TCAMDI 097-2022 用于医学植入物的增材制造聚醚醚酮（PEEK）材料

ICS11.040.40CCSC31团体标准T/CAMDI097—2022用于医学植入物的增材制造聚醚醚酮（PEEK）材料Poly-ether-ether-ketone(PEEK)materialsforadditivemanufacturingofimplantablemedicaldevice2022-12-30发布2023-01-01实施中国医疗器械行业协会发布T/CAMDI097—2022目次前言.............................................................................II引言..............................................................................I1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语和定义..........................................................................24PEEK化学组成......................................................................35PEEK母料的性能要求与试验方法......................................................36PEEK原材料的性能要求与试验方法....................................................57标识、包装、运输、贮存..............................................................8T/CAMDI097—2022前言本文件按照GB/T1.1—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。本文件由中国医疗器械行业协会增材制造医疗器械专业委员会提出并归口。本文件起草单位：西安交通大学、吉林省中研高分子材料股份有限公司、广州迈普再生医学科技股份有限公司、西安康拓医疗技术股份有限公司、长春吉大特塑工程研究有限公司、浙江鹏孚隆科技股份有限公司、赢创特种化学（上海）有限公司、大博医疗科技股份有限公司、聚维智能医学科技（武汉）有限公司。本文件主要起草人：孙畅宁、谢怀杰、马骋、刘益强、牟建新、于顺东、杨锐宾、甘艺良、吴卫东。本文件指导专家：卢秉恒、戴尅戎、王迎军、杨华勇、冷劲松、李涤尘（组长）、王旭东（组长）、王金武（组长）、樊渝江、林开利、张海博、孟令杰、王玲、王红华、倪卓、肖建如、袁暾、徐昕荣、刘永辉、黄立军、韩建民、闫春泽、吴国锋、苏健、孙方方、王晶、赖毓霄、陈宇、康建峰、张波、陈扬、魏海峰、吕伟、孙剑、王磊、袁波、雷鹏飞、朴成哲、徐辉、矫健、宋亮、张响、周苗。T/CAMDI097—2022引言聚醚醚酮（Polyether-ether-ketone，PEEK）材料是2013年经美国食品药品监督管理局批准上市的骨移植材料，为一种半结晶高性能聚合物高分子材料，在国际上被认为是未来最有希望取代钛合金材料成为医学植入物原材料的下一代生物材料之一。增材制造PEEK医学植入物近年来获得了大量临床应用，受到了医学界的广泛认可。用于增材制造医学植入物的PEEK材料通常为粉材或丝材，常需通过研磨加工、筛选、挤塑、模塑等通过PEEK母料工艺获得。本文件从PEEK母料和PEEK原材料两个阶段规定了用于医学植入物的增材制造PEEK材料的成分、热性能、密度与力学性能、生物相容性、致热性、工艺要求、形态要求和其他性能。T/CAMDI097—20221用于医学植入物的增材制造聚醚醚酮（PEEK）材料1范围本文件提供了用于医学植入物的增材制造聚醚醚酮（PEEK）材料的要求和相关的试验方法。本文件适用于由供应商直接合成的PEEK母料和直接面向医用增材制造技术的PEEK原材料。其中，PEEK母料的形态主要包括粒料、粉材和丝材；PEEK原材料的形态主要包括粒料、粉材、丝材和粉末床熔融增材制造工艺中使用过的粉材。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/T1033塑料非泡沫塑料密度的测定GB/T1034塑料吸水性的测定GB/T1040塑料拉伸性能的测定GB/T1041塑料压缩性能的测定GB/T1043塑料简支梁冲击性能的测定GB/T1843塑料悬臂梁冲击强度的测定GB/T2411塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度（邵氏硬度）GB/T2916塑料氯乙烯均聚和共聚树脂用空气喷射筛装置的筛分析GB/T3682.1塑料热塑性塑料熔体质量流动速率（MFR）和熔体体积流动速率（MVR）的测定第1部分：标准方法GB/T7141塑料热老化试验方法GB/T7325产品几何量技术规范（GPS）评定圆度误差的方法半径变化测量GB/T9341塑料弯曲性能的测定GB/T9871硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能的测定.拉伸应力松弛试验GB/T11546塑料蠕变性能的测定GB/T14486塑料模塑件尺寸公差GB/T15337原子吸收光谱分析法通则GB/T16422塑料实验室光源暴露试验方法GB/T16631高效液相色谱法通则GB/T16886.1医疗器械生物学评价第1部分：风险管理过程中的评价与试验GB/T16886.2医疗器械生物学评价第2部分:动物福利要求GB/T16886.3医疗器械生物学评价第3部分：遗传毒性、致癌性和生殖毒性试验GB/T16886.4医疗器械生物学评价第4部分：与血液相互作用试验选择GB/T16886.5医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性试验GB/T16886.6医疗器械生物学评价第6部分：植入后局部反应试验GB/T16886.7医疗器械生物学评价第7部分：环氧乙烷灭菌残留量T/CAMDI097—20222GB/T16886.9医疗器械生物学评价第9部分：潜在降解产物的定性和定量框架GB/T16886.10医疗器械生物学评价第10部分：刺激与皮肤致敏试验GB/T16886.11医疗器械生物学评价第11部分：全身毒性试验GB/T16886.12医疗器械生物学评价第12部分：样品制备与参照材料GB/T16886.17医疗器械生物学评价第17部分：可沥滤物允许限量的建立GB/T17037.4塑料热塑材料试样的注塑第4部分：模塑收缩率的测定GB/T19077粒度分布激光衍射法GB/T21060塑料流动性测测定GB/T25262塑料滑动摩擦磨损试验方法GB/T35022增材制造主要特性和测试方法零件和粉末原材料GB/T35351增材制造术语GB/T37463增材制造塑料材料粉末床熔融工艺规范GB/T39251增材制造金属粉末性能表征方法GB/T39328增材制造塑料材料挤出成形工艺规范GB/T39486化学试剂电感耦合等离子体质谱分析方法通则JY/T0568电感耦合等离子体质谱分析方法通则SN/T2810出口食品接触材料高分子材料二苯砜和4,4’-二氯二苯砜的测定SN/T3003塑料聚合物的热重分析法（TG）YS/T1297钛及钛合金粉末球形率测定方法YY/T0287医疗器械质量管理体系用于法规的要求YY/T0313医用高分子产品包装和制造商提供信息的要求YY/T0618医疗器械细菌内毒素试验方法常规监控与跳批检验YY/T0660外科植入物用聚醚醚酮（PEEK）聚合物的标准规范YY/T1707外科植入物植入医疗器械用聚醚醚酮聚合物及其复合物的差示扫描量热法DB13/T5127.6植入性医疗器械高分子材料浸提液中有毒有害物质的测定丙酮迁移量气相色谱法ASTMD6068塑料材料J-R曲线测定的标准试验方法ASTMD7774塑料弯曲疲劳性能的标准试验方法ASTMD7791塑料单轴疲劳性能的标准试验方法ASTMF3456医用粉末床熔融工艺中增材制造原料粉末再利用方案的标准指南中华人民共和国药典2020年版第四部3术语和定义GB/T35351界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1PEEK母料PEEKrawmaterials通过反应釜直接合成的，经过适当清洁、加工等工序得到的PEEK聚合物。3.2PEEK原材料PEEKfeedstock由PEEK母料不经过任何处理，或再经过研磨加工、筛选、挤塑、模塑等工艺获得，直接供给增材制造装备使用和消耗从而得到零件的材料形式。T/CAMDI097—202233.3增材制造PEEK零件AdditivemanufacturedPEEKparts由PEEK原材料通过增材制造工艺成形的制件或器械。4PEEK化学组成本文件涵盖的PEEK为纯半结晶共聚物，是由亚苯环与醚键（E）及羰基（或酮（K））连接形成的结构单元组成的聚合物，该聚合物结构由EEK重复单元组成，化学结构如图1。图1PEEK的化学结构5PEEK母料的性能要求与试验方法5.1成分5.1.1红外光谱特征PEEK材料的红外光谱为其分子重复单元的特征光谱，典型谱图见图2。PEEK聚合物的红外光谱的主要吸收峰与该材料的标准对照图谱的特征吸收峰相吻合。样品红外光谱中所出现的其余吸收峰，可能表示含有其它的聚芳醚酮（PAEK）、其它来自材料自身或测试环境中的杂质。另外值得注意的是某些PAEK也可能会出现和图2类似的红外光谱图结果。图2PEEK的典型红外光谱图5.1.2重金属可依据GB/T15337、GB/T39486、JY/T0568或《中华人民共和国药典》2020版第四部通则0821重金属检查法等，对PEEK母料中的重金属含量进行测定。确定重金属总量（即银Ag，砷As，铋Bi，镉Cd，铜Cu，汞Hg，钼Mo，铅Pb，锑Sb和锡Sn的含量总和），重金属总量要求≤100mg/kg。T/CAMDI097—20224PEEK母料中特定重金属元素限值如表1所示。表1特定重金属元素的限值元素最大限值mg/kg砷3镉5汞5铅305.1.3可沥滤物对用于PEEK母料制备过程中的任何单体或添加剂都应测定其残留水平，可按照GB/T16886系列标准和《医疗器械已知可沥滤物测定方法验证及确认注册技术审查指导原则》选择浸提方法。表2给出了本文件推荐的已知可沥滤物的检测方法、推荐测试标准及容许残留最大限值。本文件附录A给出了表2中容许残留最大限值的计算方法，附录B给出了使用模拟浸提方法时的参考条件。除表2所推荐的测试方法之外，包括高效液相色谱-二极管阵列检测法（HPLC-DAD）、高效液相色谱-荧光检测法（HPLC-FLD）、高效液相色谱-质谱法（LC-MS）、离子色谱法（IC）、气相色谱-氢火焰离子化检测法（GC-FID）、气相色谱-质谱法（GC-MS）和傅里叶变换红外光谱法（FTIR）或其它供应方和采购方都认可的方法作为补充。表2PEEK中已知可沥滤物的检测方法及其容许残留量物质推荐测试方法推荐测试标准容许残留最大限值（mg/kg,ppm）4,4’-二氟二苯甲酮高效液相色谱法GB/T1663132对苯二酚高效液相色谱法GB/T1663175二苯砜高效液相色谱法SN/T2810-201440丙酮气相色谱-氢火焰离子化检测法DB13/T5127.6-201950005.2热性能依据YY/T0660和YY/T1707标准对PEEK母料进行特征温度参数的标定，包括玻璃化转变温度（Tg），熔点（Tm），结晶峰值温度（Tc），典型转变温度范围参考YY/T0660。5.3密度