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關(guān)于臨床前體內(nèi)評估臨界尺寸段骨缺損的標(biāo)準(zhǔn)指南
部分翻譯：柚子西瓜
Intro:本標(biāo)準(zhǔn)為現(xiàn)行最新的組織工程醫(yī)療產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，針對骨科生物材料大體積骨缺損修復(fù)評價做了一個詳細(xì)的闡述。
1. 范圍
1.1 本指南涵蓋了用于評估旨在修復(fù)或再生骨骼的組織工程醫(yī)療產(chǎn)品（TEMPs）的體內(nèi)評估的一般指導(dǎo)原則。本指南包含的TEMPs可能由天然或合成生物材料（生物相容性和生物可降解性）或其復(fù)合物組成，并可能含有細(xì)胞或生物活性劑，如生長因子、合成肽、質(zhì)?；騝DNA。本指南描述的模型是段骨缺損的臨界尺寸，根據(jù)定義，如果不進(jìn)行治療，這些缺損將不會填充有活性組織。因此，這些模型代表了一種嚴(yán)格的測試，用于評估材料誘導(dǎo)或增強(qiáng)骨生長的能力。
1.2 指南包括對各種動物模型的描述和理由，包括大鼠（鼠類）、兔（兔類）、狗（犬類）、山羊（山羊類）和綿羊（綿羊類）。基于X射線、組織學(xué)和力學(xué)分析的結(jié)果測量方法簡要描述并引用。用戶應(yīng)參考具體的測試方法以獲取更多細(xì)節(jié)。
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5 動物模型
5.1.10 每項(xiàng)研究應(yīng)包括一個空缺損對照組，以確認(rèn)該模型是臨界尺寸缺損。如果/一旦該模型被非常好地表征，應(yīng)考慮使用歷史數(shù)據(jù)代替實(shí)際的對照動物，以節(jié)省動物數(shù)量，除非這會損害研究的目標(biāo)。例如，在關(guān)鍵的臨床前概念證明研究中，同時對照可能是合適的。
5.1.11 一般推薦使用單側(cè)缺損模型。這對于使用四肢承重的動物的承重部位尤其如此（尤其是山羊、綿羊和馬）。
5.1 缺損尺寸：
5.1.1 人類的大部分骨折傷害發(fā)生在長骨上。因此，動物模型中常用在長骨上制造的缺損來評估骨修復(fù)/再生。
5.1.2 原則上，臨界尺寸缺損可以在骺端和干骺端位置實(shí)現(xiàn)。為了本指南的目的，只描述在長骨干骺端部分制造的缺損。
5.1.3 動物種類之間存在顯著的差異，包括動物的大小和重量、解剖結(jié)構(gòu)和步態(tài)，從而影響缺損部位的動力學(xué)、活動范圍和機(jī)械力。這些因素影響骨的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)。這些因素在骨受傷或疾病時的反應(yīng)中起著重要作用。用戶應(yīng)仔細(xì)考慮適合植入TEMP的研究階段的動物模型。5.1.4 機(jī)械負(fù)荷已被證明會影響骨修復(fù)。在機(jī)械生物學(xué)因素中，間歇性靜水壓和負(fù)荷應(yīng)力在調(diào)節(jié)骨發(fā)育和維持以及骨退化方面起著重要作用。機(jī)械負(fù)荷的程度或持續(xù)時間對植入TEMP和周圍原生骨的影響因解剖部位而異。選擇評估植入物的缺損部位時，應(yīng)考慮機(jī)械負(fù)荷對植入物性能的影響。
5.1.5 建議選擇適當(dāng)?shù)奈锓N和解剖部位，其尺寸足夠大，能夠充分研究和優(yōu)化預(yù)期用于人類使用的配方、設(shè)計(jì)、尺寸和相關(guān)儀器，特別是在開發(fā)后期。
5.1.6 較大的動物可能更適合研究在缺損和位置上的修復(fù)，這些缺損和位置更接近于人類。5.1.7 較大的缺損尺寸通常需要一種固定方法來固定植入物，從而減少植入物移位。植入物固定方法可能對周圍宿主組織和修復(fù)組織產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，在不需要固定的模型中測試TEMP的設(shè)計(jì)差異應(yīng)考慮到結(jié)果的解釋，以及需要固定的較大動物模型和人類的預(yù)期結(jié)果。
5.1.8 對于每個物種，臨界尺寸缺損被定義為動物在沒有干預(yù)的情況下無法修復(fù)的最小缺損尺寸。臨界缺損的尺寸通常因物種而異，應(yīng)在設(shè)計(jì)植入物尺寸和固定方法時仔細(xì)考慮。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，缺損（通過截骨）的長度至少應(yīng)等于所選骨骼直徑的1.5倍（1, 2）。4 一些作者建議至少是所選骨骼直徑的兩倍（3）。
5.1.9 切除骨段的骨膜是否仍然存在可能影響骨缺損內(nèi)的愈合。在大多數(shù)臨界尺寸段骨缺損研究中，通常去除骨膜。是否去除骨膜應(yīng)在報(bào)告結(jié)果時說明。
5.2 處理：
5.2.1 植入物由于跳躍和奔跑而暴露于極端和高度變化的機(jī)械力，可能導(dǎo)致結(jié)果測量的變異性增加。
5.2.2 使用負(fù)重與非負(fù)重模型時可能出現(xiàn)的結(jié)果差異應(yīng)仔細(xì)考慮。
5.3 染色體性別：
5.3.1 由于循環(huán)類固醇對軟骨和骨代謝和再生的影響，應(yīng)考慮染色體性別的選擇。不應(yīng)使用哺乳期的動物。為了模擬骨質(zhì)疏松的情況，有時可能需要使用老年或去卵巢的雌性動物（尤其是大鼠）。
5.3.2 建議染色體性別在隊(duì)列內(nèi)保持相同，并且需要報(bào)告。研究者應(yīng)意識到性別之間可能存在差異，并且需要建立適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)功效。
5.4 年齡：
5.4.1 骨在生長過程中經(jīng)歷了代謝和重塑的動態(tài)變化。由于這些生理過程對組織修復(fù)的影響，應(yīng)使用骨骼成熟的動物。隊(duì)列應(yīng)具有融合的骺端生長板。骨骼成熟度因物種而異，如有必要，可通過X射線確定。
5.4.2 老年動物更容易出現(xiàn)骨質(zhì)疏松，并且修復(fù)骨缺損的能力降低。如果預(yù)期TEMP評估中特定條件很重要，則應(yīng)使用適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀?/p>
5.4.3 間充質(zhì)干細(xì)胞庫、生長因子反應(yīng)性和細(xì)胞代謝活性通常隨著年齡的增加而降低。因此，依賴原生細(xì)胞數(shù)量和活性的修復(fù)過程可能在老年動物中部分受損。
5.5 飲食或并發(fā)病：
5.5.1 一般情況下，研究是在正常飲食條件下用健康動物進(jìn)行的。然而，氟化物、維生素D和/或鈣的缺乏已被報(bào)道可以模擬特定的骨病狀態(tài)。在考慮治療可能影響骨修復(fù)的全身性疾病患者時，可能適合使用模擬所考慮的疾病或條件的非臨床模型。
5.6 研究持續(xù)時間：
5.6.1 研究的長度取決于TEMP的開發(fā)階段、使用的物種、缺損的大小以及植入物的組成和設(shè)計(jì)。
5.6.2 在大鼠和兔子中，小缺損植入八到十二周，可以提供有關(guān)植入物的駐留時間、TEMP的固定以及修復(fù)類型的信息。
5.6.3 使用較大的動物（狗、綿羊、山羊），八到十二周的研究期限僅限于提供有關(guān)生物相容性、早期細(xì)胞反應(yīng)性以及植入物在缺損中的持續(xù)性和狀態(tài)的信息。
5.6.4 通常需要超過三個月的時間，才能根據(jù)組織學(xué)結(jié)果測量對骨修復(fù)或再生程度的成功程度有信心。
5.6.5 根據(jù)研究目的，可能有必要在完全愈合之前評估研究中的一個或多個隊(duì)列。當(dāng)將一種新材料與標(biāo)準(zhǔn)材料（如自體移植）進(jìn)行比較時，這可能是有興趣的，因?yàn)橹委熃M之間的差異可能達(dá)到一個短暫的最大值，然后隨著時間的推移而減小。一般來說，需要根據(jù)統(tǒng)計(jì)功效匹配索賠和研究結(jié)束。
5.7 動物數(shù)量：
5.7.1 每組需要使用統(tǒng)計(jì)顯著的動物數(shù)量。所需數(shù)量取決于所使用動物之間的固有變異性、將要進(jìn)行的手術(shù)程序的一致性、評估方法的準(zhǔn)確性、動物在研究期間的預(yù)期消耗率以及用于分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)技術(shù)（3）。另一個重要因素可能是研究目標(biāo)（例如，與空缺損相比的一般可行性/有效性，或不同結(jié)構(gòu)之間的可比性），以及治療的變異性（例如，細(xì)胞/因子負(fù)荷、植入物尺寸）。如果相應(yīng)模型已經(jīng)建立良好（文獻(xiàn)或初步研究結(jié)果），則可以從現(xiàn)有數(shù)據(jù)中確定組大小。對于一個初步研究，如果將組織學(xué)和力學(xué)測試作為評估方法，那么每組六到八只可能是合適的（3）。關(guān)于文獻(xiàn)中報(bào)告的組大小，請參見附錄X1。
