代測試方法和計算機模擬方法，如體外三維組織/器官模型、有限元分析。這些方法對于現有的臺架試驗和動(dòng)物實(shí)驗是有益的補充。但申請人在采用這些方法對納米材料開(kāi)展評價(jià)時(shí)，也應充分考慮方法的局限性和適用性，特別是模型與真實(shí)人體健康組織和病變部位的差別對于結果解釋造成的可能影響。有關(guān)體外替代測試和計算機模擬的具體內容，將在本系列指導原則第五部分：應用納米材料的醫療器械體外替代測試/計算機模擬指導原則中給出。

　　八、臨床評價(jià)

　?。ㄒ唬┮话憧紤]

　　本指導原則僅給出應用納米材料醫療器械臨床評價(jià)的概述。有關(guān)臨床評價(jià)的具體內容，將在本系列指導原則第六部分：應用納米材料的醫療器械臨床評價(jià)指導原則中給出。

　　應用納米材料的醫療器械臨床評價(jià)應按照《醫療器械監督管理條例》《醫療器械注冊管理辦法》《醫療器械臨床試驗質(zhì)量管理規范》和《醫療器械臨床評價(jià)技術(shù)指導原則》等進(jìn)行。

　?。ǘ┡R床試驗

　　當前，大部分應用納米材料的醫療器械未有人體使用史，無(wú)法與已上市產(chǎn)品進(jìn)行同品種比對；另外由于動(dòng)物與人體的差異，僅僅通過(guò)非臨床研究，很難評價(jià)其安全性和有效性。因此，對于大部分應用納米材料的醫療器械，需要開(kāi)展臨床試驗。但通過(guò)對同品種醫療器械臨床試驗或者臨床使用獲得的數據進(jìn)行分析評價(jià)，能夠證明該醫療器械安全、有效的，可以在申報注冊時(shí)予以說(shuō)明，并提交相關(guān)證明資料。

　　需要開(kāi)展臨床試驗的應用納米材料的醫療器械應按照《醫療器械監督管理條例》《醫療器械注冊管理辦法》《醫療器械臨床試驗質(zhì)量管理規范》，以及《醫療器械臨床評價(jià)指導原則》等要求，合理設計臨床試驗方案；知情同意書(shū)設計要符合要求，重點(diǎn)描述風(fēng)險、補償、受益、替代治療方案，不良事件的處理等。

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　　除醫療器械臨床試驗的一般性要求外，在整個(gè)臨床試驗中，還應時(shí)刻關(guān)注納米材料的潛在暴露風(fēng)險，進(jìn)行代謝學(xué)研究，以及醫療器械的性能研究。在長(cháng)期安全性研究過(guò)程中，申請人宜根據醫療器械預期用途，納米材料與人體可能的接觸/暴露途徑，以及納米材料可能的靶器官/組織，設計有針對性的觀(guān)察指標，全面評價(jià)應用納米材料的醫療器械的安全性和有效性。

　　九、總結

　　對于應用納米材料的醫療器械安全性和有效性評價(jià)，目前仍有許多問(wèn)題尚未解決，但已有一些可用的工具、手段和標準，特別是與納米材料安全性測試相關(guān)的工具，本指導原則已包含這些工具，申請人在對應用納米材料的醫療器械安全性和有效性進(jìn)行評價(jià)時(shí)，應盡可能采用已開(kāi)發(fā)的新工具、手段和標準，并需要注意對應用納米材料的醫療器械進(jìn)行安全性和有效性評價(jià)時(shí)考慮一些特殊因素。

　　醫療器械中應用的納米材料的潛在風(fēng)險主要與游離納米材料從器械釋放的可能性，以及暴露劑量、暴露途徑、接觸部位和暴露時(shí)間相關(guān)。潛在釋放取決于納米材料使用方法（在器械中的存在形式），如游離納米材料、固定在表面的納米材料，或內嵌在基質(zhì)中的納米材料等。除納米材料釋放及其潛在效應之外，可能的使用部位的局部效應也應考慮。同時(shí)需要注意的是，即使醫療器械中不含納米材料，醫療器械的磨損也可能導致納米尺度顆粒的產(chǎn)生。此外，粒徑大于100 nm的顆粒也存在一定的不同于常規材料的特性和安全風(fēng)險，應用這類(lèi)材料的醫療器械的安全性評價(jià)和風(fēng)險評估也可參考本指導原則。

　　器械在真實(shí)世界環(huán)境中的使用情況可以更好地體現器械的受益風(fēng)險，所以，在對應用納米材料的醫療器械做受益風(fēng)險判定時(shí)，申請人和審評機構可以考慮將收集上市后數據作為風(fēng)險控制措施的有效性方法。尤其當其識別出了新風(fēng)險、確認特定的風(fēng)險已被降低、識別出最有可能發(fā)生不良事件的患者、或者更具體地區分出不同患者亞組對器械的響應，針對以上情況，及時(shí)做出應對措施，以降低其風(fēng)險。

　　十、術(shù)語(yǔ)與定義

　　納米尺度nanoscale

　　處于1nm至100nm之間的尺寸范圍。

　　注1：本尺寸范圍通常、但非專(zhuān)有地表現出不能由較大尺寸外推得到的特性。對于這些特性來(lái)說(shuō)，尺度上、下限值是近似的。

　　注2：本定義中引入下限（約1nm）的目的是為了避免在不設定下限時(shí)，單個(gè)或一小簇原子被默認為是納米物體或納米結構單元。

　　納米材料nanomaterial

　　任一外部維度、內部或表面結構處于納米尺度的材料。

　　注1：本通用術(shù)語(yǔ)包括納米物體和納米結構材料。

　　注2：見(jiàn)工程化的納米材料、人造納米材料和伴生納米材料。

　　注3：近些年隨著(zhù)科學(xué)界對納米材料的認知逐漸增多，某一維度的尺寸在100nm至1000nm范圍內，且表現出因尺寸而產(chǎn)生的特殊效應或現象的材料，該材料在本指導原則評價(jià)范圍之內被認為是納米材料。納米材料的定義根據最新研究進(jìn)展實(shí)時(shí)更新。

　　工程化的納米材料engineered nanomaterial

　　為了特定目的或功能而設計的納米材料。

　　人造納米材料 manufacturednanomaterial

　　為了商業(yè)目的而制造的具有特定功能或特定組成的納米材料。

　　伴生納米材料 incidentalnanomaterial

　　在某一過(guò)程中作為副產(chǎn)品非特意產(chǎn)生的納米材料。

　　注1：過(guò)程包括制造、生物技術(shù)或其他過(guò)程。

　　注2：見(jiàn)ISO/TS 27628: 2007, 2.21對“超細顆粒”的定義。

　　納米物體nano-object

　　一維、二維或三維外部維度處于納米尺度的物體。

　　注：用于所有相互分離的納米尺度物體的通用術(shù)語(yǔ)。

　　納米顆粒nanoparticle

　　三個(gè)維度的外部尺寸都在納米尺度的納米物體，其最長(cháng)軸和最短軸的長(cháng)度沒(méi)有明顯差別。

　　注：如果納米物體最長(cháng)軸和最短軸的長(cháng)度差別顯著(zhù)（大于3倍）時(shí)，應用納米纖維或納米片來(lái)表示納米顆粒。

　　納米纖維 nanofibre

　　兩個(gè)維度外部尺寸相近且處于納米尺度，第三個(gè)維度尺寸特別大的納米物體。

　　注1：最長(cháng)的外部尺寸可不在納米尺度。

　　注2：納米纖維術(shù)語(yǔ)也可用nanofibril和nanofilament。

　　注3：見(jiàn)納米顆粒注。

　　納米片 nanoplate

　　一個(gè)維度外部尺寸在納米尺度，其他兩個(gè)維度外部尺寸明顯大于最小尺寸的納米物體。

　　注1：較大外部尺寸不必在納米尺度。

　　注2：見(jiàn)納米顆粒注。

　　納米結構nanostructure

　　一個(gè)或多個(gè)部分處于納米尺度區域的相互關(guān)聯(lián)的組成部分。

　　注：區域由性質(zhì)不連續的邊界來(lái)界定。

　　納米結構材料nanostructuredmaterial

　　內部或表面具有納米結構的材料。

　　注：本定義不排除納米物體具有內部或表面納米結構的可能性。如果外部維度（一個(gè)或多個(gè)）處于納米尺度，推薦用術(shù)語(yǔ)“納米物體”。

　　納米技術(shù) nanotechnology

　　應用科學(xué)知識操縱和控制納米尺度的物質(zhì)以利用與單個(gè)原子、分子或塊體材料性質(zhì)顯著(zhù)不同的、與尺寸和結構相關(guān)的性質(zhì)和現象。

　　注：操縱和控制包括材料合成。

　　聚集體 aggregate

　　強束縛或融合在一起的顆粒構成的新顆粒，其外表面積可能顯著(zhù)小于其單個(gè)顆粒表面積的總和。

　　注1：支持聚集體的力都是強作用力，如共價(jià)鍵或源于由燒結或復雜的物理纏結。

　　注2：聚集體也被稱(chēng)為次級顆粒，而源顆粒則被稱(chēng)為初級顆粒。

　　團聚體 agglomerate

　　弱束縛顆粒的堆積體、聚集體或兩者的混合體，其外表面積與單個(gè)顆粒的表面積總和相近。

　　注1：支撐團聚體的作用力都是弱力，如范德華力或簡(jiǎn)單的物理纏結。

　　注2：團聚體也被稱(chēng)為次級顆粒，而源顆粒則被稱(chēng)為初級顆粒。

　　溶解度 solubility

　　溶質(zhì)在溶劑中的溶解能力。用其在平衡條件下的最大溶解量表示。如固溶度、溶水度等。

　　比表面積 specific surface area

　　單位質(zhì)量粉末或多孔體具有的總表面積。

　　十一、參考文獻

　　1.歐盟新興與新識別健康風(fēng)險委員會(huì )《醫療器械中應用的納米材料潛在健康效應指導原則》Guidance on theDetermination of Potential Health Effects of Nanomaterials Used in Medical Devices,Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks （SCENIHR）2015

　　2.ISO/TR 10993-22:2017《Biological evaluation of medical devices—Part 22: Guidance on nanomaterials》

　　3.GB/T 16886.1《醫療器械生物學(xué)評價(jià)第1部分：風(fēng)險管理過(guò)程中的評價(jià)和測試》

　　4.YY/T 0993《醫療器械生物學(xué)評價(jià)納米材料：體外細胞毒性試驗（MTT試驗和LDH試驗）》

　　5.YY/T 1295《醫療器械生物學(xué)評價(jià)納米材料：細菌內毒素試驗》

　　6.YY/T 1532《醫療器械生物學(xué)評價(jià)納米材料溶血試驗》

　　7.YY/T 0316《醫療器械風(fēng)險管理對醫療器械的應用》

　　8.GB/T 16886.9《醫療器械生物學(xué)評價(jià)–第9部分：潛在降解產(chǎn)物的鑒別和定量框架》

　　9.GB/T 16886.13《醫療器械生物學(xué)評價(jià)–第13部分：聚合物醫療器械降解產(chǎn)物鑒別和定量》

　　10.GB/T 16886.14《醫療器械生物學(xué)評價(jià)–第14部分：陶瓷降解產(chǎn)物的鑒別和定量》

　　11.GB/T 16886.15《醫療器械生物學(xué)評價(jià)–第15部分：金屬和合金降解產(chǎn)物的鑒別和定量》

　　12.GB/T 16886.18《醫療器械生物學(xué)評價(jià)–第18部分：材料化學(xué)表征》

　　13.GB/T 16886.19《醫療器械生物學(xué)評價(jià)–第19部分：材料理化、形態(tài)學(xué)和形貌學(xué)表征》

　　14.歐盟員會(huì )建議（2011/696/EU）（EC 2011）

　　15.《國家藥監局關(guān)于發(fā)布醫療器械安全和性能的基本原則的通告》（2020年第18號）

　　16.《醫療器械動(dòng)物實(shí)驗研究技術(shù)審查指導原則第一部分：決策原則》（2019年第18號）

　　17.《醫療器械產(chǎn)品受益-風(fēng)險評估注冊技術(shù)審查指導原則》（2019年第79號）

　　18.《國家食品藥品監督管理總局關(guān)于發(fā)布醫療器械臨床評價(jià)技術(shù)指導原則的通告》（2015年第14號）

　　19.《醫療器械注冊管理辦法》（國家食品藥品監督管理總局令第4號）

　　20.《醫療器械臨床試驗質(zhì)量管理規范》（國家食品藥品監督管理總局 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會(huì )令第25號）

　　21.ISO/TR13014,Nanotechnologies-Guidanceon physico-chemical characterization of engineered nanoscale materials for toxicologic assessment

　　22.GB/T 30544.1《納米科技 術(shù)語(yǔ)第1部分：核心術(shù)語(yǔ)》

　　23.GB/T 30544.4《納米科技 術(shù)語(yǔ)第4部分：納米結構材料》

　　24.Nanotechnologies in medical devices.RIVM Report 2015-0149

　　十二、編寫(xiě)單位

　　本指導原則由國家藥品監督管理局醫療器械技術(shù)審評中心牽頭，國家納米科學(xué)中心、廣東粵港澳大灣區國家納米科技創(chuàng )新研究院、中國食品藥品檢定研究院參與編寫(xiě)，由國家藥品監督管理局醫療器械技術(shù)審評中心負責解釋。