Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 13400-3:2021 ISO 13175-3:2012 Vật cấy ghép phẫu thuật - Phosphat canxi - Phần 3: Các chất thay thế xuơng hydroxyapatite và beta–tricanxiphosphat

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13400-3:2021

ISO 13175-3:2012

VẬT CẤY GHÉP PHẪU THUẬT - PHOSPHAT CAN XI - PHẦN 3: CÁC CHẤT THAY THẾ XƯƠNG HYDROXYAPATITE VÀ BETA-TRICANXIPHOSPHAT

Implants for surgery - Calcium phosphats - Part 3: Hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphat bone substitutes

Lời nói đầu

TCVN 13400-3:2021 hoàn toàn tương đương với ISO 13175-3:2012;

TCVN 13400-3:2021 do Viện Trang thiết bị và Công trình y tế biên soạn, Bộ Y tế đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Hiện nay chất thay thế tổng hợp hydroxyapatite và β-tricanxi phosphat được coi là một biện pháp thay thế thích hợp cho các mô ghép tự thân hay mô ghép cùng loài. Nguồn gốc tổng hợp của các thiết bị này đảm bảo rằng sẽ không lây nhiễm bệnh truyền nhiễm cho bệnh nhân. Hơn nữa, hydroxyapatid và β-tricanxi phosphat đã chứng tỏ là các chất dẫn tạo xương, có nghĩa chúng sẽ thúc đẩy sự lành xương tại bề mặt vật liệu nếu được cấy ghép ở một vị trí trong xương (xem các Tham khảo [6] và [7]). Tính tương thích sinh học của hydroxyapatite và β-tricanxi phosphat được chứng minh bởi nhiều tài liệu khoa học (xem Tham khảo [8]).

Các thiết bị liên quan đến tiêu chuẩn này gồm có ba loại: chất thay thế tổng hợp một pha hyroxyapatite hay β-tricanxi phosphat và chất thay thế xương hai pha hydroxyapatite/β-tricanxi phosphat. Tỷ lệ hydroxyapatite/β-tricanxi phosphat ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy vật liệu; lượng β-tricanxi phosphat càng cao, tốc độ phân hủy càng lớn (xem Tham khảo [9] đến [11]).

Quá trình lành vào các vật liệu thay thế xương không chỉ liên quan với khả năng dẫn tạo xương của vật liệu, mà nó còn liên quan với cấu trúc xốp rỗng (xem các Tham khảo [12] đến [16]). Cần thiết để các lỗ lớn đủ lớn và kết nối với nhau giúp cho xương phát triển vào toàn bộ thể tích mảnh ghép. Các lỗ cũng có ảnh hưởng lên tốc độ tiêu vật liệu gốm: số lượng các lỗ nhỏ càng nhiều, tốc độ phân hủy càng cao (xem Tham khảo [14]).

Do chất thay thế xương không dự định mang tải trọng nặng, nên các tính chất cơ học của chúng không phải cốt yếu. Tuy nhiên, phần lớn các khối thời gian phải được định hình lại bởi bác sĩ phẫu thuật để phù hợp với hình dạng của khoang xương. Chất thay thế xương phải có đủ tính chất cơ học để gia công.

VẬT CẤY GHÉP PHẪU THUẬT - PHOSPHAT CAN XI - PHẦN 3: CÁC CHẤT THAY THẾ XƯƠNG HYDROXYAPATITE VÀ BETA-TRICANXIPHOSPHAT

Implants for surgery - Calcium phosphats - Part 3: Hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphat bone substitutes

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu đối với các chất thay thế xương một pha hydroxyapatite, thay thế xương một pha β-tricanxi phosphat và chất thay thế xương hai pha hydroxyapatite/β-tricanxi phosphat ở dạng các khối hay hạt.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các chất làm đầy xương cấy tế bào, xi măng canxi phosphat hay các chất làm đầy xương chứa các vật liệu không phải hydroxyapatite và β-tricanxi phosphat.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4828-1 (ISO 2591-1), Sàng thử nghiệm - Phần 1: Phương pháp sử dụng sàng thử nghiệm loại lưới thép đan và loại tấm kim loại đột lỗ.

TCVN 7391-1 (ISO 10993-1), Đánh giá sinh học trang thiết bị y tế - Phần 1: Đánh giá và thử nghiệm

TCVN 7870-1 (ISO 80000-1), Đại lượng và đơn vị - Phần 1: Quy định chung.

ISO 13320, Particles size analysis - Laser diffraction methods (Phân tích kích cỡ hạt - Phương pháp nhiễu xạ laze).

ISO 13383-1, Fine ceramics (advanced ceramics, avanced technical ceramics) - Microstructural characterization - Part 1: Determination of grain size and size distribution (Đồ gốm chất lượng cao (đồ gốm cao cấp, đồ gốm kỹ thuật cao) - Mô tả vi cấu trúc - Phần 1: Xác định cỡ hạt và sự phân bố cỡ hạt).

ISO 13779-3, Implants for surgery - Hydroxyapatite - Part 3: Chemical analysis and characterization of crystallinity and phase purity (Vật cấy ghép phẫu thuật - Hydroxyapatite - Phần 3: Phân tích hóa học và mô tả trạng thái tinh thể và độ tinh khiết pha).

ISO 15901-1, Pore size distribution and porosity of solid matenals by mercury porosimetry and gas adsorption - Part 1: Mercury porosimetry (Sự phân bố kích cỡ lỗ và độ xốp của các vật liệu rắn theo phép đo độ xốp thủy ngân và hút bám khí - Phần 1: Phép đo độ xốp thủy ngân).

3  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa:

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1.1

α- tricanxi phosphat (α- tricanxi phosphate)

α-TCP

Hợp chất hóa học có cấu trúc tinh thể học đã được mô tả bởi ICDD PDF 09-0348

CHÚ THÍCH: Công thức hóa học là Ca₃ (PO₄)₂.

3.1.2

β-tricanxi phosphat (β-tricanxi phosphate)

β-TCP

Hợp chất hóa học có cấu trúc tinh thể học đã được mô tả bởi ICDD PDF 09-0169

CHÚ THÍCH: Công thức hóa học là Ca₃ (PO₄)₂.

3.1.3

Chất thay thế xương (bone substitute)

Chất dùng để làm đầy các lỗ hay khe hở trong xương tạo ra bởi chấn thương hay phẫu thuật

3.1.4

Hydroxyapatite (hydroxyapatite)

HA

Hợp chất hóa học có cấu trúc tinh thể đã được mô tả bởi ICDD PDF 09-0432 hay ICDD PDF 72- 1243

CHÚ THÍCH: Công thức hóa học là Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂

3.1.5

Lỗ kết nối với nhau (interconnected pore)

Lỗ kết nối với một hay nhiều lỗ khác

3.1.6

Lỗ lớn (macropore)

Lỗ có một trong các kích thước của nó lớn hơn 10 µm

3.1.7

Lỗ nhỏ (micropore)

Lỗ không có kích thước nào lớn hơn 10 µm.

3.8

Độ xốp (porosity)

Tỷ lệ tổng thể tích lỗ với thể tích bên ngoài của khối hay hạt

3.1.9

Tetracanxi phosphat (tetracanxi phosphate)

TTCP

Hợp chất hóa học có cấu trúc tinh thể đã mô tả bởi ICDD PDF 25-1137 hay ICDD PDF 70-1379

CHÚ THÍCH: Công thức hóa học là Ca₄(PO₄)₂O

3.1.10

Vật liệu dẫn tạo xương (osteoconductive material)

Vật liệu có khả năng đóng vai trò làm giàn để các tế bào xương có thể bám, di cư (nghĩa là di chuyển hay “bò”), và phát triển, phân chia

CHÚ THÍCH: Tính dẫn tạo xương là một thuộc tính thụ động.

3.1.11

Canxi oxit (calcium oxide)

CaO

Hợp chất hóa học có cấu trúc tinh thể đã mô tả bởi ICDD PDF 4-0777 hay ICDD PDF 82-1690 tr

3.1.12

Khối lượng riêng của β-tricanxi phosphat (β-tricanxi phosphate density)

d_βTCP

Khối lượng riêng lý thuyết của β-tricanxi phosphat, bằng 3,07 g/cm^-3

3.1.13

Khối lượng riêng của hydroxyapatite (hydroxyapatite density)

d_HA

Khối lượng riêng lý thuyết của hydroxyapatite, bằng 3,15 g/cm^-3.

3.2  Ký hiệu

d_r khối lượng riêng khối của chất tổng hợp thay thế xương

d_th khối lượng riêng lý thuyết của chất tổng hợp thay thế xương

m khối lượng chất thay thế xương tổng hợp

V thể tích của chất thay thế xương tổng hợp

4  Các yêu cầu

4.1  Các nguyên tố vết

Giới hạn nguyên tố vết cụ thể của chất thay thế xương hydroxyapatite và β-tricanxi phosphat quy định trong Bảng 1.

Phải sử dụng phép đo quang phổ phát xạ kết hợp cảm ứng plasma/nguyên tử (ICP/AES), phép soi quang phổ phát xạ kết hợp cảm ứng plasma/khối (ICP/MS), phép đo quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS), hay phương pháp quy định trong ISO 13779-3 để định lượng các nguyên tố vết. Phải quy định phương pháp sử dụng.

Bảng 1 - Các giới hạn nguyên tố vết cụ thể

Nên sử dụng phương pháp 1 của Dược điển Mỹ “Các kim loại nặng <231>” để định lượng các kim loại nặng. Cũng có thể sử dụng một trong các phương pháp mô tả trên để định lượng các nguyên tố vết nhằm đánh giá lượng kim loại nặng bằng cách coi tổng lượng kim loại nặng là tổng các nguyên tố sau: chì, thủy ngân, bitmut, asen, ăng-ti-moan, kẽm, ca-di-mi, bạc, đồng và mô-lip-đen. Phải quy định phương pháp sử dụng.

Mọi mức độ không tinh khiết với tỷ lệ nhiều hơn 1000 mg/kg phải được xác định, định lượng và đánh giá ảnh hưởng của nó lên sự phục hồi xương. Phải đánh giá ảnh hưởng của sự không tinh khiết này lên tính tương thích sinh học theo TCVN 7391-1 (ISO 10993-1).

Phải xác định và định lượng mọi chất phụ gia bổ sung, đánh giá ảnh hưởng của chúng lên sự phục hồi xương và tính tương thích sinh học theo TCVN 7391-1 (ISO 10993-1).

4.2  Xác định định lượng và định tính các pha tinh thể

4.2.1  Yêu cầu chung

Kiểm soát thành phần hóa học và mức độ tinh khiết pha bằng định lượng các pha theo phương pháp nhiễu xạ tia X phù hợp với ISO 13779-3.

4.2.2  Chất thay thế xương một pha hydroxyapatite

Tỷ lệ khối lượng hydroxyapatite không được dưới 95 % các pha tinh thể. Tỷ lệ khối lượng CaO không được quá 1 % các pha tinh thể.

Tỷ lệ khối lượng hydroxyapatite được tính toán theo Công thức (1):

Tỷ lệ khối lượng mọi pha phải được coi bằng 0 nếu giá trị của chúng dưới ngưỡng phát hiện.

4.2.3  Chất thay thế xương hai pha

Tỷ lệ giữa hydroxyapatite và β-tri canxi phosphat phải được xác định với độ dung sai ± 5 % (tuyệt đối) tỷ lệ khối lượng các pha tinh thể.

Ví dụ: Thành phần hóa học 60 % HA và 40 % TCP có nghĩa là thành phần hóa học có thể là (65 % HA và 35 % TCP) đến (55 % HA và 45 % TCP).

Xác định định tính tỷ lệ khối lượng các pha tinh thể khác: nếu có thể phát hiện α-tricanxi phosphat (α-TCP), cần thể hiện thông tin này trên báo cáo.

4.2.4  Chất thay thế xương một pha β-tricanxi phosphat

Tỷ lệ khối lượng β-tricanxi phosphat không được dưới 95 % các pha tinh thể

Tỷ lệ khối lượng β-tricanxi phosphat cần được tính toán theo Công thức 2:

Tỷ lệ khối lượng HA cần được coi bằng không nếu giá trị của nó dưới ngưỡng phát hiện

Xác định định tính các pha tinh thể khác: nếu phát hiện α-tricanxi phosphat (α-TCP), cần thể hiện thông tin này trên báo cáo.

Sự hiện diện của các pha khác cần được đánh giá bằng phép soi quang phổ hồng ngoại (FTIR) theo ISO 13779-3.

4.3  Hình thái và hình dạng

Phải quy định hình thái vật lý của chất thay thế xương (dạng hạt nhỏ hay các khối tạo trước).

Phải cung cấp các đặc tính kích thước đối với tất cả cấu hình thiết bị như sau:

- các kích thước đối với khối;

- các kích thước thể hạt: cần sử dụng phương pháp nhiễu xạ laze theo ISO 13320 hay phương pháp sàng theo TCVN 4828-1 (ISO 2591-1) để xác định các kích thước hạt. Phải quy định các thông số D10, D50 và D90 (đối với nhiễu xạ laze) hay các kích thước tối thiểu và tối đa (đối với sàng) của hạt.

Phải quy định thể tích chất thay thế xương trên bao bì.

4.4  Độ xốp

4.4.1  Tỷ lệ độ xốp toàn phần

Phải quy định tỷ lệ độ xốp tối thiểu và tối đa của chất thay thế xương. Tỷ số này được tính toán theo Công thức (3):

Trong đó: P là tỷ lệ độ xốp theo %

Phải xác định d_r bằng cách đo kích thước và khối lượng của một chất thay thế xương hình hộp có thể tích tối thiểu 2 cm³. Phải đo khối lượng bằng cân có độ chính xác tới 0,02 g, và đo kích thước bằng thước cặp có khả năng đo với độ chính xác ít nhất 0,02 mm. Sau đó cần tính toán thể tích, V, của chất thay thế xương bằng cách tính d_r rồi áp dụng Công thức (4):

Phải tính toán d_th theo Công thức (5)

Nếu các hạt nhỏ được sản xuất bằng cách nghiền các khối rỗng, nên đo độ xốp của các hạt trên các khối trước khi nghiền bằng phương pháp đã nêu ở trên.

Cách khác, có thể tính độ xốp của hạt bằng phép đo độ xốp thủy ngân.

4.4.2  Kích cỡ các lỗ nhỏ và lỗ lớn

4.4.2.1  Lỗ nhỏ

Để thực hiện cắt vật liệu nghiên cứu kết cấu, trong một số trường hợp cần nhúng vật liệu vào trong một chất dẻo trước khi cắt.

Phải quy định đường kính hạt nhỏ. Đường kính này được đo trên các ảnh chụp hiển vi SEM một mảnh cắt vật liệu bằng một trong các phương pháp mô tả trong ISO 13383-1 dành cho các lỗ nhỏ. Đối với các lỗ chạm nhau, vẽ ranh giới tường tượng giữa các lỗ đó.

4.4.2.2  Lỗ lớn

4.4.2.2.1  Yêu cầu chung

Phải quy định đường kính các lỗ lớn. Có thể thực hiện mô tả bằng phương pháp A hay phương pháp B.

4.4.2.2.2  Phương pháp A: SEM

Để thực hiện cắt nghiên cứu kết cấu vật liệu, trong một số trường hợp có thể cần nhúng vật liệu trong một chất dẻo trước khi cắt.

Đo đường kính các lỗ lớn trên các ảnh chụp hiển vị SEM một mảnh cắt vật liệu bằng cách áp dụng một trong những phương pháp mô tả trong ISO 13383-1 dùng cho lỗ lớn. Trong trường hợp các lỗ chạm nhau, vẽ một ranh giới tường tượng giữa các lỗ đó.

4.4.2.2.3  Phương pháp B: phân tích chụp cắt lớp vi tiêu cự

Có thể xác định được hình ảnh ba chiều cấu trúc xốp lỗ lớn (hình dạng lỗ, độ dày thành, tính đẳng hướng, tính đồng dạng), độ xốp lỗ lớn và biểu đồ phân bố đường kính lỗ bằng phép phân tích CT vi tiêu cự. Phải xác định độ xốp lỗ lớn bằng cách đo độ xốp một trường nhìn (FOV) đường kính 3 mm, chiều cao 1,5 mm trong phân tích 3D các hình ảnh cắt lắp vi tiêu cự. Phải tính toán độ lệch trung bình và độ lệch chuẩn của độ xốp lỗ lớn của một số FOV. Phải thu được biểu đồ đường kính lỗ bằng cách tính số lượng lỗ của một phạm vi đường kính. Khuyến khích độ phân giải không gian 6 μm/pixel. Kích cỡ mẫu khuyến nghị là 5 mm đường kính và 10 mm chiều cao.

4.4.3  Các liên kết

Các lỗ lớn nên chủ yếu mở và liên kết với nhau. Phải quy định đường kính liên kết giữa các lỗ lớn. Nó cần được xác định bằng phương pháp đo độ xốp thủy ngân theo ISO 15901-1.

Nguyên lý của phép đo này là ép thủy ngân thấm vào các lỗ của mẫu bằng cách áp một áp lực cao hoặc áp lực thấp. Áp lực thấp cho phép thấm ở các liên kết đường kính lớn và áp lực cao cho phép thấm ở các liên kết đường kính nhỏ. Thể tích thủy ngân thấm vào trong mẫu tương ứng với thể tích các lỗ có thể đến được nhờ các liên kết (mà kích thước phụ thuộc vào áp suất áp vào).

Phải xác định đường kính các liên kết thấm thủy ngân đỉnh. Phải xác định thể tích rỗng có thể đến được qua các liên kết với đường kính lớn hơn 5 µm.

Các hình ảnh CT vi tiêu cự cùng với các hình ảnh phục chế 2 chiều và /hoặc 3 chiều có thể cung cấp thông tin bổ sung về liên kết các lỗ lớn, đặc biệt đối với vật liệu có các liên kết lớn hơn 100 µm khi đó phép đo độ xốp thủy ngân bị hạn chế.

Nếu dung sai đối với các đặc tính về độ xốp lớn hơn ± 2 % đối với các khối, phải tiến hành thử nghiệm trên các mẫu có độ xốp thấp hơn và cao hơn.

4.5  Phân hủy và thay đổi pH

Có thể sử dụng tốc độ phân hủy in vitro của chất thay thế xương để so sánh khả năng của các chất thay thế xương khác nhau phân hủy in vivo, thậm chí ngay cả các cơ chế khác với phân hủy sẽ xảy ra in vivo. Sự thay đổi đáng kể pH sau khi cấy ghép có thể làm suy giảm khả năng dẫn tạo xương tại bề mặt của chất thay thế xương. Mục đích của các thử nghiệm sau là để đo tốc độ phân hủy các chất thay thế xương và sự thay đổi pH của môi trường phân hủy.

Phải thử nghiệm sự phân hủy và độ tan của thiết bị. Phải đưa ba mẫu chất thay thế xương vào trong ba lọ chứa dung dịch đệm TRIS ở pH (7,3 ±0,1) tại nhiệt độ (37 ± 1) °C. Sau đó đặt ba lọ lên một máy trộn với tốc độ quay 200 vòng/min trong vòng lần lượt 24 h, 48 h và 72 h. Phải đo tốc độ phân hủy trong các điều kiện tỷ lệ khối lượng vật liệu ban đầu và tổng thể tích môi trường phân hủy không đổi. Tỷ lệ khối lượng vật liệu thử nghiệm với thể tích môi trường phân hủy phải nằm trong khoảng 0,1 và 4,0 mg/ml.

Phải đo pH sau khi ngâm 0 h, 24 h, 48 h và 72 h. pH không được thay đổi quá 0,3 so với giá trị ban đầu trong quá trình thử nghiệm.

Phải phân tích lượng canxi của các dung dịch bằng kỹ thuật ICP/AES hay AAS/MS, hay bằng phép đo hiệu điện thế bởi một đầu dò ion. Cần thiết lập biểu đồ các nồng độ theo thời gian.

4.6  Đo độ bền cơ học của vật liệu

4.6.1  Yêu cầu chung

Độ bền cơ học của chất thay thế xương ở dạng các khối phải được đánh giá bằng thử nghiệm tạo lõm hình cầu (xem Hình 1) và/hoặc thử nghiệm độ bền nén (xem Hình 2).

Đối với các vật liệu có độ xốp cao (tổng độ xốp ≥ 40 %), phải đánh giá độ bền cơ học của chất thay thế xương bằng thử nghiệm tạo lõm hình cầu.

Chấp nhận sử dụng thử nghiệm độ bền nén thay thế cho thử nghiệm tạo lõm cho các vật liệu độ xốp cao nhưng thử nghiệm tạo lõm hình cầu đã chứng tỏ có tính tái tạo hơn trong một thử nghiệm vòng robin đối với các vật liệu độ xốp cao.

Đối với các vật liệu độ xốp thấp (tổng độ xốp < 40 %), độ bền cơ học của vật liệu thay thế xương cần được đánh giá bằng một thử nghiệm độ bền nén.

CHÚ DẪN:

1. Pit tông

2. Quả cầu

3. Mẫu thử

4. Để đỡ

Hình 1 - Hình vẽ minh họa thử nghiệm tạo lõm hình cầu

CHÚ DẪN:

1. Pit tông

2. Mẫu thử

3. Đế đỡ

Hình 2 - Hình vẽ minh họa thử nghiệm độ bền nén

4.6.2  Dụng cụ, lấy mẫu và mẫu thử

4.6.2.1  Thiết bị, dụng cụ

4.6.2.1.1  Máy thử nghiệm

Máy thử nghiệm phải được kết cấu sao cho có thể áp dụng ứng suất nén vào mẫu thử nghiệm ở tốc độ con trượt không đổi. Máy thử nghiệm phải được trang bị dụng cụ ghi lại tải với độ chính xác 1 % tải tối đa.

4.6.2.1.2  Quả cầu

Cần sử dụng quả cầu thử nghiệm bằng thép có đường kính 9,52 mm làm vật ấn.

4.6.2.1.3  Pit tông

Để thử nghiệm độ bền nén, pit tông áp lực đến mẫu thử phải được làm từ thép có độ cứng 300 HV hoặc cao hơn (≥ 30 HRC). Độ dày của pit tông phải ít nhất 10 mm, và diện tích bề mặt trên của pit tông ít nhất gấp 4 lần diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử. Độ nhám bề mặt R_a cửa pit tông tiếp xúc với mẫu thử tối đa là 0,40 µm, và độ song song tối đa 0,01 mm.

Đối với thử nghiệm tạo lún hình cầu, pit tông cần được thiết kế làm sao để quả cầu tập trung vào trục của pit tông.

4.6.2.1.4  Đế đỡ

Đế đỡ đặt bên dưới mẫu thử phải làm từ thép có độ cứng 300 HV hay hơn (≥ 30 HRC). Độ dày của đế đỡ cần ít nhất 10 mm, diện tích bề mặt trên của đế đỡ ít nhất gấp 4 lần diện tích mặt cắt ngang của mẫu thử. Độ nhám R_a của bề mặt để đỡ tiếp xúc với mẫu thử tối đa 0,40 µm, độ song song cần tối đa 0,01 mm.

4.6.2.2  Quy trình

4.6.2.2.1  Yêu cầu chung

Nếu độ dung sai cho các đặc tính xốp lớn hơn ± 2 %. Phải đo độ bền nén lên các mẫu có độ xốp cao hơn và thấp hơn.

4.6.2.2.2  Phương pháp ngâm nước

Phải sử dụng dung dịch nước muối đệm phosphat (PBS) không có canxi và ma giê làm dung dịch ngâm.

Mẫu thử được khử không khí bằng bơm chân không và đặt vào một bình chứa thích hợp đặt trên một buồng chân không và đưa PBS vào bình chứa mẫu. Lượng PBS cần ít nhất gấp 10 lần thể tích ngoài của mẫu. Mức độ chân không tiêu chuẩn bằng (2 đến 3).10³ Pa. Thời gian ngâm nước là (24 ± 1) h và nhiệt độ là (25 ± 3) °C. Lau sạch độ ẩm của mẫu thử nghiệm trước khi thử nghiệm.

Ngoài ra, có thể tiến hành các thử nghiệm trong các điều kiện khô.

4.6.2.2.3  Định vị mẫu và phương pháp tạo tải

Định vị mẫu ở tâm của đế đỡ. Trục giữa của đế đỡ, mẫu thử, quả cầu và pit tông được đặt thẳng dọc đường tải.

Tốc độ con trượt là (0,50 ± 0,05) mm/min.

Phải ghi lại tải từ khi bắt đầu thử nghiệm cho đến khi gãy mẫu.

Đối với thử nghiệm tạo lõm hình cầu, kích cỡ lõm trên mẫu cần nhỏ hơn đường kính hình trụ hay độ dài ngang và độ dài đứng của khối lập phương.

Đối với thử nghiệm độ bền nén, lực được áp lên bề mặt 10 mm x 10 mm nếu sử dụng một hình hộp chữ nhật (xem 4.6.2.4.1).

4.6.2.2.4  Sử dụng lại pit tông, đế đỡ và quả cầu

Khi sử dụng lại pit tông, đế đỡ và quả cầu, cần kiểm tra xem trên bề mặt tiếp xúc có bị lún hay rạn không. Nếu có lún, gồ ghề hay rạn nứt trên mặt phẳng tiếp xúc và không thể loại bỏ được, có thể không sử dụng các phần đó.

4.6.2.3  Thử nghiệm tạo lõm hình cầu

4.6.2.3.1  Lấy mẫu và mẫu thử

Kích cỡ mẫu phải ít nhất gồm 10 mẫu thử.

Hình dạng và kích cỡ cửa một mẫu thử thường phải là hình trụ tròn thẳng. Kích cỡ chuẩn của mẫu thử hình trụ phải là (10,0 ± 0,1) mm đường kính và (10,0 ± 0,1) mm chiều cao. Tuy nhiên, mẫu thử cũng có thể là hình hộp vuông với các kích thước bờ tiêu chuẩn (10,0 ± 0,1) mm. Độ song song giữa bề mặt trên và bề mặt dưới của mẫu phải không quá 0,1 mm. Độ vuông góc giữa các bề mặt trên và dưới và bề mặt bên của mẫu thử phải không quá 0,1 mm.

Đường kính hay đường chéo đáy vuông của mẫu thử phải dài hơn 10 lần đường kính độ rỗng lớn nhất của mẫu thử. Khi các kích thước khác với tiêu chuẩn, chúng cần được.công bố trong báo cáo.

4.6.2.3.2  Kết quả thử nghiệm

Đối với thử nghiệm tạo lõm hình cầu, cần vẽ biểu đồ tải và sự dịch chuyển từ khi bắt đầu thử nghiệm đến khi vỡ mẫu thử nghiệm, cần ghi lại tải tối đa và sự dịch chuyển ở mức tải tối đa từ mỗi biểu đồ tải và sự dịch chuyển.

Tải tối đa, P_SI, là lực tạo lõm hình cầu. Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của lực tạo lõm hình cầu cần được tính toán theo Công thức (6) và (7), và làm tròn tới chữ số có nghĩa.

4.6.2.4  Thử nghiệm độ bền nén

4.6.2.4.1  Lấy mẫu và mầu thử

Kích cỡ mẫu tối thiểu phải gồm 10 mẫu thử.

Mẫu thử nghiệm thường là hình trụ tròn thẳng, đường kính (10,0 ± 0,1) mm và cao (15,0 ± 0,1) mm. Tuy nhiên, mẫu thử nghiệm cũng có thể là hình hộp đáy hình chữ nhật với kích thước tiêu chuẩn dài (10,0 ± 0,1) mm, rộng (10,0 ± 0,1) mm và cao (15,0 ± 0,1) mm. Độ song song giữa các bề mặt trên và dưới của mẫu không được quá 0,1 mm. Độ vuông góc giữa các bề mặt trên và dưới và bề mặt bên của mẫu không được lớn hơn 0,1 mm.

Đường kính hay đường chéo đáy vuông của mẫu thử nghiệm phải dài hơn 10 lần đường kính của độ rỗng lớn nhất của mẫu. Khi các kích thước khác với một kích thước chuẩn, phải được công bố trong báo cáo.

4.6.2.4.2  Kết quả thử nghiệm

Đối với thử nghiệm độ bền nén, cần vẽ biểu đồ tải và sự dịch chuyển từ khi bắt đầu thử nghiệm đến khi gãy mẫu thử. Cần ghi lại tải tối đa từ mỗi biểu đò tải với độ dịch chuyển.

Cần sử dụng tải tối đa, P_CI, để tính toán độ bền nén, theo Công thức (8):

A_i được tính theo Công thức (9):

Trong đó: δi là đường kính của từng mẫu (m)

hay tính theo Công thức (10) đối với các mẫu hình hộp

Trong đó: α_i là cạnh của đáy hình vuông của mỗi mẫu thử nghiệm (m)

Giá trị trung bình của độ lệch chuẩn của độ bền nén cần được tính theo Công thức (11) và (12), và làm tròn tới các số có ý nghĩa theo TCVN 7870-1 (ISO 80000-1).

4.7  Báo cáo thử nghiệm

Phải làm báo cáo thử nghiệm cho mỗi thử nghiệm hay một nhóm thử nghiệm, và báo cáo cần bao gồm thông tin sau:

a) phương pháp thử nghiệm;

b) các tham chiếu mẫu thử nghiệm (tên, tham khảo, hình thái vật lý của mẫu, các kích thước khi áp dụng, số lô);

c) số lượng mẫu thử sử dụng cho mỗi thử nghiệm;

d) các tham chiếu và hiệu chuẩn dụng cụ thử nghiệm;

e) tên và chứng nhận phòng thử nghiệm;

f) các kết quả thô;

g) các phương pháp tính toán đã sử dụng;

h) các kết quả cuối cùng và dung sai;

i) khi cho phép các phương pháp thử nghiệm khác trong tiêu chuẩn này, công bố phương pháp thử nghiệm nào đã sử dụng;

j) các thiết lập thiết bị dụng cụ thử nghiệm;

k) các đặc điểm về các thành phần sử dụng kết hợp với dụng cụ thử nghiệm (như kích cỡ tế bào sử dụng cho phép đo độ xốp thủy ngân), vật liệu pit tông, quả cầu và để đỡ cho các thử nghiệm cơ học);

l) nhà cung cấp và số lô vật liệu tiêu hao sử dụng trong các thử nghiệm (như dung dịch đệm, PBS); mọi sự thay đối với các phương pháp đã mô tả trong tiêu chuẩn này.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 5961:1995, Water quality - Determination of cadmium - Flame atomic absorption spectrometric methods (Chất lượng nước - Xác định ca-di-mi - Các phương pháp đo quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa)

[2] ISO 8288:1986, Water quality - Determination of cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium and lead - Flame atomic absorption spectrometric method (Chất lượng nước - Xác định cô-ban, ni- ken, đồng, kẽm, ca-di-mi và chì - Phương pháp đo quang phổ hấp thu nguyên tử ngọn lửa)

[3] TCVN ISO 13485, Trang thiết bị y tế - Hệ thống quản lý chất lượng - Các yêu cầu chế định

[4] ICDD cards 9-432, 9-348, 9-169, 25-1137, 37-1497, 9-80, 9-77, 14-1475, 5-586 X-ray diffraction standards for hydroxyapatite, α-tri-calcium orthophosphat, β-tri-calcium orthophosphat, tetra-calcium phosphat, calcium oxide, monetite, brushite, aragonite, calcite

[5] ASTM F1085-2003, Standard Specification for Composition of Hydroxylapatite for Surgical Implants (Đặc tính tiêu chuẩn về thành phần hóa học Hydroxalapatide đối với các vật cấy ghép phẫu thuật)

[6] ASTM F1085-04a, Standards Specification for beta-Tricalcium Phosphat for Surgical Implantation (Đặc tính tiêu chuẩn đối với beta-tricanxi phosphat dùng cho cấy ghép phẫu thuật)

[7] European Pharmacopoeia 5.0: Tribasic calcium phosphat. (Dược điển Châu Âu 5.0: Tricanxi phosphat)

[8] Daculsi G. et al. Spongious and Cortical bone substitution kinetics at the expense of the macroporous biphasic calcium phosphat: animal and human evidence. Bioceramics. 1999, 12pp. 287-290 (Động học thay thế vỏ xương và xương xốp tại phần thay thế canxi phosphat hai pha lỗ lớn: bằng chứng ở động vật và người)

[9] Ransford A.O. et al. Synthetic porous ceramic compared with autograft in scoliosis surgery, The Journal of Bone and Joint Surgery (Br), 80-B, n01,1998, pp 13-18 (Vật liệu gốm xốp tổng hợp so với mô ghép tự thân trong phẫu thuật chữa vẹo cột sống)

[10] Daculsi G, et al. Current State of the art of biphasic calcium phosphat biceramics. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2003, 14pp. 195-200 (Trình độ công nghệ gốm sinh học can xi phosphat hai pha hiện nay)

[11] Ducheyne P, et al. The effect of calcium phosphat ceramic composition and structure on in vivo behavior. I. dissolution. J. Biomed. Mater. Res. 1993. 27 pp. 25-34 (Ảnh hưởng của thành phần và cấu trúc gốm canxi phosphat lên hành vi in vio)

[12] Daculsi G, et al. Transformation of biphasic calcium phosphat ceramics in vivo: Ultrastructural and physicochemical characterization. J. Biomed, Res. 1989, 23pp. 883-894 (Sự chuyển đổi gốm canxi phosphat hai thì in vivo: mô tả đặc điểm lý hóa và vi cấu trúc)

[13] Raynaud s. et al. Calcium phosphat apatities with variable C/P atomic ratio. III. Mechanical properties and degradation in solution of hot pressed ceramics. Biomaterials. ***m 23 (4) pp, 1081-1089 (Các hợp chất apatite canxi phosphat với tỷ lệ nguyên tử C/P thay đổi)

[14] Gautier O. et al. Macroporous biphasic calcium phosphat ceramics: influence of macropore diameter and macroporosity percentage on bone ingrowth. Biomaterials. 1998. 19 pp. 133- 139. (Gốm canxi phosphat hai thì lỗ lớn: ảnh hưởng của đường kính lỗ lớn và tỷ lệ phần trăm lỗ lớn lên sự phát triển vào trong của xương)

[15] Lu J.X. et al. Role of the interconnections in porous bioceramics on bone recolonization in vitro and in vivo. J. Mater. Sci. Mater. Med. 1999, 10 pp. 111-120 (Vai trò của các liên kết trong vật liệu gốm xốp đối với sự tái tập trung xương in vitro và in vivo)

[16] Liu D.M. Influence of porous microarchitecture on the in vitro dissolution and biological behaviour of porous calcium phosphat ceramics. Mater. Sci. Forum. 1997, 250 pp. 183-208 (Ảnh ưởng của vi cấu trúc xốp lên sự phân hủy in vitro và tập tính sinh học của gốm xốp canxi phosphat)

[17] Bignon A. Optimisation de la structure poreuse d'implants en phosphat de calcium pour application de combelement osseus et relargage in situ d’un principle actif. Thesis, 2002.

[18] Gignon A. et al. Effect of micro and macroporosity of bone substitutes on their mechanical properties and cellular response. J. Mater. Sci. Mater. Med. 2003, 14 pp. 1089-1097 (Ảnh hưởng độ xốp lỗ lớn và lỗ nhỏ của chất thay thế xương lên các tính chất cơ học và đáp ứng tế bào)

[19] ISP Heavy metals <231 > Method 1. (Các kim loại nặng <231 > Phương pháp 1)

Mục lục

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Yêu cầu

Thư mục tài liệu tham khảo.