附件3
定制(zhi)式個性(xing)化骨植入物等效(xiao)性(xing)模(mo)型
注(zhu)冊技(ji)術審查指(zhi)導原則(ze)
定(ding)(ding)制(zhi)(zhi)式(shi)(shi)個(ge)(ge)(ge)性(xing)(xing)化(hua)(hua)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)等(deng)(deng)效(xiao)性(xing)(xing)模(mo)型(xing)(xing)(xing)是用(yong)(yong)(yong)于對(dui)定(ding)(ding)制(zhi)(zhi)式(shi)(shi)個(ge)(ge)(ge)性(xing)(xing)化(hua)(hua)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)產(chan)(chan)品(pin)的(de)解剖匹配性(xing)(xing)、生(sheng)物(wu)(wu)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)臨床預期(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)功(gong)(gong)能(neng)(neng)等(deng)(deng)方面評價(jia)構(gou)建(jian)的(de)具有(you)臨床預期(qi)生(sheng)物(wu)(wu)等(deng)(deng)效(xiao)的(de)模(mo)型(xing)(xing)(xing)。模(mo)型(xing)(xing)(xing)可通過對(dui)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)產(chan)(chan)品(pin)材料屬(shu)性(xing)(xing)、結(jie)構(gou)設(she)計、幾何尺寸、預期(qi)用(yong)(yong)(yong)途、使(shi)用(yong)(yong)(yong)方法，以(yi)及植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)產(chan)(chan)品(pin)應用(yong)(yong)(yong)部位、人體(ti)(ti)力(li)學(xue)環(huan)境、生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)效(xiao)應等(deng)(deng)方面風(feng)險要(yao)素(su)識(shi)別，并結(jie)合植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)臨床研究數據進(jin)(jin)行(xing)構(gou)建(jian)。定(ding)(ding)制(zhi)(zhi)式(shi)(shi)個(ge)(ge)(ge)性(xing)(xing)化(hua)(hua)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)的(de)解剖形態特(te)征和(he)(he)受力(li)環(huan)境復(fu)雜，產(chan)(chan)品(pin)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)功(gong)(gong)能(neng)(neng)的(de)系(xi)統(tong)評價(jia)難(nan)度較大(da)，為指(zhi)(zhi)導注冊申請(qing)人或(huo)備案(an)人進(jin)(jin)行(xing)定(ding)(ding)制(zhi)(zhi)式(shi)(shi)個(ge)(ge)(ge)性(xing)(xing)化(hua)(hua)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)產(chan)(chan)品(pin)性(xing)(xing)能(neng)(neng)評價(jia)，進(jin)(jin)一(yi)步推(tui)進(jin)(jin)醫療器(qi)械(xie)監管科學(xue)體(ti)(ti)系(xi)建(jian)設(she)，更(geng)好地推(tui)動和(he)(he)規范個(ge)(ge)(ge)性(xing)(xing)化(hua)(hua)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)醫療器(qi)械(xie)產(chan)(chan)品(pin)的(de)創新發展，推(tui)進(jin)(jin)建(jian)立風(feng)險精準控制(zhi)(zhi)體(ti)(ti)系(xi)，特(te)制(zhi)(zhi)定(ding)(ding)本指(zhi)(zhi)導原則。本指(zhi)(zhi)導原則是對(dui)定(ding)(ding)制(zhi)(zhi)式(shi)(shi)個(ge)(ge)(ge)性(xing)(xing)化(hua)(hua)骨(gu)植(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)入(ru)物(wu)(wu)產(chan)(chan)品(pin)注冊申報時所(suo)構(gou)建(jian)的(de)等(deng)(deng)效(xiao)性(xing)(xing)模(mo)型(xing)(xing)(xing)的(de)方法及模(mo)型(xing)(xing)(xing)驗(yan)證(zheng)的(de)一(yi)般(ban)要(yao)求，不(bu)對(dui)相關產(chan)(chan)品(pin)的(de)等(deng)(deng)效(xiao)性(xing)(xing)模(mo)型(xing)(xing)(xing)應用(yong)(yong)(yong)具有(you)約束性(xing)(xing)，注冊申請(qing)人或(huo)備案(an)人應根據產(chan)(chan)品(pin)的(de)特(te)性(xing)(xing)確(que)定(ding)(ding)本指(zhi)(zhi)導原則各項要(yao)求的(de)適用(yong)(yong)(yong)性(xing)(xing)，并依(yi)據產(chan)(chan)品(pin)的(de)特(te)性(xing)(xing)對(dui)注冊申報資料的(de)內容進(jin)(jin)行(xing)充實和(he)(he)細化(hua)(hua)。
本(ben)指(zhi)導原則是對(dui)注冊申請人或備案人和審查人員的(de)指(zhi)導性(xing)文件，但(dan)(dan)不包(bao)括注冊審批所涉及的(de)行(xing)政事項，亦(yi)不作為法(fa)規(gui)強制執行(xing)。如果有能夠滿足(zu)相(xiang)關法(fa)規(gui)要求(qiu)的(de)其他方法(fa)，也可以采(cai)用，但(dan)(dan)是需要提供(gong)詳細的(de)研究資(zi)料和驗(yan)證資(zi)料。應在(zai)遵循相(xiang)關法(fa)規(gui)和標準的(de)前提下使用本(ben)指(zhi)導原則。
本指導(dao)原則是在現行法規和標準體(ti)系以及當前認知水平(ping)下(xia)制定(ding)的，隨著法規和標準的不(bu)斷完(wan)善，以及科學技(ji)術的不(bu)斷發展，本指導(dao)原則相(xiang)關內容(rong)也(ye)將進行適(shi)時的調整。
本指導原則適用于實行注冊管理的無源植入性骨、關節、口腔硬組織定制式個性化骨植入物（以下簡稱骨植入物）醫療器械的等效性模型。其他適用產品或情形可參照本指導原則的要求。
二、基本要求
等(deng)(deng)效(xiao)性(xing)(xing)模(mo)型(xing)(xing)(xing)是(shi)為評價定制(zhi)式個(ge)性(xing)(xing)化(hua)骨植入(ru)(ru)物(wu)臨(lin)(lin)(lin)床(chuang)預(yu)(yu)期使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)而構(gou)建，與臨(lin)(lin)(lin)床(chuang)預(yu)(yu)期使用(yong)情況的幾何(he)結構(gou)、形貌(mao)、材料屬性(xing)(xing)、固定方式、力學環境(jing)和(he)(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)整合機理(li)等(deng)(deng)相等(deng)(deng)效(xiao)的數值和(he)(he)(he)物(wu)理(li)模(mo)型(xing)(xing)(xing)。等(deng)(deng)效(xiao)性(xing)(xing)模(mo)型(xing)(xing)(xing)應具(ju)有替代同等(deng)(deng)體內(nei)生(sheng)(sheng)理(li)條件(jian)下物(wu)理(li)模(mo)型(xing)(xing)(xing)的合理(li)性(xing)(xing)，可用(yong)于評價定制(zhi)式個(ge)性(xing)(xing)化(hua)骨植入(ru)(ru)物(wu)的安全(quan)性(xing)(xing)和(he)(he)(he)有效(xiao)性(xing)(xing)，包(bao)括植入(ru)(ru)物(wu)替代或修復患者(zhe)損(sun)傷(shang)骨組織的匹配性(xing)(xing)、穩定性(xing)(xing)和(he)(he)(he)功(gong)能(neng)(neng)恢復等(deng)(deng)臨(lin)(lin)(lin)床(chuang)預(yu)(yu)期效(xiao)果(guo)。等(deng)(deng)效(xiao)性(xing)(xing)模(mo)型(xing)(xing)(xing)構(gou)建過程中對相關(guan)要素的簡化(hua)應不影響對骨植入(ru)(ru)物(wu)臨(lin)(lin)(lin)床(chuang)使用(yong)安全(quan)性(xing)(xing)和(he)(he)(he)有效(xiao)性(xing)(xing)的評價。
（一）等效性模型的結構特征(zheng)
等(deng)效(xiao)(xiao)性(xing)模(mo)型(xing)的構建應以(yi)(yi)臨(lin)床(chuang)實際需求(qiu)為(wei)基礎，明確等(deng)效(xiao)(xiao)性(xing)模(mo)型(xing)的結構、尺寸、形(xing)貌、固定方式、力學性(xing)能(neng)、運動學性(xing)能(neng)、生物(wu)學性(xing)能(neng)等(deng)特征，并配以(yi)(yi)圖示說(shuo)明。包括但不限于以(yi)(yi)下情況：
1.對骨植入物的功能及適用(yong)性，如替代部位、患者(zhe)特征、使用(yong)情形、預期使用(yong)環境及局限等(deng)進行說明;
2.對骨植(zhi)入物的整體結(jie)構組成(cheng)，如幾何(he)形狀、尺寸、結(jie)構、材(cai)料、組配(pei)情況等細節進行說明；
3.含有多孔(kong)結構(gou)的植入物，對其結構(gou)、形態、孔(kong)隙特征、排列方(fang)式，如孔(kong)隙率(lv)、孔(kong)徑、絲徑、孔(kong)徑分(fen)布、開(kai)/閉(bi)孔(kong)率(lv)，及(ji)過渡(du)結構(gou)變化特征、梯(ti)度結構(gou)變化特征等設計及(ji)其依據進行闡述；
4.對植(zhi)入物與(yu)骨和(he)/或軟(ruan)組織界面連接(jie)固定(ding)方式進行(xing)描(miao)述，包括初始固定(ding)和(he)長期固定(ding)的考慮。
（二）等效性模型的(de)功能評價目標(biao)
建立等(deng)(deng)效性(xing)(xing)模型(xing)在評(ping)價(jia)定制式個性(xing)(xing)化骨(gu)植入(ru)物(wu)產品的(de)性(xing)(xing)能和功(gong)能是否滿足臨(lin)床預(yu)期(qi)(qi)時，應針對(dui)不(bu)同手術部(bu)位和不(bu)同臨(lin)床使(shi)用(yong)預(yu)期(qi)(qi)，明確等(deng)(deng)效性(xing)(xing)模型(xing)的(de)功(gong)能評(ping)價(jia)目標和性(xing)(xing)能參數(shu)，包(bao)括(kuo)但(dan)不(bu)限于(yu)植入(ru)物(wu)的(de)力學性(xing)(xing)能和穩定性(xing)(xing)、植入(ru)物(wu)周圍的(de)骨(gu)重建、重建關節的(de)關節運動特(te)征評(ping)價(jia)等(deng)(deng)。
1.植入物(wu)的力(li)學性能
骨(gu)植(zhi)入(ru)物的力學(xue)性能應(ying)滿足承(cheng)載的要求，如人(ren)工椎體、髖關節背襯、下(xia)頜(he)骨(gu)替代植(zhi)入(ru)物和填充塊的靜態力學(xue)強(qiang)(qiang)度(du)(du)應(ying)當(dang)滿足臨(lin)床應(ying)用(yong)標準(zhun)，應(ying)對最(zui)大力學(xue)承(cheng)載或極值條件下(xia)的力學(xue)強(qiang)(qiang)度(du)(du)進(jin)行研(yan)究評(ping)價，避免斷裂失效風險。骨(gu)植(zhi)入(ru)物的長期力學(xue)性能應(ying)滿足疲(pi)勞(lao)壽(shou)命的要求，應(ying)對疲(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)進(jin)行研(yan)究評(ping)價。
2.植入物的穩定性
植入(ru)(ru)物設計應(ying)(ying)評價植入(ru)(ru)后的(de)初(chu)期(qi)(qi)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性、遠期(qi)(qi)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性和初(chu)期(qi)(qi)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性對(dui)遠期(qi)(qi)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性的(de)影(ying)響，評價骨植入(ru)(ru)物的(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性應(ying)(ying)結合(he)骨和/或(huo)軟(ruan)組織生理(li)系統的(de)力學環境。
骨(gu)植(zhi)入(ru)物(wu)的(de)(de)初期穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性評(ping)價應針對植(zhi)入(ru)物(wu)與骨(gu)結合(he)部(bu)位的(de)(de)固定(ding)(ding)(ding)關(guan)系(xi)和固定(ding)(ding)(ding)方式(shi)等(deng)情況，分析植(zhi)入(ru)物(wu)承載情況下(xia)其短期固定(ding)(ding)(ding)位置變化，評(ping)估固定(ding)(ding)(ding)關(guan)系(xi)和固定(ding)(ding)(ding)方式(shi)所對應的(de)(de)植(zhi)入(ru)物(wu)與支撐骨(gu)的(de)(de)相對位置變化情況，評(ping)估植(zhi)入(ru)物(wu)力學設(she)計缺陷(xian)導致的(de)(de)固定(ding)(ding)(ding)失(shi)穩(wen)風險。
骨(gu)植入(ru)(ru)物的遠期穩定性(xing)評(ping)價(jia)，針(zhen)對不(bu)同固定界(jie)面類型（如骨(gu)水泥、表面涂層、骨(gu)長入(ru)(ru)多(duo)孔），評(ping)估植入(ru)(ru)物的下(xia)沉松(song)動風險。針(zhen)對骨(gu)植入(ru)(ru)物的多(duo)孔結(jie)構(gou)設(she)計(ji)，評(ping)價(jia)其內部孔徑、多(duo)孔結(jie)構(gou)等設(she)計(ji)參數對后期骨(gu)長入(ru)(ru)性(xing)能(neng)的影響。
骨植(zhi)入(ru)物的遠期(qi)(qi)穩定(ding)性(xing)與初期(qi)(qi)穩定(ding)性(xing)密不可分(fen)，評估骨植(zhi)入(ru)物的初期(qi)(qi)穩定(ding)性(xing)對遠期(qi)(qi)穩定(ding)性(xing)的影響，應考慮短期(qi)(qi)植(zhi)入(ru)物位置的變化與遠期(qi)(qi)下沉松動(dong)風險的相關性(xing)，考慮短期(qi)(qi)植(zhi)入(ru)物多孔結構與骨結合面的相對微位移范(fan)圍與骨長入(ru)的相關性(xing)。
3.骨重建
在骨(gu)(gu)和/或軟組織生理系統的(de)生物(wu)(wu)(wu)力學環(huan)境下，骨(gu)(gu)植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)的(de)服役性(xing)能(neng)評價應考(kao)慮該植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)的(de)植(zhi)入(ru)(ru)對周圍宿主骨(gu)(gu)的(de)遠(yuan)期(qi)(qi)重(zhong)(zhong)建(jian)(jian)功能(neng)的(de)影響。結合(he)植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)周圍宿主骨(gu)(gu)的(de)骨(gu)(gu)質條件等(deng)要(yao)素，評估(gu)植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)的(de)預(yu)期(qi)(qi)骨(gu)(gu)重(zhong)(zhong)建(jian)(jian)性(xing)能(neng)。如多(duo)孔(kong)結構植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)設計要(yao)考(kao)慮骨(gu)(gu)長入(ru)(ru)性(xing)能(neng)和其對宿主骨(gu)(gu)自身(shen)重(zhong)(zhong)建(jian)(jian)的(de)影響，評估(gu)骨(gu)(gu)重(zhong)(zhong)建(jian)(jian)是否可滿足植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)(wu)的(de)遠(yuan)期(qi)(qi)穩定性(xing)需求。
4.關節運動與磨損
針對骨植入物中的關節重(zhong)建情況，應對患者的關節運動功能(neng)恢復(fu)、運動范圍和關節承(cheng)載面(mian)(mian)的滑動及磨損性(xing)能(neng)等方(fang)面(mian)(mian)的滿足性(xing)進行評價。
（三）模(mo)型構建的(de)方法和要求
模型構建(jian)應(ying)明確(que)各要(yao)素獲取(qu)要(yao)求以及(ji)確(que)定的依據，并對(dui)產(chan)(chan)品(pin)(pin)風(feng)險(xian)進行(xing)識(shi)(shi)別(bie)。對(dui)相(xiang)關材(cai)(cai)料在人體中使用歷史、已上(shang)市同類/前代產(chan)(chan)品(pin)(pin)數據（包括與相(xiang)關產(chan)(chan)品(pin)(pin)在材(cai)(cai)料、結構、性(xing)能(neng)等方(fang)面對(dui)比，相(xiang)關產(chan)(chan)品(pin)(pin)臨床(chuang)應(ying)用數據、發生的不(bu)良事件信息等）進行(xing)充分的識(shi)(shi)別(bie)、輸入和應(ying)用。
等效(xiao)性(xing)模型(xing)的(de)構建需要(yao)滿(man)足功能等效(xiao)的(de)目的(de)，以植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物數(shu)(shu)值模型(xing)構建為例，應(ying)從結(jie)構尺寸(cun)(cun)、材料屬性(xing)、固定(ding)方式(shi)和力(li)(li)學(xue)(xue)環(huan)(huan)(huan)境等方面(mian)實現與植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物臨床(chuang)應(ying)用(yong)的(de)等效(xiao)，包(bao)括：1.幾(ji)何結(jie)構特征、尺寸(cun)(cun)滿(man)足臨床(chuang)使(shi)(shi)用(yong)要(yao)求；2.材料屬性(xing)賦值應(ying)包(bao)括模量、各向異性(xing)、梯度變化等；3.固定(ding)方式(shi)包(bao)括固定(ding)位置、方式(shi)應(ying)符合臨床(chuang)使(shi)(shi)用(yong)情(qing)形；4.力(li)(li)學(xue)(xue)環(huan)(huan)(huan)境包(bao)括所(suo)設定(ding)的(de)力(li)(li)學(xue)(xue)、運動學(xue)(xue)加載條件應(ying)符合臨床(chuang)使(shi)(shi)用(yong)情(qing)形。各項參數(shu)(shu)可根(gen)據實際(ji)需求進行選擇(ze)，論述等效(xiao)性(xing)模型(xing)在結(jie)構、材料、固定(ding)方式(shi)、力(li)(li)學(xue)(xue)環(huan)(huan)(huan)境等方面(mian)與植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物及(ji)人(ren)體環(huan)(huan)(huan)境的(de)本構關系，并(bing)闡(chan)明(ming)選擇(ze)依據。
等(deng)(deng)效性(xing)模(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)構(gou)建可采用(yong)物理(li)試驗、數值(zhi)模(mo)(mo)擬分析(xi)、大(da)數據(ju)分析(xi)、臨床使用(yong)數據(ju)等(deng)(deng)，等(deng)(deng)效性(xing)模(mo)(mo)型(xing)(xing)構(gou)建的(de)(de)方(fang)法(fa)應規范，滿足(zu)可重復性(xing)要求。為明(ming)確等(deng)(deng)效性(xing)模(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)一致(zhi)性(xing)和合(he)理(li)性(xing)，試驗和數值(zhi)模(mo)(mo)擬分析(xi)方(fang)法(fa)應結合(he)使用(yong)，通過(guo)相(xiang)關結果的(de)(de)對比驗證構(gou)建方(fang)法(fa)的(de)(de)合(he)理(li)性(xing)。注冊(ce)申請人或備案(an)人需提供完(wan)整的(de)(de)研(yan)究(jiu)資料，詳(xiang)細(xi)說明(ming)模(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)可靠性(xing)、合(he)理(li)性(xing)和針對性(xing)。
注冊(ce)申(shen)請人或備(bei)案人應從等效性(xing)模型幾何模型、材料屬性(xing)、加載條件(jian)等方面對模型的(de)正常、極端(duan)情(qing)況進行明確界定(ding)，說明骨植入(ru)(ru)物(wu)性(xing)能(neng)、功能(neng)評價的(de)前提條件(jian)。注冊(ce)申(shen)請人或備(bei)案人應根據相關產品臨床使用(yong)(yong)和(he)骨植入(ru)(ru)物(wu)的(de)應用(yong)(yong)風險(xian)，明確骨植入(ru)(ru)物(wu)在(zai)極端(duan)情(qing)況下的(de)運動、力學強度等性(xing)能(neng)。
1.幾何模型構建
幾(ji)(ji)何(he)(he)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)是(shi)等效性模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)基礎，幾(ji)(ji)何(he)(he)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)構(gou)(gou)(gou)建(jian)(jian)(jian)應(ying)包(bao)含植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物(wu)、固(gu)定(ding)系統及產(chan)生影響的(de)全部組(zu)織結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)和力(li)學環(huan)境等要(yao)(yao)素，注(zhu)冊申請人或備案人應(ying)對(dui)(dui)幾(ji)(ji)何(he)(he)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)獲取過程及模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)、主要(yao)(yao)特征(zheng)、幾(ji)(ji)何(he)(he)尺(chi)寸(cun)進行(xing)描述。所構(gou)(gou)(gou)建(jian)(jian)(jian)幾(ji)(ji)何(he)(he)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)與臨床(chuang)預(yu)期(qi)使用情況須在(zai)形(xing)態上相符，尺(chi)寸(cun)精度上滿足要(yao)(yao)求(qiu)、并說明合理性（例如不(bu)超過±5%的(de)誤差(cha)范(fan)圍）。構(gou)(gou)(gou)建(jian)(jian)(jian)的(de)幾(ji)(ji)何(he)(he)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)盡(jin)可能(neng)的(de)完整、準確、有代表性，與臨床(chuang)應(ying)用條件相一致，以保證構(gou)(gou)(gou)建(jian)(jian)(jian)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)等效性。如針(zhen)對(dui)(dui)人工(gong)椎體(ti)構(gou)(gou)(gou)建(jian)(jian)(jian)等效性模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)時考慮相鄰宿(su)主椎段、固(gu)定(ding)和韌帶肌肉組(zu)織結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)；骨植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物(wu)替(ti)換區域包(bao)括(kuo)關節(jie)時，幾(ji)(ji)何(he)(he)模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)還(huan)應(ying)考慮將關節(jie)所有相關體(ti)節(jie)的(de)幾(ji)(ji)何(he)(he)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)考慮在(zai)內，當針(zhen)對(dui)(dui)大段II區盆骨修(xiu)復的(de)個性化(hua)植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物(wu)構(gou)(gou)(gou)建(jian)(jian)(jian)等效性模(mo)(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)，應(ying)考慮股骨與人工(gong)髖關節(jie)的(de)重建(jian)(jian)(jian)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)。
針(zhen)對數值模型(xing)構(gou)建中(zhong)常面(mian)臨的(de)(de)幾何特征簡化，非功(gong)能設計的(de)(de)結構(gou)小特征可以(yi)考慮(lv)簡化，如便(bian)于加工的(de)(de)小倒圓或小倒邊特征；與功(gong)能評價不相關的(de)(de)模型(xing)細(xi)節可以(yi)考慮(lv)簡化，如一些(xie)情況(kuang)下的(de)(de)螺釘(ding)螺紋；所有模型(xing)的(de)(de)簡化需對其合理性進(jin)行(xing)評價說明。
針對數值模型(xing)(xing)和物(wu)理模型(xing)(xing)構建(jian)中面臨(lin)的(de)組件簡化(hua)，在不影響(xiang)骨植入物(wu)功能評價的(de)前(qian)提(ti)下可以考慮(lv)簡化(hua)模型(xing)(xing)，降低等(deng)效(xiao)性(xing)(xing)(xing)模型(xing)(xing)的(de)復雜(za)性(xing)(xing)(xing)，如在評價關節周(zhou)圍填(tian)充塊(kuai)或單個關節翻修部件的(de)力學性(xing)(xing)(xing)能時可考慮(lv)簡化(hua)關節接觸承載、部件配合等(deng)情況，所有模型(xing)(xing)的(de)簡化(hua)需對其(qi)合理性(xing)(xing)(xing)進行評價說明。
等(deng)效模型(xing)中包(bao)含(han)的(de)(de)骨植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)具有多(duo)(duo)孔(kong)(kong)結(jie)(jie)構(gou)，注冊申請人(ren)或備案人(ren)應在構(gou)建等(deng)效性數值(zhi)模型(xing)時對多(duo)(duo)孔(kong)(kong)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)簡(jian)化(hua)(hua)等(deng)效進行說明，并論述可以簡(jian)化(hua)(hua)情形(xing)的(de)(de)合(he)理性。對于(yu)植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)孔(kong)(kong)徑梯(ti)度變化(hua)(hua)或隨機(ji)排(pai)布的(de)(de)情況，應明確多(duo)(duo)孔(kong)(kong)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)簡(jian)化(hua)(hua)等(deng)效對不能精確實現材料屬性賦值(zhi)的(de)(de)影響程度，對多(duo)(duo)孔(kong)(kong)結(jie)(jie)構(gou)簡(jian)化(hua)(hua)等(deng)效的(de)(de)依(yi)據進行充分論證和說明。對于(yu)植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)表層占比非(fei)常小的(de)(de)骨整合(he)界(jie)面的(de)(de)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)結(jie)(jie)構(gou)設計，在其對植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)(wu)整體(ti)的(de)(de)力學性能無影響的(de)(de)情況下可以考慮簡(jian)化(hua)(hua)。
2.網格模型
針(zhen)對數值模(mo)(mo)型(xing)，如有限元(yuan)模(mo)(mo)型(xing)，幾何模(mo)(mo)型(xing)還需轉換為網(wang)格(ge)模(mo)(mo)型(xing)，注冊申(shen)請(qing)人(ren)或(huo)備案人(ren)應對網(wang)格(ge)劃分的方法(fa)、單(dan)元(yuan)尺寸(cun)及分布變化、單(dan)元(yuan)類型(xing)、網(wang)格(ge)數量等情況(kuang)進行說明。注冊申(shen)請(qing)人(ren)或(huo)備案人(ren)應對模(mo)(mo)型(xing)網(wang)格(ge)劃分的合理(li)性(xing)進行網(wang)格(ge)質量評估，滿(man)足敏感性(xing)要(yao)求(qiu)，差異閾值定為5%以(yi)內(nei)。
有限元網格模(mo)型可優先(xian)考慮具有高計算精度(du)的六面(mian)體(ti)網格，其(qi)次考慮四(si)面(mian)體(ti)網格。對于(yu)形(xing)狀不規則、變形(xing)和應力分布復雜(za)以及計算精度(du)要(yao)求高的區域考慮選用(yong)高階單元。
針對(dui)存在局(ju)部(bu)(bu)網格(ge)細(xi)(xi)化(hua)的情況，需指(zhi)出(chu)其具體位置和(he)局(ju)部(bu)(bu)網格(ge)尺寸(cun)。建議對(dui)關注區域(yu)的網格(ge)進行細(xi)(xi)化(hua)，同時確保單(dan)元尺寸(cun)平緩過渡，避(bi)免(mian)因(yin)相鄰單(dan)元的質(zhi)量和(he)剛度差(cha)異造成錯誤的應(ying)力(li)集中。一(yi)般(ban)對(dui)重要評估區域(yu)的細(xi)(xi)小特征、孔結構、接觸面等應(ying)對(dui)網格(ge)尺寸(cun)做(zuo)細(xi)(xi)化(hua)處理。
3.等效(xiao)性(xing)模型(xing)材料及其屬(shu)性(xing)
等效(xiao)性模型(xing)的材(cai)(cai)料(liao)(liao)屬(shu)性是評價(jia)骨(gu)植入(ru)物(wu)功能(neng)的重要基(ji)礎，材(cai)(cai)料(liao)(liao)屬(shu)性賦值(zhi)的合理性是影響等效(xiao)性模型(xing)準(zhun)確性的關鍵因素，因此在等效(xiao)模型(xing)構建的這一環節應闡(chan)明材(cai)(cai)料(liao)(liao)性能(neng)的獲取方法及依據。
注冊申請人(ren)或備(bei)案人(ren)應對等(deng)效性模型中的骨組織、植入物(wu)（包括(kuo)涂層(ceng)）、骨水泥、螺釘(ding)部件、韌帶、肌肉的材料(liao)屬性進行明確(que)，描(miao)述材料(liao)屬性的獲取來(lai)源、方式(shi)和過(guo)程。
注冊申請(qing)人或備案人應對(dui)(dui)材料(liao)的(de)(de)線(xian)性(xing)(xing)(xing)或非線(xian)性(xing)(xing)(xing)屬性(xing)(xing)(xing)進(jin)行(xing)圖表說(shuo)明，提供完整的(de)(de)材料(liao)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)曲線(xian)，明確材料(liao)的(de)(de)本(ben)構關系。還應對(dui)(dui)材料(liao)的(de)(de)各(ge)向同性(xing)(xing)(xing)或各(ge)向異(yi)(yi)性(xing)(xing)(xing)屬性(xing)(xing)(xing)進(jin)行(xing)明確，當存在各(ge)向異(yi)(yi)性(xing)(xing)(xing)材料(liao)屬性(xing)(xing)(xing)時，說(shuo)明材料(liao)屬性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)來源(yuan)、測(ce)定(ding)過程等情況。
人(ren)體骨骼(ge)各(ge)部位(wei)因受(shou)力(li)環(huan)境和(he)功能(neng)的(de)不同，材(cai)料(liao)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)差異(yi)性(xing)較(jiao)大(da)，因此構建的(de)等(deng)效性(xing)模(mo)型(xing)應注意闡(chan)(chan)明材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)獲取方法及依(yi)據。數值模(mo)型(xing)賦(fu)值時(shi)，骨結構模(mo)型(xing)劃分為(wei)皮質(zhi)骨和(he)松質(zhi)骨，可(ke)分別(bie)對(dui)其賦(fu)予均一的(de)材(cai)料(liao)屬性(xing)，或根(gen)據CT圖像中灰度值與材(cai)料(liao)彈性(xing)模(mo)量(liang)的(de)數學(xue)關系采用(yong)各(ge)向異(yi)性(xing)材(cai)料(liao)屬性(xing)。可(ke)根(gen)據實(shi)際需求(qiu)進行選(xuan)(xuan)擇(ze)，并闡(chan)(chan)明選(xuan)(xuan)擇(ze)符合等(deng)效的(de)依(yi)據。
利(li)用(yong)增材制(zhi)造技術制(zhi)備的多(duo)(duo)孔結構植入物，具有復雜的多(duo)(duo)孔單元(yuan)結構，其等效(xiao)的材料力學(xue)性(xing)(xing)能取決于材料、工藝(yi)、單元(yuan)結構形貌等諸多(duo)(duo)要素，獲取此類產品局部(bu)材料力學(xue)性(xing)(xing)能時應注意采用(yong)科學(xue)的評價體系和(he)可(ke)重復性(xing)(xing)的評價方法。對(dui)不同多(duo)(duo)孔結構設計的植入物獲取相應的材料參數，并明確獲取方法及依據。
4.固定約束
注冊申(shen)請(qing)人或備案(an)人應(ying)對植(zhi)入(ru)物的固定位置、方式進行描(miao)述(shu)，明確(que)骨和(he)/或軟(ruan)組織與植(zhi)入(ru)物、植(zhi)入(ru)物部件之間界面的實際約束條件，模型的固定約束應(ying)符合(he)骨植(zhi)入(ru)物體內的運動功能和(he)力學性能要求。
針(zhen)對數值模擬，還(huan)應對模型(xing)中組件間的接(jie)觸(chu)設置、界面摩擦系數、綁定(ding)設置進(jin)行說明(ming)，模型(xing)應根(gen)據螺釘固(gu)定(ding)和生物固(gu)定(ding)等情形(xing)明(ming)確各(ge)部(bu)分直接(jie)的約(yue)束關(guan)系及其合(he)理性。
根據骨植入物的(de)臨床預期使(shi)用情況，數(shu)值模(mo)型和物理試驗都應對(dui)骨與(yu)植入物連接部分的(de)不同骨質進(jin)行區分，對(dui)其差(cha)異的(de)影響和結合部位(wei)的(de)貼合程度(du)進(jin)行闡(chan)述，對(dui)固(gu)定(ding)約束中的(de)極端情況進(jin)行描(miao)述。
針對(dui)物理試驗(yan)，除了明確植入物、骨、軟組織的(de)固定約束情況(kuang)，還應對(dui)具體實驗(yan)方法中測量儀器固定位置和方式(shi)等進行說明。
具有對(dui)(dui)稱(cheng)性結構的(de)等效性模型(xing)，可考慮施加合理的(de)對(dui)(dui)稱(cheng)性約束(shu)條(tiao)件簡化模型(xing)。
5.加載條件
等效的力(li)(li)學(xue)和運(yun)動學(xue)加載(zai)條件(jian)應(ying)盡可能模(mo)擬植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)物(wu)在植(zhi)(zhi)入(ru)(ru)體(ti)內后所處的真實力(li)(li)學(xue)環境，注冊(ce)申請(qing)人(ren)或備案(an)人(ren)應(ying)對模(mo)型加載(zai)的力(li)(li)學(xue)和運(yun)動學(xue)條件(jian)的獲取或選用依據及其合理性進行說明。
等效性(xing)模型的(de)加(jia)載(zai)條件應(ying)與臨床預(yu)期使用情況(kuang)相符，優先選取典型生(sheng)(sheng)理(li)(li)(li)活動(dong)下(xia)(xia)植(zhi)入物(wu)(wu)的(de)力學和運(yun)動(dong)學加(jia)載(zai)條件，注(zhu)冊(ce)申請人(ren)(ren)或(huo)備案人(ren)(ren)應(ying)對(dui)加(jia)載(zai)條件的(de)大小(xiao)、方向、加(jia)載(zai)位置和加(jia)載(zai)方式進行(xing)描述(shu)。典型的(de)生(sheng)(sheng)理(li)(li)(li)活動(dong)例如(ru)站(zhan)立、步行(xing)、上下(xia)(xia)樓梯、下(xia)(xia)蹲、坐起(qi)、擺臂、下(xia)(xia)頜咀嚼(jiao)、軀體前(qian)屈/后伸等。同(tong)(tong)時，注(zhu)冊(ce)申請人(ren)(ren)或(huo)備案人(ren)(ren)應(ying)當考慮不同(tong)(tong)生(sheng)(sheng)理(li)(li)(li)活動(dong)下(xia)(xia)的(de)體內力學環境差異或(huo)者最(zui)差情況(kuang)，綜合考慮日(ri)常主要(yao)生(sheng)(sheng)理(li)(li)(li)活動(dong)下(xia)(xia)不同(tong)(tong)加(jia)載(zai)條件，進行(xing)植(zhi)入物(wu)(wu)評價。
若骨植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)的(de)(de)功能評價有相關測(ce)試標準，等效性模(mo)型的(de)(de)加載條件可參考(kao)其標準。若無，可考(kao)慮與骨植(zhi)入(ru)(ru)物(wu)使用患者(zhe)和生理(li)活(huo)動條件相符(fu)合的(de)(de)力學載荷進行評價。
等效(xiao)(xiao)性(xing)模型的加(jia)載條件應(ying)根據生理活動中骨植入物的工作(zuo)狀態(tai)分別進行靜(jing)態(tai)、動態(tai)數值模擬(ni)分析(xi)和物理試(shi)驗，明確核(he)心關(guan)注區域、危險部位的安全性(xing)、有效(xiao)(xiao)性(xing)和穩定性(xing)。
6.輸出結果
根據等效(xiao)性模型建立的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)，輸出相應的(de)(de)(de)評價(jia)參(can)數進行分(fen)析，并需指出被(bei)選(xuan)取的(de)(de)(de)評價(jia)參(can)數與(yu)(yu)評價(jia)指標之(zhi)間的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)。評價(jia)參(can)數可能(neng)包(bao)(bao)括(kuo)最(zui)大主應力、范式等效(xiao)應力（Von Mises Stress）、變形(xing)、疲(pi)勞強度(du)(du)、螺(luo)釘(ding)與(yu)(yu)骨組織間的(de)(de)(de)固定失效(xiao)情(qing)況、微位移、骨密度(du)(du)分(fen)布等與(yu)(yu)植入(ru)(ru)物長期與(yu)(yu)短(duan)期的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)關(guan)系(xi)等，評價(jia)參(can)數的(de)(de)(de)選(xuan)取應以(yi)能(neng)夠(gou)反(fan)映植入(ru)(ru)物強度(du)(du)和植入(ru)(ru)后服役性能(neng)及安(an)全(quan)性為(wei)目的(de)(de)(de)。注冊申請(qing)人(ren)或備案(an)人(ren)應通過(guo)圖(tu)表等形(xing)式對模型的(de)(de)(de)輸出過(guo)程進行呈現，并對結果(guo)的(de)(de)(de)進行文字描述、解釋和分(fen)析總結。如通過(guo)云圖(tu)的(de)(de)(de)方式呈現的(de)(de)(de)輸出結果(guo)，需包(bao)(bao)含圖(tu)例、最(zui)大值及其位置。
7.其他要求
等效性模(mo)(mo)型(xing)應明(ming)確(que)構(gou)建方法的局限(xian)性，對(dui)構(gou)建過程中(zhong)的重(zhong)要假(jia)設進行聲明(ming)，明(ming)確(que)假(jia)設條件對(dui)結果(guo)的影(ying)響，說(shuo)明(ming)等效性模(mo)(mo)型(xing)的適用范圍。如等效性模(mo)(mo)型(xing)中(zhong)韌帶、肌肉(rou)結構(gou)的簡(jian)化等。
等效性(xing)模型構建過程(cheng)中(zhong)所有幾(ji)何、材料屬性(xing)、加載條件和結果呈現等涉及(ji)的單位制應相一致或相對應。
相關性能指標接受標準(zhun)應考慮等效(xiao)性模型設計的成熟度和臨(lin)床需求(qiu)，合理設定接受標準(zhun)。
等效(xiao)性(xing)(xing)模型的(de)(de)(de)驗(yan)證(zheng)(zheng)包(bao)括(kuo)兩個階段：構建(jian)(jian)方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)驗(yan)證(zheng)(zheng)和(he)(he)模型輸出的(de)(de)(de)驗(yan)證(zheng)(zheng)。構建(jian)(jian)等效(xiao)性(xing)(xing)模型的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法須經過驗(yan)證(zheng)(zheng)和(he)(he)確認(ren)，注(zhu)冊(ce)申請人(ren)或(huo)備案人(ren)需提供相關方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)論述(shu)資料，對(dui)方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)可靠性(xing)(xing)、合(he)理(li)性(xing)(xing)和(he)(he)針對(dui)性(xing)(xing)進(jin)行解釋說明(ming)。
1.注(zhu)冊(ce)申請人或備案人應對(dui)整體生物(wu)系(xi)統的(de)(de)等效性模型(xing)中(zhong)骨(gu)植入物(wu)、骨(gu)和固(gu)定(ding)物(wu)幾何(he)形(xing)貌的(de)(de)輸(shu)入誤差進行論(lun)證說明(ming)，并對(dui)結構特征簡化方法的(de)(de)合理性和可靠(kao)性進行驗(yan)證和確認，還應對(dui)材料(liao)屬性、固(gu)定(ding)約束和加載條件的(de)(de)合理性和可靠(kao)性進行論(lun)證說明(ming)。如物(wu)理模型(xing)中(zhong)的(de)(de)新鮮(xian)尸(shi)體骨(gu)、動(dong)物(wu)骨(gu)或人工(gong)骨(gu)材料(liao)，材料(liao)的(de)(de)選(xuan)取需闡述其(qi)合理性。
2.模型中的(de)(de)輸(shu)入參數需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)敏(min)感性(xing)分析，明確(que)輸(shu)入參數對模型結果的(de)(de)影響。如對試驗的(de)(de)加載(zai)時間、頻率和計算機有(you)限元模型中的(de)(de)網格尺寸大小、單元類型的(de)(de)進(jin)行(xing)合理性(xing)說(shuo)明。
3.注冊(ce)申請人或備案人應(ying)對模(mo)型等效(xiao)(xiao)性的評判標準和可接受(shou)程度進行說(shuo)明，并明確(que)等效(xiao)(xiao)性模(mo)型與臨(lin)床預期使(shi)用情況的差異程度。
等效性(xing)(xing)模(mo)型輸出(chu)的驗(yan)(yan)證可從(cong)物(wu)理試驗(yan)(yan)、臨床數(shu)據、數(shu)值(zhi)仿真(zhen)分析、文獻報道等幾個方(fang)面入手，或者結合使用、參(can)考相應(ying)標準，對等效性(xing)(xing)模(mo)型評價能力進行(xing)驗(yan)(yan)證，包括但不限于(yu)以下情況。
（1）結合物理試驗和(he)數值模(mo)型(xing)，針對同等(deng)輸(shu)入參數在同等(deng)安裝固(gu)定(ding)和(he)力學承(cheng)載條件下(xia)對比驗證等(deng)效性模(mo)型(xing)輸(shu)出的可靠性；
（2）針(zhen)對已有臨床數據的同類(lei)已上(shang)市產品(pin)，構(gou)建(jian)其等效(xiao)(xiao)性模(mo)型(xing)論證等效(xiao)(xiao)性模(mo)型(xing)輸(shu)出(chu)的合理性；
（3）物理試驗或數值(zhi)模型(xing)的輸(shu)出結果，符合類似情(qing)況文(wen)獻報道的參考范圍。
（五(wu)）等效性模型(xing)的定期回(hui)顧和持續改進
應對(dui)通過等效(xiao)性(xing)模(mo)型評價(jia)產品(pin)(pin)，收(shou)集其上市(shi)后(hou)臨床(chuang)應用數據(ju)和同類產品(pin)(pin)研(yan)究(jiu)數據(ju)，并將經(jing)臨床(chuang)應用驗證的(de)模(mo)型等效(xiao)性(xing)數據(ju)、出現的(de)因模(mo)型構建覆蓋(gai)不(bu)(bu)足造成的(de)不(bu)(bu)良事件和其它可用于模(mo)型改(gai)進完善(shan)的(de)臨床(chuang)應用數據(ju)，用于對(dui)構建等效(xiao)性(xing)模(mo)型的(de)評價(jia)、改(gai)進和持(chi)續完善(shan)。
1．《醫療器械監督管理(li)條例》（中(zhong)華人民共和國(guo)國(guo)務院令(ling)第680號）
2．《醫療(liao)器械注冊管理辦法》（國家(jia)食品藥品監(jian)督管理總局令第4號(hao)）
3.YY/T 0316-2016 《醫療器械風險管理對(dui)醫療器械的(de)應(ying)用》
4．《關于公布醫療器械注冊申報(bao)資料(liao)要(yao)求和(he)批準(zhun)證明文件格式(shi)的公告》（國(guo)家食品藥(yao)品監督管(guan)理總局2014年第43號(hao)）
四、編寫單位
本指導原則由國家藥品監(jian)督管理局醫療器械技術審評中心編(bian)寫并負責解釋。
download: 定制式個性化骨植入物等效性模型注冊技術審查指導原則（2020年第48號）.doc
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