椎間融合器作為骨科植入性醫療器械，是實現脊柱相鄰椎間隙融合的主要植入物之一，其安全性和有效性直接影響相鄰椎體骨性融合的效果。

椎間融合器材料相關標準：

GB/T 13810 外科植入物用鈦及鈦合金加工材

GB 23101.2 外科植入物羥基磷灰石 第2部分：羥基磷灰石涂層

YY/T 0660 外科植入物用聚醚醚酮（PEEK）聚合物的標準規范

YY/T 0966外科植入物 金屬材料 純鉭

ASTM F 1609 可植入物材料用磷酸鈣涂層的標準規范

ASTM F 1580 外科植入物涂層 鈦及鈦6鋁4釩合金粉末

椎間融合器研發與實驗要求

1、椎間融合器基體的力學性能研究

椎間融合器的力學性能對比測試方法較為統一，主要是按照YY/T0959及YY/T0960進行動靜態力學測試，并按照兩項行標出具詳細的測試報告。重點注意以下內容：

按照YY/T0959進行的動靜態測試中，受測樣本的放置方式（例如單件斜置式）及與力加載軸的相對位置應模仿臨床植入后產品與椎體的相對位置。靜態力學測試中，樣品量應不小于5件，載荷-位移曲線的參數應至少包括屈服位移、屈服載荷/扭矩、剛度、最大位移、最大載荷/扭矩的平均值和標準差；動態力學測試除了在生理鹽水環境中測試并與常溫空氣中的測試進行對比，還應考慮模擬體液環境對測試的影響，尤其可能面臨較大體液腐蝕和體內磨損的設計，如多孔疏松等比表面積較大的產品及多組件式產品,多組件式包括自穩定型融合器還應考慮組件間微動腐蝕的影響。最大載荷-循環次數失效趨勢圖中，數據組應不小于6組，最大疲勞載荷精度應小于靜態最大載荷或扭矩的10%，使用回歸分析方法應能建立載荷/扭矩與失效循環次數的關系，此關系曲線應為半對數曲線。軸向壓縮、壓縮剪切和扭轉三種疲勞試驗的初始失效和二次失效中的失效模式及組件形變情況均應記錄，應明確失效（磨損、裂紋源及裂紋擴展情況）、失效區定位、組件結構的松弛及失效時的試驗環境參數。從產品本質來講，與失效有關的因素一般包括材料（例如不同剛度材料的組合）、載荷及其頻率（例如頸椎扭轉和腰椎壓縮）、內部應力分布（例如應力集中區）、使用環境（例如腐蝕程度）、產品表面處理工藝及質量（例如噴砂后的殘余應力及微裂紋源），等等。在選擇最典型型號規格進行所申報產品代表性的力學測試時，例如所申報型號規格中最差情況的選擇，應注意從以上方面進行分析論證，包括燒結、增材制造、氣相沉積等工藝制成的多孔疏松結構的產品。具有合理邊界條件設置的有限元分析可能會幫助分析，對分析結果的論證中應考慮到實際臨床使用中內固定器械、相鄰椎體作用力及在體的骨整合過程（包括骨長入及骨長上）對彈性模量、應力分布等有限元分析模型參數的影響。

按照YY/T0960進行的試驗中，應注意金屬塊及聚氨酯泡沫塊條件下的載荷-位移曲線均應記錄，應記錄不少于5個融合器試驗配置的失效模式、形變信息和相關數據。相關數據應包括屈服載荷的平均值和標準差、三項剛度數值——融合器剛度Kd、系統剛度Ks、聚氨酯泡沫塊Kp。尤其Kp值對于評價融合器可能引起的椎體沉降較為關鍵。同樣應注意論證所測試樣品是能代表所申報產品的最典型型號規格。具有合理邊界條件設置的有限元分析可能會幫助分析，對分析結果的論證中應考慮到實際臨床使用中內固定器械、相鄰椎體作用力及在體的骨整合過程（包括骨長入及骨長上）對彈性模量、應力分布等有限元分析模型參數的影響。

力學測試報告中應包含與已上市同品種產品數據的詳細對比論證（對比測試或與既有實驗數據對比），結合所植入節段的力學特點和周圍的輔助保護措施，以明確測試結果可接受限（如疲勞極限、極限載荷、屈服載荷等）的判定依據。

2. 椎間融合器產品涂層力學測試研究

對于有涂層的產品，應按照ASTM F1044、F1147、F1160分別進行剪切試驗、拉伸試驗、剪切和彎曲剝脫疲勞試驗。一般情況下，剪切強度應不低于20mpa，拉伸強度應不低于22mpa，疲勞試驗應經歷107正應力循環或持續到樣件失效。剪切和拉伸試驗報告中應注意包括最大、最小和平均失效載荷值，明確試樣失效在涂層內部還是涂層與基體間還是兩者均有；疲勞試驗報告中除以上信息，還應注意包括R比（最小應力/最大應力）、試驗頻率、失效循環數、剪切疲勞試樣尺寸、彎曲疲勞試驗基準試樣的基體表面粗糙度、涂層斷裂位置。對于熱噴涂于金屬表面的金屬涂層，還應注意按照ASTM F1978進行耐磨性能試驗，明確2、5、10及100次循環累計質量損失的平均值及標準偏差，及研究過程中的磨損、掉色、脫落、腐蝕等發現。100個循環周期后，涂層質量損耗總值應小于65mg。

3. 椎間融合器生產工藝和過程控制

（1）詳述產品的生產過程，提供生產工藝流程圖。

（2）明確特殊過程和關鍵工藝，特殊過程的確認以及關鍵工藝的驗證。例如表面涂層工藝過程中各類加工助劑的添加、去除和殘留控制，包括閉孔中造孔劑。產品加工過程的常見助劑有切削液、冷卻液、潤滑劑、造孔劑、粘接劑、拋光劑、多孔支架材料、清潔劑等。對于有陽極氧化表面處理的鈦及鈦合金材質產品，尤其微弧陽極氧化，應明確氧化層引入的與基體材料不一致的新元素的質控措施，并通過適當的表面元素分析方法（如半定量定性分析）來評估該工藝的穩定性。

4. 椎間融合器滅菌確認

對于經輻照滅菌的產品，應明確輻照劑量并參考GB 18280、GB/T 19973等相關標準提供滅菌參數確定依據，至少包括初始平均生物負荷、VDmax劑量驗證及最低劑量滅菌后無菌檢測報告，完整的輻射滅菌確認報告還應包括產品及包裝材料的選擇、產品裝載模式的確定、產品劑量分布圖及確認過程中所負載的有抗力的微生物孢子信息；對于經環氧乙烷滅菌的產品，除依據GB 18279、GB 18281.2等相關標準提供關鍵參數的確定依據如預處理、處理、滅菌和通風4個過程中的溫度、濕度、氣體壓力、EO濃度、滅菌作用時間等，完整的確認報告還應包括被滅菌品擺放方式與分隔形式、換氣速度與氣體壓力、滅菌劑質量及體積、存活曲線法或部分陰性法鑒定的生物學性能等內容，此外還應提供終產品環氧乙烷殘留量的質控驗證數據；過氧化氫等離子體、氣態過氧化氫等滅菌方法同樣應提供關鍵滅菌參數的驗證和確定依據包括滅菌時間、相對濕度、氣體濃度、滅菌容積、生物指示劑滅菌動力學曲線、滅菌溫度等。具有多孔結構和較大比表面積的產品，尤其應論證或驗證滅菌工藝參數能夠確保其無菌保證水平。

5. 椎間融合器無菌有效期驗證

對于非滅菌產品，應明確推薦最終使用者采用的滅菌方法并進行驗證。滅菌產品應參照《無源植入性醫療器械貨架壽命申報資料指導原則》進行產品貨架壽命尤其無菌效期的驗證。鑒于本指導原則涵蓋的產品為惰性材料產品，僅要求對其中包裝系統的性能穩定性（至少包括包裝完整性和包裝強度）進行驗證。對于不同包裝、不同滅菌方式的產品應分別進行無菌效期驗證。

6. 椎間融合器生物相容性評價

椎間融合器的生物相容性評價應按照GB/T16886.1中的系統方法框圖及原國家食品藥品監督管理局《關于印發醫療器械生物學評價和審查指南的通知》（國食藥監械〔2007〕345號）中的審查要點進行生物學風險評價，在缺乏相關數據時，補充進行必要的生物相容性測試。