医用材料安全性的生物学评价

医用材料安全性的生物学评价，是指采用生物学的方法检测材料对受体的毒副作用，从而预测该材料在医学实际应用中的安全性。它包括对局部组织、血液和整体的反应，及对受体的遗传效应。不论金属材料、碳素材料、陶瓷材料或合成与改性天然高分子材料，与机体接触一定时间后，都可能引起一时性不同程度的反应；有的反应很轻，能被受体和人体所接受，又无远期毒副作用，故不影响其安全性。
医用材料安全性的生物学评价，经历了一个从无到有，并逐步走向规范化与标准化的过程。美国材料试验协会(American Society for Testing Materials,ASTM)于1962年建立了专门从事医用材料标准化研究的机构ASTMF-4委员会，曾先后颁布了多种医用金属和非金属材料的标准。但在七十年代之前，仅对材料的理化性能有明确规定；直至1978年才提出了“外科植入性的金属材料对组织反应的检测规定”(F469-78)等。国际标准化组织于1972年专设主持生物材料标准化工作的分机构 (ISO/TC-150等)，在1978和1984年分别公布了 “丙烯酸类骨粘合剂医用级标准”(TR5833 1-79E)和 “口腔材料的生物学评价”〔TR7405(E)〕。日、英、澳、法、联邦德国等也都有医用材料的国家标准，对医用材料的生物学评价开始进入了标准化阶段。
决定一种医用材料安全性的因素是十分复杂的。一方面，材料本身的化学组成、物化与生物学特性及其表面性质是决定因素；另一方面，与使用部位、条件和各种使用要求紧密相关。评价项目、方法学的选择及实验结果的判断标准，是能否准确预测被检材料安全性的极其重要条件。为做好医用材料的生物学评价，必须适当解决医用材料的分类及其生物学检测项目，各类医用材料的检测程序，检测方法学的选择及其结果的判断标准，样品规定和临床验证。
医用材料的分类及其生物学检测项目 目前各国对医用材料的分类方法不尽一致，多数是根据使用要求作为分类基础，有的按材料组成和物化特性来分类，有的以材料的最终使用品的使用条件和材料的特性不同来确定材料及其制品的分类。各类材料的检测项目大多是紧密围绕使用安全要求来确定的。
医用材料生物学检测程序 对医用材料生物学检测程序，一些国家各有规定，其共同点均采用分段淘汰方法，并规定在开始生物学试验前必须对被检品作必要或全面的理化分析，证明各项至少是关键指标达到规定要求时才准予投入生物学试验。由于目前对体外和动物体内试验结果与人群实际应用结果的相关性了解不多，或多数缺乏规律性认识，加上长期植入使用的合成材料能否致癌，需经数年甚至更长时间后才有可能得出结论，因此应把临床应用的长期观察列入生物学安全评价的后一个阶段，同时还应高度重视临床应用远期的流行病学研究。医用材料生物学评价的方法学及其结果判断标准 已被各国药典ISO、ASTM等有关标准中收入的方法约有40多种。总的可归纳为体外、半体内和体内试验三个方面，其容易影响生物学评价效果的共性如下：
(1) 样品的质量和代表性。任何一种材料或制品的生物学评价标准或试验设计都是根据该被检品的化学组成、表面性质、生产工艺、保存条件和使用要求等方面来制订的。如果生产者变动原料，或生产环境的卫生不能保证而带进有害杂质，或工艺更动，均可能引起产品某些性质的改变，使送检品失去代表性。因此，在生产医用材料时必须有符合要求的生产环境，例如植入型抗凝血材料要求在100级的卫生条件下生产，一般体内用的医用材料要求生产环境符合10,000级要求。此外，还要有严格的生产管理。即使如此，仍要求对送检样品事先经过本体和它的水浸液的理化分析和样品表面性质的显微镜检查，后者包括清洁状况、粗糙程度、以及疏水或亲水、带正电荷或负电荷等性质，有的还要求做电镜扫描，说明样品表面微观是均一相或非均一相等等。送检者对样品所用原料(单体、添加剂等)、制造方法和合成工艺、样品纯化时所用溶剂等要附加说明，生物实验者应据此考虑和确定自己的实验设计。
(2) 生物试验工作本身对方法和实验动物的选择及操作技术等均对试验结果有影响，而且不少方法，如致突变、致畸、致癌和血液相容性等试验，目前还没有法定的规范和标准，因此，在试验设计上要考虑严格保证质量，并有科学的统计分析，确使实验结果经得起反复的核验。此外，在试验报告中要注明所用动物种属 (或血液来源，细胞株系)、试验条件和操作方法等，如有可能，也说明体外体内试验与人群之间的相关性等。
(3) 试验结果的判断标准。目前国内外在医用材料生物学评价方面，多数尚无绝对标准，而是靠相对比较来提出实验报告。ASTM F469-78规定以医用级镍-铬-钛合金(Ni-Cr-Ti alloy)为参比对照，经统计学处理，样品反应程度与对照品比较无显著性差异即出实验报告。国内系采用医用级硅橡胶试条为参比品。其它如Ames等试验尚无空白或已知阴性材料为参比对照组作相对判断标准。
医用材料及其制品安全性的生物学评价，目前已成为医用材料学的一个重要组成部分，并逐步发展成为毒理学的一个新型分支——材料毒理学。今后，将会有更多的规律性认识和新理论出现，从而为定向设计新型医用材料奠定科学基础； 也有可能使复杂的生物学评价试验用简单的定量的物理化学检查来取代或部分取代。同时生物学试验方法学本身也可能出现更多的有效、可靠、简便和经济的体内、外试验方法。