中华人民共和国医药行业标准
YY/T 2009—2026
可降解镁基金属植入物体外降解试验方法
In vitro degradation testmethod ofbiodegradablemagnesium-based implants
2026-03-09发布 2027-03-01实施
国家药品监督管理局 发 布
前 言
本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。
本文件由国家药品监督管理局提出 。
本文件由全国口腔材料和器械设备标准化技术委员会(SAC/TC 99)归 口 。
本文件起草单位 :北京大学口腔医学院口腔医疗器械检验中心 、北京大学口腔医院 、浙江沣沅生物科技有限公司 、四川大学 、上海交通大学医学院附属第九人民医院 、中国科学院金属研究所 、广州医科大学附属口腔医院 、沪创医疗科技(上海)有限公司 。
本文件主要起草人 :郭传 瑸 、韩 建 民 、朱 建 华 、万 子 义 、刘 志 超 、刘 冠 旗 、袁 暾 、刘 昕 、杨 柯 、隋 佰 延 、邓翔 、陆华 、张健 、李平 。
可降解镁基金属植入物体外降解试验方法
1 范围
本文件描述了评价口腔可降解镁基金属(纯镁或镁合金)植入物体外降解试验的方法 。
本文件适用于口腔可降解镁基金属(纯镁或镁合金)植入物体外降解测定 。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。
GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法
GB/T 9937 牙科学 名词术语
GB/T 10123 金属和合金的腐蚀 术语
GB/T 26497—2022 电子天平
YY/T 0528 牙科学 金属材料腐蚀试验方法
YY/T 0695 小型植入器械腐蚀敏感性的循环电位极化标准测试方法
HG/T 3115 硼硅酸盐玻璃 3. 3 的性能
中华人民共和国药典(2025年版)四部
3 术语和定义
GB/T 9937、GB/T 10123、YY/T 0528界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。
3. 1
电解质 electrolyte
通过离子传输电流的介质 。
[来源 :GB/T 10123—2022,7. 1. 1]
3.2
电化学阻抗谱 electrochemicalimpedancespectroscopy
以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号的电化学测量方法 。
4 测试方法
4. 1 析氢测试
4. 1. 1 器具
符合 HG/T 3115的硼硅玻璃容器 ;
符合 GB/T 26497检定分度值 e≤1 mg的天平 ;
符合 GB/T 6682的二级水 。
4. 1.2 浸泡液的制备
浸泡液的选择宜尽可能模拟评价产品的临床应用环境 。 明确浸泡液成分组成 、初始 pH 等信息 ,必要时在制备浸泡液时采用合适的方法灭菌以避免试验过程中微生物的污染 。浸泡液推荐采用 0. 9%氯化钠溶液[可参考《中华人民共和国药典》(2025版)四部] , Hank’s溶液(可参考 YY/T 0695 附录 B) ,此外 ,也可根据产品特性采用其他浸泡液 ,如模拟体液(SBF) 、人工唾液 (可参考 YY/T 0528)等 。
注 : 根据受试材料降解情况选择适宜的模拟浸泡液 ,若材料降解较慢 ,推荐选用 0. 9%氯化钠溶液 ;若材料降解适中或较快 ,推荐选用 Hank’s溶液 、SBF或人工唾液 。
4. 1.3 试验样品准备
试验样品宜优先选择待评价的终产品 ,如终产品的尺寸受限于实验装置无法直接使用时 ,可选择代表性的部分进行试验 ,且试验样品总表面积不小于 1 cm2 。也可选用试验样品进行试验 ,试验样品的原材料 、加工工艺和表面处理方式宜尽量与终产品一致 。
宜设置参照样本 ,推荐参照样本为纯度 99. 95~ 99. 99 wt. % 纯镁材料 ,其尺寸与试验样品一致 ,其表面最终经过粒径为 6. 5 μm 的 SiC砂纸抛光 。
4. 1.4 试验样品数量
每组试验应至少测试 5个试验样品 。
4. 1.5 测试步骤
图 1 给出了析氢测试装置示意图 。
在 (23±2)℃或(37±1)℃下试验 。将试验样品固定在陶瓷基座上(固定部位宜尽量减少对试验样品暴露面积的影响) ,放入烧杯中 ,试验样品应不直接接触玻璃容器表面 。如果试验样品由两件或多件构成 ,则各件之间不能相互接触 。在试验样品上方倒扣一小型玻璃漏斗 ,使漏斗宽口完全遮盖样品 ,漏斗颈朝上 ;在烧杯中倒入浸泡液淹没样品 ,烧杯内浸泡液体积与试验样品的表面积的比值为 40 mL/cm2 ;将装满浸泡液的酸式滴定管倒置(推荐量程为 10 mL酸式滴定管) ,使漏斗颈部完全插入 滴 定 管 管 口中 ,调整液面至 0 mL刻度线 。记录初始状态下酸式滴定管中的液面读数 。试验样品降解产生的氢气通过漏斗颈进入酸式滴定管 , 将滴定管内部的溶液排出 , 导致滴定管中的液面下降 , 再次记录液 面 读数 ,通过统计滴定管内溶液排出的体积(即 2 次液面读数的差值)可得试验样品降解所产生的氢气体积 。实验观察至少 14 d,每天固定时间记录液面读数 ,计算氢气析出体积 。
标引序号说明 : 1— 支撑架 ;
2— 试验样品 ;
3— 玻璃漏斗 ;
4— 烧杯 ;
5— 盖板 ;
6— 酸式滴定管 ;
7— 铁架台 ;
8— 蝴蝶夹 。
图 1 析氢测试试验装置示意图
4.2 电化学测试
4.2. 1 器具
符合 HG/T 3115的硼硅玻璃容器 ;
三电极电化学工作站 ;
工作电极(试验样品夹具) ;
辅助电极 :用高纯度的玻璃碳或铂制成 ;
参比电极 :饱和甘汞电极(SCE) ;
pH计 :灵敏度为 ±0. 05 pH单位 。
4.2.2 电解质的制备
按照 4. 1. 2 的规定制备电解质 。
4.2.3 试验样品制备
电化学测试试验样 品 应 采 用 导 电 银 胶 将 试 验 样 品 与 铜 导 线 粘 贴 在 一 起 , 以 避 免 断 路 , 其 他 按 照
4. 1. 3的规定制备试验样品 。
4.2.4 试验样品数量
每组试验应至少测试 5个试验样品 。
4.2.5 测试步骤
4.2.5. 1 试验准备
图 2 给出了电化学测试装置示意图 。在 (23±2)℃或(37±1)℃下试验 。将试验样品固定在工作电极上 。在试验容器中加入适量电解质(见虚线) ,按照示意图将实验装置与电化学测试装置连接好 。参比电极与工作电极的距离尽可能接近但不接触 ,辅助电极面积较大的横面与工作电极相对 , 随后开始测量程序 。
标引序号说明 :
1— 电化学工作站 ;
2— 容器盖 ;
3— 试验容器 ;
4— 辅助电极 ;
5— 参比电极 ;
6— 工作电极 。
图 2 电化学测试装置示意图
4.2.5.2 开路电位测量
打开电化学测试开关和测试软件 ,记录开路电位与时间曲线 ,一般持续 0. 5 h~ 1 h。如不能满足静止电 位 小 于 3 mV/min 的 要 求 应 延 长 该 时 间 , 并 在 报 告 中 记 录 该 时 间 。 在 静 止 电 位 满 足 小 于3 mV/min 的要求后 ,利用饱和甘汞电极测量开路电位(Eocp)(单位 :mV) 。 图 3 给出了电位-时间曲线示例 。
标引序号说明 :
X — 时间 ,h;
Y — 电位 ,mV。
图 3 开路电位-时间曲线
4.2.5.3 电化学阻抗谱测量
电化学阻抗谱应在幅值为 10 mV 的正弦电压下测试 ,频率为 1× 10- 2 Hz~ 1× 105 Hz。取高频区域阻抗弧与 X 轴交点所对应的横坐标值 ,记作总电阻 Rs +Rp ,Rs 为溶液电阻 ,Rp 为极化电阻 。 图 4给出了电化学阻抗谱 Nyquist图示例 。
标引序号说明 :
X — 阻抗实部 Z',Ω · cm2 ;
Y — 阻抗虚部的相反数 , -Z″,Ω · cm2 ;
Rs — 溶液电阻 ;
Rp — 极化电阻 。
图 4 电化学阻抗谱 Nyquist图
4.2.5.4 极化曲线测量
设定电化 学 测 试 参 数 : 动 电 位 极 化 曲 线 的 测 试 范 围 为 - 250 mV ( vs. OCP) ~ + 150 mV ( vs. OCP) ,扫描速度为 1 mV/s。 电流密度最低点对应的电位为腐蚀电位 Ecorr。
当试验样品进入阳极极化测试区间时 , 随着过电位提高 ,试验样品发生局部腐蚀的概率增大 ,甚至会击穿样品 。 因此 ,极化曲线测试后需在光学显微镜下观察样品是否被击穿 。若样品未被击穿 ,腐蚀电流密度 Icorr可根据阳极极化和阴极极化做切线拟合 ,两条切线的交点对应的电流密度即为腐蚀电流密度 Icorr 。 图 5 给出了对应的典型极化曲线及分析示例 。若样品被击穿 ,则可只对阴极极化曲线进行拟合 ,切线与腐蚀电位处垂直线相交 ,所得电流密度记作阴极极化电流密度 Ic 。 图 6 给出了对应的典型极化曲线及分析示例 。
标引序号说明 :
X — 电位 ,mV;
Y — 电流密度 ,A/cm2 ; Ecorr — 腐蚀电位 ,mV;
Icorr — 腐蚀电流密度 ,A/cm2 。
图 5 极化曲线分析示例 1
标引序号说明 :
X — 电位 ,mV;
Y — 电流密度 ,A/cm2 ;
Ecorr — 腐蚀电位 ,mV;
Ic — 阴极极化电流密度 ,A/cm2 。
图 6 极化曲线分析示例 2
4.3 质量损失率测试
4.3. 1 试验准备
按照 4. 1 的规定准备浸泡液和试验样品 。
4.3.2 器具
符合 HG/T 3115的硼硅玻璃容器 ;
符合 GB/T 6682的二级水 ;
符合 GB/T 26497—2022检定分度值 e≤0. 1 mg的天平 。
4.3.3 测试步骤
试验开始之前 ,使用光学显微镜或扫描电镜观察试验样品表面形貌 ,并记录试验样品表面明显变化情况 ,如表面缺陷 、划伤等 。
试验前使用精密电子天平对每个试验样品称重 ,记为 M1 (精确到 0. 000 1 g) 。 把每个试验样品单独放入合适的玻璃容器(如直径为 16 mm、高 160 mm 的玻璃试管)中 ,浸泡液体积与材料表面积的比值为 40 mL/cm2 ,适当封闭试管口以防止浸泡液蒸发 , 同时应保持浸泡液与外界环境相通以保证适当
的气体交互 。试验在(37±1)℃的环境下进行 。在试验第 3、7、14 d 时测量浸泡液的 pH ,过滤收集残余
样品和降解碎片 ,用足量的水(4. 3. 2) 冲洗 , 随后用铬酸溶液 (20 g 三 氧 化 铬 , 1 g 硝 酸 银 和 100 mL水
(4. 3. 2)去除表面腐蚀产物 ,处理条件为室温下浸泡 10 min~ 20 min。最后用蒸馏水清洗 、吹干表面 ,称
量浸泡后试验样品的质量 ,记为 M2 (精确到 0. 000 1 g) 。试验样品质量损失率的计算参考如下公式 。
Mloss=(M1 -M2)/M1 ×100%
5 试验报告
试验报告应包含以下信息 :
a) 试验样品名称 ;
b) 对测试程序中所有偏差的说明 ;
c) 氢气释放-时间曲线 ;
d) 相对饱和甘汞电极的开路电位(Eocp) ,单位为 mV(SCE) 。如果使用与饱和甘汞电极不同的参考电极 ,记录的电位值应转换为 mV(SCE) ;
e) 极化曲线 ;
f) 腐蚀电位 Ecorr ;
g) 腐蚀电流密度 Icorr或阴极极化电流密度 Ic ,单位为 A/cm2 ;
h) 电化学阻抗谱 ;
i) 极化电阻 Rp ,单位为 Ω · cm2 ;
j) 腐蚀溶液 pH-时间曲线 ,试验样品质量损失率-时间曲线 ;
k) 对腐蚀溶液或试验样品表面所有重要变化的描述 。
参 考 文 献
[1] ASTM F3268-18a Standard Guide for in vitro Degradation Testing ofAbsorbable Metals
[2] ASTM G31-21 Standard Guide for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals
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