對腹腔內(nèi)置疝修補(bǔ)補(bǔ)片動物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考量

對腹腔內(nèi)置疝修補(bǔ)補(bǔ)片動物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考量發(fā)布時(shí)間：2018-04-20一、前言

臨床前動物實(shí)驗(yàn)研究是醫(yī)療器械安全性和有效性綜合評價(jià)的重要組成部分，特別是需臨床試驗(yàn)審批醫(yī)療器械、創(chuàng)新性醫(yī)療器械、罕見病和臨床急需醫(yī)療器械、對于需要解剖而人體臨床無法開展研究的產(chǎn)品等，臨床前動物實(shí)驗(yàn)可能不可或缺。對于醫(yī)療器械是否需要開展臨床前動物研究，申請人需根據(jù)產(chǎn)品作用原理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及材料的創(chuàng)新程度、非臨床研究的充分性、動物實(shí)驗(yàn)研究目的等方面綜合考慮以做出判斷。

本文以腹腔內(nèi)置疝修補(bǔ)補(bǔ)片產(chǎn)品為例，就為何開展臨床前動物實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要素進(jìn)行論述，相關(guān)內(nèi)容來源于我中心已組織制訂的《腹腔內(nèi)置疝修補(bǔ)補(bǔ)片動物實(shí)驗(yàn)技術(shù)審查指導(dǎo)原則》，該技術(shù)文件已面向公眾廣泛征集意見，并與中華醫(yī)學(xué)會外科學(xué)分會疝和腹壁外科學(xué)組臨床專家、動物實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)專家進(jìn)行專題研討后完成修訂，現(xiàn)已向醫(yī)療器械注冊管理司送審。

二、腹腔內(nèi)置疝補(bǔ)片開展臨床前動物實(shí)驗(yàn)的必要性

由于任何異物置入人體腹腔都有可能與腔內(nèi)組織器官發(fā)生粘連[1]，進(jìn)而可能引起嚴(yán)重的并發(fā)癥，因此，考察疝修補(bǔ)補(bǔ)片置入腹腔后發(fā)生粘連的可能性及粘連程度是評價(jià)產(chǎn)品安全性的重要因素。在產(chǎn)品進(jìn)行臨床研究前，一方面需要開展動物實(shí)驗(yàn)以保護(hù)臨床受試者的安全，另一方面考慮到臨床試驗(yàn)中很難直接觀察到補(bǔ)片在人體內(nèi)的粘連情況，所以必須開展相關(guān)動物實(shí)驗(yàn)，對補(bǔ)片與腔內(nèi)組織器官的粘連情況、新生腹膜的情況進(jìn)行評價(jià)，以控制產(chǎn)品上市后腸瘺、腸梗阻、腸粘連等相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

三、腹腔內(nèi)置疝補(bǔ)片臨床前動物實(shí)驗(yàn)的要素

以下內(nèi)容主要針對腹腔內(nèi)置的不可吸收補(bǔ)片、不可吸收材料與預(yù)期可降低粘連的材料層復(fù)合制備而成的補(bǔ)片。其它類型的腹腔內(nèi)置補(bǔ)片產(chǎn)品，可根據(jù)產(chǎn)品具體情況參考。相關(guān)要素反映了對補(bǔ)片與腔內(nèi)組織間粘連情況有關(guān)動物實(shí)驗(yàn)研究的基本要求。對于新材料、新設(shè)計(jì)的腹腔內(nèi)置疝補(bǔ)片，申請人宜根據(jù)產(chǎn)品特性開展更深入的動物實(shí)驗(yàn)研究，如需選擇多個(gè)種屬的實(shí)驗(yàn)動物、增加觀察時(shí)間點(diǎn)、選擇相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法等。另外需注意，當(dāng)考慮同時(shí)對產(chǎn)品有效性和安全性相關(guān)的多個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行綜合性評價(jià)時(shí)，例如對修補(bǔ)組織的機(jī)械性能、腹壁的組織學(xué)、補(bǔ)片皺縮情況、移位情況、生物相容性等項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià)，動物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要素可能會與本文存在差異。

（一）動物種類及模型

選擇適用的實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行補(bǔ)片粘連情況的動物實(shí)驗(yàn)研究。申請人需對動物實(shí)驗(yàn)中所采用動物的適用性進(jìn)行分析，提供動物種類選擇及模型建立的確定依據(jù)，如參考文獻(xiàn)或前期探索性動物實(shí)驗(yàn)資料等。

考慮到實(shí)驗(yàn)動物與人體在腹壁解剖結(jié)構(gòu)、新生腹膜化程度等方面的可比性，建議選擇一定數(shù)量的某種成年大型動物（如小型豬、比格犬）進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)研究。動物實(shí)驗(yàn)最終采用病理解剖的方式進(jìn)行評價(jià)。若實(shí)驗(yàn)過程中采用腹腔鏡方法進(jìn)行連續(xù)觀察，則不應(yīng)對粘連位置進(jìn)行操作，避免對后續(xù)結(jié)果的評價(jià)造成影響。實(shí)驗(yàn)中使用的補(bǔ)片尺寸建議至少為5cm×5cm。

動物實(shí)驗(yàn)中宜對補(bǔ)片進(jìn)行固定，并保證補(bǔ)片完全貼合腹壁。

（二）對照的選擇

宜選擇材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面最相似的境內(nèi)已上市產(chǎn)品作為動物實(shí)驗(yàn)的對照器械。在開展新生腹膜的組織學(xué)觀察結(jié)果評價(jià)時(shí)建議與自然腹膜進(jìn)行比較?？紤]隨機(jī)化的設(shè)計(jì)并予以描述。

（三）評價(jià)指標(biāo)的選擇

1．評價(jià)粘連情況的指標(biāo)

評價(jià)補(bǔ)片與腹腔內(nèi)組織器官的粘連情況時(shí)建議對粘連強(qiáng)度、粘連面積分別評價(jià)，并對兩個(gè)量化指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)。表1補(bǔ)片與腹腔內(nèi)組織器官的粘連情況評價(jià)表評分粘連強(qiáng)度[2,3]評分粘連面積[4,5]0分補(bǔ)片與組織接觸位置無粘連發(fā)生1分有1～2處輕微粘連，一拉即開1分粘連面積占補(bǔ)片與組織接觸總面積25%以下2分2處以上粘連，尚能分離，分離后無痕跡2分粘連面積占補(bǔ)片與組織接觸總面積25%～49%3分多處粘連，較難分離；或粘連不多但需要銳性器械或電熱分離3分粘連面積占補(bǔ)片與組織接觸總面積50%～74%4分粘連成團(tuán)，需要銳性器械或電熱分離4分粘連面積占補(bǔ)片與組織接觸總面積75%以上表2粘連情況綜合評價(jià)表?粘連面積評分粘連強(qiáng)度評分012340優(yōu)NANANANA1NA優(yōu)優(yōu)良NA2NA優(yōu)良中中3NA中中差差4NA差差差差

綜合評價(jià)的復(fù)合指標(biāo)為粘連情況的優(yōu)良率，粘連情況優(yōu)良即為臨床可接受的粘連情況，公式如下：2．評價(jià)新生腹膜情況的指標(biāo)

以組織學(xué)分析手段進(jìn)行新生腹膜情況的評價(jià)，推薦的評價(jià)方法如下：取材范圍包括整個(gè)植入?yún)^(qū)連同周圍1cm正常腹壁，取材深度包括整個(gè)植入?yún)^(qū)組織連同其覆蓋的腹膜，將取材標(biāo)本沿同一對角線方向切開后取連續(xù)組織塊依次分別切片后做病理檢查[6,7]。通過鑒定間皮細(xì)胞層形成評價(jià)新生腹膜的情況，需對連續(xù)切片中的“修復(fù)區(qū)表面間皮細(xì)胞層長度/修復(fù)區(qū)長度”比值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

注：對于膨體聚四氟乙烯等合成材料制備的致密補(bǔ)片，該項(xiàng)指標(biāo)不適用。

3．動物實(shí)驗(yàn)中與產(chǎn)品安全性及有效性相關(guān)的其它指標(biāo)

如并發(fā)癥及不良反應(yīng)情況、生物組織學(xué)反應(yīng)等。

（四）觀察時(shí)間點(diǎn)的選擇

制定動物實(shí)驗(yàn)觀察點(diǎn)時(shí)需考慮選擇的動物模型種類、產(chǎn)品的降解/吸收周期、粘連及新生腹膜形成的關(guān)鍵時(shí)期[8]等因素，并提供合理的確定依據(jù)。

對于產(chǎn)品腹腔一側(cè)為不可吸收材料的產(chǎn)品，觀察時(shí)間點(diǎn)宜選擇至少28天[9]。對于產(chǎn)品腹腔側(cè)為可吸收材料的產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品預(yù)期完全降解的時(shí)間確定觀察時(shí)間點(diǎn)[10,11]。

（五）實(shí)驗(yàn)樣本量及結(jié)果分析

1.樣本量

一般情況下，動物實(shí)驗(yàn)樣本量需結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃O(shè)計(jì)類型、評價(jià)指標(biāo)及評價(jià)方法的準(zhǔn)確性、試驗(yàn)器械及對照器械的情況、實(shí)驗(yàn)用動物的變異性、外科手術(shù)操作的一致性、實(shí)驗(yàn)中動物的預(yù)期損耗率、分析數(shù)據(jù)所用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法等因素來綜合確定，并需有統(tǒng)計(jì)學(xué)考慮?？蓪F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為確定樣本量的參考，包括文獻(xiàn)報(bào)道的動物實(shí)驗(yàn)或申報(bào)產(chǎn)品的預(yù)實(shí)驗(yàn)情況。申請人應(yīng)在注冊資料中提交動物實(shí)驗(yàn)樣本量的確定依據(jù)，鑒于實(shí)驗(yàn)動物的變異性較小，建議完成有效實(shí)驗(yàn)的植入試驗(yàn)器械及對照器械的動物樣本量均不少于10只。

2．結(jié)果分析

定量指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)描述將計(jì)算均值、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)、最小值、最大值，下四分位數(shù)（Q1），上四分位數(shù)（Q3）；分類指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)描述各類的例數(shù)、發(fā)生率及構(gòu)成比。

動物試驗(yàn)若采用單只動物雙側(cè)分別植入實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品及對照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，要分析實(shí)驗(yàn)組比對照組結(jié)果更好或者相當(dāng)?shù)谋嚷屎涂尚艆^(qū)間（可用精確概率法得出），另外可分別報(bào)告實(shí)驗(yàn)組比對照組結(jié)果更好的比率及兩組結(jié)果相當(dāng)?shù)谋嚷?。提供?shí)驗(yàn)組與對照組的優(yōu)良率差值及其可信區(qū)間并考慮組間相關(guān)性。

動物試驗(yàn)若采用單只動物分別植入實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品或?qū)φ债a(chǎn)品的設(shè)計(jì)，對兩組一般情況的比較將根據(jù)指標(biāo)的類型采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行分析，定量資料的組間比較采用成組t檢驗(yàn)或Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，分類數(shù)據(jù)采用卡方檢驗(yàn)或精確概率法；等級資料采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。提供實(shí)驗(yàn)組與對照組的優(yōu)良率差值及其可信區(qū)間。

動物實(shí)驗(yàn)結(jié)論需包括統(tǒng)計(jì)學(xué)分析與生物學(xué)數(shù)據(jù)分析的綜合評價(jià)結(jié)果。

（六）其它需關(guān)注的問題

為保證動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)、可靠，應(yīng)使用質(zhì)量合格的實(shí)驗(yàn)動物或檢疫合格的實(shí)驗(yàn)用動物。建議在具備動物實(shí)驗(yàn)資質(zhì)（如：有關(guān)部門頒發(fā)的動物實(shí)驗(yàn)資格證明文件）的機(jī)構(gòu)開展動物實(shí)驗(yàn)。申請人需與動物實(shí)驗(yàn)實(shí)施單位簽訂合同并共同設(shè)計(jì)、制訂動物實(shí)驗(yàn)方案，上述資料作為產(chǎn)品質(zhì)量體系管理文件存檔。注冊時(shí)提交申請人與動物實(shí)驗(yàn)實(shí)施單位共同確認(rèn)并簽章的動物實(shí)驗(yàn)報(bào)告，另外建議提供動物實(shí)驗(yàn)實(shí)施單位的資質(zhì)文件。

為保證動物實(shí)驗(yàn)的研究質(zhì)量，應(yīng)盡量避免不同術(shù)者手術(shù)操作差異、動物麻醉死亡、手術(shù)死亡、術(shù)后感染及其它意外情況對產(chǎn)品評價(jià)產(chǎn)生影響。建議申請人邀請有經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員進(jìn)行評價(jià)。申請人需保存詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)情況記錄及分析資料，包括以下適用的內(nèi)容：所有受試品及對照品信息、動物飼養(yǎng)記錄、鎮(zhèn)痛麻醉記錄、手術(shù)過程記錄、原始病理照片、手術(shù)切片、手術(shù)錄像等實(shí)驗(yàn)原始資料、對動物麻醉死亡等非預(yù)期事件的有關(guān)證據(jù)及分析資料等。為了保證數(shù)據(jù)的溯源性，上述資料需作為產(chǎn)品質(zhì)量管理體系文件存檔。參考文獻(xiàn)：

[1]DivilioLT.SurgicalAdhesionDevelopmentandPrevention[J].IntSurg,2005,90(90):6–9.

[2]VlahosA,YuPY,LucasCE,etal.Effectofacompositemembraneofchitosanandpoloxamergelonpostoperativeadhesiveinteractions[J].AmSurg,2001,67(1):15-21.

[3]NovotnyT,JerabekJ,VeselyK,etal.EvaluationofaknittedpolytetrafluoroethylenemeshplacedintraperitoneallyinaNewZealandwhiterabbitmodel[J].SurgEndosc,2012,26(7):1884-1891.

[4]DiamondMP,LinskyCB,CUNNINGHAMT,etal.Amodelforsidewalladhesionsintherabbit:reductionbyanabsorbablebarrier[J].Microsurg,1987,8:197-200

[5]HollinskyC,KolbeT,WalterI,etal.Tensilestrengthandadhesionformationofmeshfixationsystemsusedinlaparoscopicincisionalherniarepair[J].SurgEndosc,2010,24:1318-1324

[6]ValentinJE,TurnerNJ,GilbertTW,etla.Functionalskeletalmuscleformationwithabiologicscaffold[J].Biomaterials,2010,31(29):7475-84

[7]ZhangJ,HuZQ,TurnerNJ,etal.Perfusion-decellularizedskeletalmuscleasathree-dimensionalscaffoldwithavascularnetworktemplate[J].Biomaterials,2016,89:114-126

[8]S.diZeregaG,CampeauJD.Peritonealrepairandpost-surgicaladhesionformation[J].HumReprodUpdate,2001,7(6):547-555

[9]EmansPJ,SchreinemacherMH,GijbelsMJ,etal.Polypropylenemeshestopreventabdominalherniation.Canstablecoatingspreventadhesionsinthelongterm?[J].AnnBiomedEng.2009,37(2):410-8

[10]HsiehSR,ChangCJ,WayTD,etal.Preparationandnon-invasivein-vivoimagingofanti-adhesionbarrierswithfluorescentpolyme