Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7333:2003 về Vật cấy ghép trong phẫu thuật - Xương xốp cacbon là văn bản kỹ thuật quan trọng quy định các yêu cầu chất lượng và phương pháp đánh giá đối với vật liệu xương xốp cacbon dùng trong y tế. Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.
Phạm vi áp dụng (Điều 1)- Tiêu chuẩn này quy định các đặc tính cơ học, vật lý, hóa học và sinh học đối với xương xốp cacbon được sử dụng làm vật cấy ghép trong phẫu thuật ngoại khoa, chỉnh hình, chấn thương chỉnh hình và răng hàm mặt.
- Đối tượng áp dụng bao gồm các tổ chức sản xuất, nhập khẩu, kiểm định chất lượng và các cơ sở y tế thực hiện việc cấy ghép vật liệu cacbon có cấu trúc xốp mô phỏng xương tự nhiên cho bệnh nhân.
- Tiêu chuẩn này áp dụng các tài liệu viện dẫn từ các tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) và tiêu chuẩn quốc tế (ISO) liên quan để đảm bảo tính đồng bộ và chính xác trong quá trình thử nghiệm.
- Các tài liệu viện dẫn chủ yếu tập trung vào phương pháp thử nghiệm cơ lý tính của vật liệu cacbon, phương pháp xác định độ xốp cấu trúc, và các tiêu chuẩn đánh giá giới hạn tương thích sinh học của trang thiết bị y tế cấy ghép trực tiếp vào cơ thể người.
- Xương xốp cacbon (Cancellous bone carbon): Là vật liệu cacbon sinh học có cấu trúc tổ ong hoặc mạng lưới rỗng liên thông, được chế tạo nhằm mô phỏng cấu trúc của xương xốp tự nhiên, tạo điều kiện cho các tế bào xương mới phát triển, bám dính và tích hợp xương.
- Độ rỗng (Porosity): Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích các lỗ rỗng so với tổng thể tích của toàn bộ khối vật liệu, đây là chỉ số quyết định khả năng dẫn xương của vật cấy ghép.
- Kích thước lỗ rỗng (Pore size): Đường kính trung bình của các khoảng trống trong cấu trúc xốp, cần đạt thông số tối ưu để mạch máu và mô xương có thể xâm nhập và phát triển ổn định bên trong vật liệu.
- Cấu trúc vật liệu: Vật liệu phải đảm bảo có cấu trúc xốp đồng đều, các lỗ rỗng phải liên thông hoàn toàn với nhau để dịch cơ thể có thể lưu thông dễ dàng, nuôi dưỡng các tế bào xương mới hình thành.
- Chỉ tiêu cơ lý tính: Xương xốp cacbon phải đạt các tiêu chuẩn về độ bền nén, độ bền uốn và môđun đàn hồi phù hợp với vùng xương được thay thế, tránh hiện tượng giòn gãy hoặc gây tiêu xương do chênh lệch môđun đàn hồi quá lớn với xương tự nhiên.
- Độ tinh khiết hóa học: Hàm lượng tạp chất hóa học, đặc biệt là kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ độc hại phát sinh trong quá trình chế tạo, phải được kiểm soát nghiêm ngặt dưới ngưỡng cho phép để tránh gây độc hoặc kích ứng mô.
- Tương thích sinh học: Vật liệu bắt buộc phải trải qua các thử nghiệm nghiêm ngặt về độc tính tế bào, khả năng gây dị ứng, kích ứng và tính tương thích sinh học toàn thân trước khi đưa vào sản xuất và ứng dụng lâm sàng trên người.
VẬT CẤY GHÉP TRONG PHẪU THUẬT − XƯƠNG XỐP CACBON
Implants for surgery − Biomedical porous carbon bone
Lời nói đầu
TCVN 7333 : 2003 do Tiểu Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 61/SC 13 “Vật liệu Composit cacbon” biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.
Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại Khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
VẬT CẤY GHÉP TRONG PHẪU THUẬT − XƯƠNG XỐP CACBON
Implants for surgery − Biomedical porous carbon bone
Tiêu chuẩn này áp dụng cho xương xốp cacbon dùng để thay thế các khuyết tật của xương người và trám hố mắt trong phẫu thuật chỉnh hình mà không gây tác hại đến sức khoẻ con người.
TCVN 1966 - 77 Khí hậu chuẩn dùng trong đo lường và thử nghiệm. Dược điển Việt nam, trang 523, tập 3.
Xương xốp cacbon được chế tạo từ phenolformaldehyt dạng vi cầu BV - 01 Nigraphit và nhựa phenolic CFP - 011A hoặc các vật liệu tương đương khác.
4.1 Xương xốp cacbon phải đáp ứng các yêu cầu qui định và được chế tạo theo qui trình công nghệ đã xác lập.
4.2 Hình dạng và kích thước
Xương xốp cacbon có các kích thước như hình 1:
- chiều dài l : 150 mm ± 10 mm:
- chiều rộng d : 50 mm ± 5 mm;
- chiều cao h : 10 mm ± 2 mm.

Hình 1 - Kích thước của xương xốp cacbon
4.3 Chỉ tiêu ngoại quan
4.3.1 Xương xốp cacbon không được cong vênh.
4.3.2 Trên bề mặt xương xốp cacbon không cho phép:
- vết nứt, rạn dài hơn 3 mm và sâu hơn 2 mm;
- các hố rỗ rộng hơn 2 mm và sâu hơn 2 mm;
4.4 Chỉ tiêu vi sinh
Xương xốp cacbon phải đảm bảo vô trùng và không gây phản ứng phụ khi được cấy ghép vào cơ thể con người.
4.5 Các chỉ tiêu cơ lý
4.5.1 Các chỉ tiêu cơ lý của xương xốp cacbon phải phù hợp các mức được cho trong bảng 1.
Bảng 1 - Các chỉ tiêu cơ lý của xương xốp cacbon
| Tên chỉ tiêu | Mức |
| 1. Khối lượng, g, không nhỏ hơn 2. Khối lượng riêng, g/cm3, không nhỏ hơn 3. Độ bền nén, Mpa, không nhỏ hơn | 51 0,7 15 |
4.5.2 Xương xốp cacbon phải bền vững khi gia công cơ khí như cắt, mài, dũa.
4.5.3 Xương xốp cacbon phải trơ với tác động nhiệt độ trong khoảng từ 10 0C đến 52 0C.
5.1 lấy mẫu
5.1.1 Việc lấy mẫu sản phẩm được tiến hành theo từng lô.
Lô là số lượng sản phẩm được sản xuất trong cùng một thời gian và cùng một điều kiện. Cứ 100 sản phẩm thì lấy 10 mẫu.
5.1.2 Sau khi kiểm tra lần thứ nhất nếu thấy bất kỳ chỉ tiêu nào không đạt yêu cầu thì phải tiến hành kiểm tra lại với số mẫu gấp đôi. Nếu kết quả kiểm tra lần thứ hai không đạt thì sản phẩm đó bị loại bỏ.
5.2 Kiểm tra chỉ tiêu ngoại quan
Kiểm tra bằng mắt thường và thước cặp.
5.3 Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh
Theo Dược điển Việt nam, trang 523, tập 3.
5.4 Kiểm tra kích thước
Các kích thước hình học của xương xốp cacbon được kiểm tra bằng thước cặp, sai số 0,1 mm.
5.5 Xác định khối lượng
Khối lượng của xương xốp cacbon được xác định bằng cân kỹ thuật với sai số không lớn hơn 0,1 gam. Kết quả là giá trị trung bình của 3 mẫu thử.
5.6 Xác định khối lượng riêng
5.6.1 Thiết bị, dụng cụ
5.6.1.1 Cân kỹ thuật, sai số không lớn hơn 0,1 g.
5.6.1.2 Thước cặp, sai số không lớn hơn 0,1 mm
5.6.2 Chuẩn bị mẫu thử
Chuẩn bị 3 mẫu thử lấy từ sản phẩm xương xốp cacbon.
5.6.3 Cách tiến hành
Dùng thước cặp (5.6.1.2) đo các kích thước của mẫu thử.
Cân từng mẫu thử bằng cân kỹ thuật theo 5.6.1.1. Ghi lại kết quả cân được.
5.6.4 Tính toán kết quả
Khối lượng riêng của xương xốp cacbon (r), tính theo gam trên centimét khối được tính theo công thức:
r = ![]()
trong đó:
m là khối lượng mẫu thử, tính bằng gam;
V là thể tích mẫu thử, tính bằng centimet khối. Kết quả là giá trị trung bình của 3 mẫu thử.
5.7 Xác định độ bền nén
5.7.1 Nguyên tắc
Tác động lên mẫu một lực nén với tốc độ được qui định theo tiêu chuẩn. Lực này được tác động cho tới khi mẫu bị phá huỷ. Đo và ghi lại lực nén ở thời điểm mẫu bị phá huỷ. Sau đó tính toán giá trị độ bền nén.
5.7.2 Thiết bị, dụng cụ
5.7.2.1 Máy đo độ bền nén Instrron (hoặc các máy có tính năng tương tự), có dải xác định độ bền nén từ 16 Mpa đến 200 Mpa, sai số ± 1 %.
5.7.2.2 Panme.
5.7.2.3 Thước cặp.
5.7.3 Chuẩn bị mẫu thử
Mẫu thử là một đoạn xương xốp cacbon được chế tạo theo phương pháp gia công cơ khí thành mẫu có đường kính 10 mm ± 1 mm và chiều dài 20 mm ± 1 mm.
Trên bề mặt của mẫu không được có các khuyết tật như vết nứt, rỗ, rạn.
5.7.4 Cách tiến hành
Cảnh báo - Trong khi máy đo độ bền nén instron hoạt động, điện áp trong mạch nguồn của máy tăng, do đó cần phải chú ý đến an toàn khi thao tác trên máy. Người thao tác phải tuyệt đối tuân thủ các qui định về an toàn điện. Chỉ cho phép những người đã nắm được các qui tắc vận hành thiết bị, phương pháp tiến hành thử và đã được đào tạo qua các lớp huấn luyện vận hành máy.
Đặt mẫu thẳng đứng vào tâm điểm của giá nén sao cho sự sai lệch giữa trục của mẫu đo và trục của máy không vượt quá ± 0,5 mm. Kiểm tra độ sai lệch này bằng cách đo khoảng cách từ bề mặt mẫu tới bề mặt ở hai trục của máy.
Tăng lực nén của máy cho tới khi mẫu bị phá huỷ. Giá trị của lực phá huỷ được hiển thị trên màn hình. Ghi lại giá trị đó.
Toàn bộ phép thử được tiến hành ở điều kiện khí hậu theo TCVN 1966 - 77. Mỗi phép thử được tiến hành trong 5 phút.
5.7.5 Tính toán kết quả
Độ bền nén (db), tính bằng Megapascal (Mpa) được tính theo công thức:
db =
= ![]()
trong đó:
P là lực phá mẫu thử, tính bằng Niutơn;
F là thiết diện ngang của mẫu thử, tính bằng milimét vuông;
Chú thích - Để tính thiết diện ngang của mẫu thử bằng cách dùng panme (5.7.2.2) đo đường kính ở phần giữa mẫu sao cho bề mặt của panme vuông góc với trục của mẫu thử.
d là đường kính của mẫu thử, tính bằng milimét.
Lấy giá trị độ bền nén của mỗi mẫu thử đến số hạng thứ nhất sau dấu phẩy. Kết quả là giá trị trung bình số học của 3 mẫu thử.
Báo cáo kết quả thử bao gồm các thông tin sau:
a) viện dẫn tiêu chuẩn này;
b) các thông tin để nhận biết mẫu thử;
c) mác của vật liệu để sản xuất xương và số hiệu lô hàng;
d) loại và kích thước mẫu thử;
e) mác của máy đo độ bền nén (5.7.2.1);
f) chế độ vận tốc của thanh động máy đo độ bền nén (5.7.2.1);
g) kết quả thử nghiệm;
h) ngày thử nghiệm;
i) người thử nghiệm;
k) các thao tác không qui định trong tiêu chuẩn này cũng như những điều có thể xảy ra mà làm ảnh hưởng đến kết quả thử.
7 Bao gói, ghi nhận, vận chuyển và bảo quản
7.1 Bao gói
Mỗi một xương xốp cacbon được đóng gói trong túi polyetylen, dán kín và xếp vào hộp cactông, mỗi hộp chứa 5 hoặc 10 túi.
7.2 Ghi nhận
Trong mỗi túi có một giấy chứng nhận xuất xưởng, nội dung gồm:
- kích thước của xương;
- khối lượng của xương;
- tên hoặc thương hiệu của nhà sản xuất;
- ngày sản xuất;
- thời hạn sử dụng;
- họ và tên người kiểm tra chất lượng sản phẩm.
Trên mỗi hộp phải dán nhãn, nội dung của nhãn phải ghi rõ:
- số lượng sản phẩm trong hộp;
- tên hoặc thương hiệu của nhà sản xuất;
- địa chỉ của nhà sản xuất;
- ký hiệu và ngày đóng gói.
7.3 Vận chuyển
Xương xốp cacbon được vận chuyển bằng các phương tiện giao thông thông thường.
7.4 Bảo quản
Xương xốp cacbon phải được bảo quản trong kho thông thoáng, không để trực tiếp trên sàn nhà, tránh khả năng bị tác động bởi các yếu tố cơ học. Không được để nhiễm tạp chất hoá học và các chất khác.
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8023:2009 (ISO 14971:2007) về Trang thiết bị y tế - Áp dụng quản lý rủi ro đối với trang thiết bị y tế
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8022-1:2009 (ISO 7396-1 : 2007) về Hệ thống đường ống khí y tế - Phần 1: Hệ thống đường ống cho khí nén y tế và chân không
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8022-2:2009 (ISO 7396-2 : 2007) về Hệ thống đường ống khí y tế - Phần 2: Hệ thống xử lý thải khí gây mê
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13394:2021 (ISO/TR 14283:2018) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Nguyên tắc cơ bản về an toàn và tính năng
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13393:2021 (ISO 16428:2005) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Dung dịch thử nghiệm và điều kiện môi trường đối với thử nghiệm ăn mòn tĩnh và ăn mòn động trên vật liệu cấy ghép và thiết bị y tế
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13400-3:2021 (ISO 13175-3:2012) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Phosphat canxi - Phần 3: Các chất thay thế xương hydroxyapatite và beta-tricanxiphosphat
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13389:2021 (ISO 15675:2016 With Amd 1:2020) về Vật cấy ghép tim mạch và các cơ quan nhân tạo - Hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể - Bộ lọc máu đường động mạch
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13390:2021 (ISO 15674:2016 WITH AMD 1:2020) về Vật cấy ghép tim mạch và các cơ quan nhân tạo - Hệ thống vỏ cứng chứa máu tĩnh mạch/máu hút từ vùng mổ tim (có/không có màng lọc) và các túi mềm chứa máu tĩnh mạch
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13403:2021 (ISO 12189:2008) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Thử nghiệm cơ học thiết bị cấy ghép cột sống - Phương pháp thử mỏi dùng cho các bộ cấy ghép cột sống sử dụng cấu trúc đỡ trước
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13391-1:2021 (ISO 5834-1:2019) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Nhựa polyetylen siêu cao phân tử - Phần 1: Dạng bột
- 1 Luật Tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật 2006
- 2 Quyết định 39/2003/QĐ-BKHCN ban hành Tiêu chuẩn Việt Nam do Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành
- 3 Nghị định 127/2007/NĐ-CP Hướng dẫn Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1966:1977 về khí hậu chuẩn dùng trong đo lường và thử nghiệm
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8023:2009 (ISO 14971:2007) về Trang thiết bị y tế - Áp dụng quản lý rủi ro đối với trang thiết bị y tế
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8022-1:2009 (ISO 7396-1 : 2007) về Hệ thống đường ống khí y tế - Phần 1: Hệ thống đường ống cho khí nén y tế và chân không
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8022-2:2009 (ISO 7396-2 : 2007) về Hệ thống đường ống khí y tế - Phần 2: Hệ thống xử lý thải khí gây mê
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13394:2021 (ISO/TR 14283:2018) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Nguyên tắc cơ bản về an toàn và tính năng
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13393:2021 (ISO 16428:2005) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Dung dịch thử nghiệm và điều kiện môi trường đối với thử nghiệm ăn mòn tĩnh và ăn mòn động trên vật liệu cấy ghép và thiết bị y tế
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13400-3:2021 (ISO 13175-3:2012) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Phosphat canxi - Phần 3: Các chất thay thế xương hydroxyapatite và beta-tricanxiphosphat
- 11 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13389:2021 (ISO 15675:2016 With Amd 1:2020) về Vật cấy ghép tim mạch và các cơ quan nhân tạo - Hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể - Bộ lọc máu đường động mạch
- 12 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13390:2021 (ISO 15674:2016 WITH AMD 1:2020) về Vật cấy ghép tim mạch và các cơ quan nhân tạo - Hệ thống vỏ cứng chứa máu tĩnh mạch/máu hút từ vùng mổ tim (có/không có màng lọc) và các túi mềm chứa máu tĩnh mạch
- 13 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13403:2021 (ISO 12189:2008) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Thử nghiệm cơ học thiết bị cấy ghép cột sống - Phương pháp thử mỏi dùng cho các bộ cấy ghép cột sống sử dụng cấu trúc đỡ trước
- 14 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13391-1:2021 (ISO 5834-1:2019) về Vật cấy ghép phẫu thuật - Nhựa polyetylen siêu cao phân tử - Phần 1: Dạng bột