对再生型疝修补补片动物试验设计的考量
日期:2025-08-18
来源:华腾生物

 

疝修补补片在我国作为第三类医疗器械进行管理。本文论述了对再生型疝补片再生功效评价相关的动物试验的初步考量。对于采用新材料、新设计的疝补片,需根据补片特性及试验目的开展更深入的动物试验研究,如选择多个种属的实验用动物、结合材料降解特性设置随访时间、选择相应的统计学方法等。

一、动物种类及模型建立

 

一般选用与人体在腹壁解剖结构、疝缺损程度等方面相似的成年大型动物(如小型猪、比格犬等)进行动物试验研究。对于由未在境内外市售再生型疝补片中使用过的新材料制备的器械,建议先选择某种成年小型动物(如大鼠等)进行可行性动物试验研究。

模型建立:实验用动物常规麻醉后,褪去腹部毛发,取腹部正中切口,根据动物体型大小,一般可以取5~20 cm长切口,游离双侧皮下,于双侧腹直肌外侧制造腹壁缺损,大型动物一般可做3 cm×3 cm(或5 cm×5 cm)缺损,小型动物可做1.5 cm×1.5 cm(或2 cm×2 cm)缺损,切除腹外斜肌、腹内斜肌,保留腹横肌,腹壁缺损模型建立完成,术后3个月进行修补。

动物试验中使用的补片尺寸建议至少超过缺损边缘2~3 cm,如在大型动物中缺损为3 cm×3 cm,则选用补片的尺寸应至少为5 cm×5 cm。动物试验中宜对补片进行固定,并保证补片完全贴合腹壁。一般建议用不可吸收缝线(如聚丙烯缝线)间断缝合固定补片,在低张力状态下覆盖腹壁缺损。

 

二、对照的选择

 

宜选择材质、结构、生产工艺、适用范围等方面最相似的境内已上市软组织再生型疝补片产品作为动物试验的对照器械。在开展新生组织的机械性能研究时,可与自然腹壁进行比较。考虑随机化的设计并予以描述。在预实验中,若动物大小允许,可在腹壁两侧缺损位置分别植入试验组及对照组补片。

三、评价指标的选择

(一)大体观察指标

基本观察指标包括所有动物的活动与进食情况、体重变化。

按照设定的时间点观察疝复发或膨出、修复部位补片重塑及再生组织的面积和厚度、补片修复部位感染、补片降解情况。

其他指标可观察血清肿/血肿、补片移位、皱缩、固定脱落、折叠等情况,并计算发生率。

 

(二)组织病理学评价指标

组织病理学可观察补片植入后的炎症反应、新生胶原排列形态、补片降解吸收等情况,对评价组织重塑及再生非常重要。

HE染色是最常见的组织学检查方法。取材方法:取材范围包括整个植入区及其周围1~2 cm正常腹壁,取材深度包括整个植入区组织连同其覆盖的腹膜,将取材标本沿同一对角线方向切开后取连续组织块依次分别切片后做病理检查。通过HE染色可以观察炎性细胞浸润、成纤维细胞增殖、补片降解、血管生成、新生组织生长等。

Masson染色也是一种常用的方法,一般用两种或三种阴离子染料混合,胶原纤维呈蓝色,肌纤维呈红色,用以显示组织中纤维以及炎性因子。由于对胶原蛋白沉积非常敏感,可以用来反映其量和质的变化,在腹壁结构和功能评价过程中具有一定的价值。

 

(三)生物力学性能

生物力学性能对于评价疝补片的再生修复疗效十分重要。在再生型疝补片植入后,材料与新生组织的结合体共同发挥对缺损组织进行修复的作用,需要在不同的时间点完整取下修复区域疝补片材料与再生组织结合体,进行如拉伸强度或顶破强度等生物力学性能的测试。

注册申请人需绘制软组织再生型疝补片生物力学性能与植入时间相关的拟合曲线,对比该曲线最低值与该生物力学性能临床可接受标准的大小,评价补片降解与组织再生速率的匹配性。理想的软组织再生型疝补片应在植入后直至完全降解、再生修复完成的整个过程中均保持足够的生物力学性能。

 

(四)免疫生化分析

免疫生化检测对再生型疝补片的再生修复功效评价也有一定的参考价值[21]。根据检测目的可大致分为炎症反应因子(如巨噬细胞、T细胞、B细胞、肿瘤坏死因子α、成纤维细胞生长因子1、转化生长因子β1)、血管生成相关因子(如血管内皮生长因子、血小板内皮细胞黏附分子、阶段特异性胚胎抗原、白细胞介素-6)、肌细胞生成相关因子(如肌球蛋白、肌细胞生成素),免疫生化检测应该与组织病理学结果联合进行分析,目前尚未形成统一的评分标准,可根据动物试验目的来选择合适的指标进行检测。

 

(五)动物试验中其他关注指标

任何并发症及不良事件情况等,包括但不限于浆液肿(积液、血清肿)、感染、脏器侵蚀等。

四、观察时间点的选择

一般情况下,需结合再生型疝补片的降解特性、动物种类、评价指标等因素综合确定术后解剖及观察时间点。应采用连续观察的方式,对于大鼠等小型动物,一般观察到产品预期完全降解的时间,如3个月内降解,可以在第1、2、4、8、12周处死;对于比格犬等大动物,一般也应观察到产品预期完全降解的时间,如1年内降解,在术后1、4、12、24、52周处死,根据植入材料的数量及研究设计取材。

六、试验样本量及结果分析

 

(一)样本量

动物试验样本量的设定需结合研究目的,同时考虑相关因素影响,例如再生型疝补片的完全降解时间、评价指标及其观察时间间隔、试验设计类型、实验用动物的变异性、评价方法的偏差、外科手术操作的差异、统计学方法等。动物试验样本量的确定应有依据,同类器械已发表文献中的动物试验情况可作为确定样本量的参考。鉴于实验用动物的变异性较小,动物试验样本量设定可能不需采用统计学计算,但应保证试验结论可靠。

 

(二)结果分析

动物试验结论一般包括试验结果的统计学分析与生物学数据分析的综合评价结果。

对于不同设计的动物试验,试验结果的统计方法可采用不同方法,例如单只动物各自植入试验器械或对照器械的设计以及单只动物双侧分别植入申报器械及对照器械的设计。根据数据分布确定定量指标的统计描述,包括均值、标准差、中位数、最小值、最大值,下四分位数(Q1),上四分位数(Q3);分类指标的统计描述,包括各类的例数、发生率及构成比。可参考《腹腔内置疝修补补片动物实验技术审查指导原则》中的统计要求。

 

参考文献:程茂波,刘钰莎,张旭,等. 对再生型疝修补补片动物试验设计的考量[J]. 中华疝和腹壁外科杂志(电子版),2024,18(2):121-124.  

 

 

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