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第三章
医用耗材使用安全风险评价
第一节 风险评价的基本概念
一、风险评价的定义与维度
根据YY/T 0316-2016《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》、GB/T 23694-2013《风
险管理术语》等相关标准解释，风险评价（risk evaluation）的定义是：将估计的风险与给
定的风险准则进行比较，以决定风险可接受性的过程。其中，风险估计（risk estimation）
是用于对伤害发生概率和伤害严重度赋值的过程。
（一）风险概率
风险概率是指对事件发生机会的度量。常用0 到1 之间的数字表示，0 表示不可能发
生，1 表示确定发生。概率估计要包括环境和从初始原因发生到伤害出现的全部事件序列。
在考虑伤害概率时需考量隐含着的暴露概率，如果没有暴露在危险（源）中，则没有伤害，
因此考虑伤害概率时宜考虑暴露的水平或范围。在概率估计时，主要包括如下四个方面：
（1）危险情况是否发生在产品未失效时？
（2）危险情况是否发生在产品损坏条件下？
（3）危险情况是否发生在产品多重损坏条件下？
（4）危险情况导致伤害的可能性有多大？
与上市前的概率估算相比，上市后能收集到真实世界的风险数据，比如不良事件报告、
投诉等。危险情况导致伤害的可能性受到医疗器械生命周期和市场上估计的器械数量的影
响。如果能获得市场上的器械数量或用械次数，则伤害概率是可计算的。如果涉及单位时
间内的伤害数量，则频率的描述可能比概率更为合适。对上市前已识别的风险，如果在上
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医用耗材使用安全风险管理
市后重复出现，需将计算的概率与上市前预估的概率进行比较，考察该概率的差异和变化。
对上市后新发现的风险，需重点评估其影响并更新风险管理文档。
在风险管理实践中，虽然概率事实上是连续的，然而在实践中可以使用离散的数据分级。按
照概率估计中期望的置信度，决定需要多少概率分级。概率至少宜分三级以便于决策，置信度越
高，所使用的概率分级越多。概率分级可以是描述式的或符号式的，宜明确地定义概率范畴，以
避免含义混淆。概率分级可以采用描述方式，例如，在医用耗材的生命周期内不希望发生、很少
发生、经常发生，或者采用符号标记，例如P1、P2 等。在描述时要明确地定义概率范畴，以便
其含义不存在混淆或歧义，例如对概率的不连续分级赋予一个数值范围等（表3-1）。
表3-1 概率定性分级的简化示例
术语对应描述
高很可能发生、经常发生、频繁发生
中发生，但不频繁
低不太可能发生，稀少、罕见
（二）严重度
严重度是对危险（源）可能后果的度量。为了进行潜在伤害严重度的分类，宜使用适
用于医疗器械的描述语。在实践中常使用非连续的严重度分级，要决定分成几级和如何定
义。严重度水平可以是描述式的或符号式的，每一级都宜给予明确的定义。需在明确规定
的使用条件下，为特定的医疗器械选择严重度水平并说明理由。
对上市前已识别的风险，如果在上市后重复出现，需将实际伤害的严重度与上市前预
估的严重度进行比较，考察其差异和变化。对上市后新发现的风险，需重点评估其影响并
更新风险管理文档。
为了对潜在伤害严重程度进行分类，可以使用恰当描述用于严重度估计。在实践中，
往往采用非连续的严重度分级简化分析，将严重度估计分成若干级。与概率水平类似，严
重度水平可以是描述式的（表3-2）。例如，不需要医疗介入、需要医疗介入、需要住院治
疗、引起死亡等，也可以是符号表示，如S1、S2 等，每种符号都需要给予明确定义。在任
何情况下，严重度描述都不应包括概率因素。
表3-2 严重度定性分级示例
术语对应描述
严重死亡或功能或结构的丧失
中等可恢复的或较小的伤害
可忽略不会引起伤害或轻微伤害
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医用耗材使用安全风险评价 第三章
（三）可探测度
可探测度是指在系统或用户受影响前识别和消除失效的估计概率。较低的可探测度将
导致较高的风险，处理失效模式的优先级较高。当采用失效模式法时，应对探测到失效的
可能性进行评估，即设计特性、辅助工具或验证过程能够及时探测潜在失效模式的可能性。
在过程应用中，可探测度指在失效传递到下道工序或最终产品输出前，一整套的现场过程
控制能探测到失效并将其隔离的可能性。
对于一些产品，可探测度也许很难估算，在实践中常使用非连续的可探测度分级，实
践中要决定需要分成几级和如何定义，为特定的医疗器械选择可探测度水平并说明理由。
（四）风险准则
风险评价准则是风险可接受准则，是用于评价风险重要程度的标准。风险准则体现风
险承受度，即风险大小是否可接受或可容忍。在进行风险评价时，应根据所处的环境和自
身情况，合理确定风险准则。在决定什么风险是可接受时，宜考虑广大利益相关方的风险
认知。由于医疗器械产品的特殊性，自行制定的风险可接受性准则不宜定的过低（如显著
低于行业同类产品的平均水平），且应保证总体风险受益可接受，以保障公众的用械安全。
在建立风险可接受性准则时，使用合理可行降低风险的方法是方便的，即“最低合理
可行”或ALARP（As Low As Reasonable Practicable）。风险在规定的可接受和不可接受两种
情况之间时，考虑接受带来的获益和任何进一步降低风险的成本，选择将风险降低到可行
的最低水平的方案，剩余风险是可接受的。
从产品上市前到产品上市后，其风险准则是一致的。对于上市前已识别的可接受风险，
如果上市后表现出的概率和严重度与预估的发生变化，按照风险准则可能被判定为可降低
或不可接受，此时需做进一步调查和评估，经评审后采取必要的风险控制措施。对上市后
新发现的风险，需按照已建立的风险准则进行判定。所有风险都需在长期的数据收集过程
中对评估结果进行必要的、适时的动态更新，比如周期性的风险管理报告。
二、风险评价的常用工具
评价风险可以借助各种工具，主要包括二维风险图和风险矩阵。
（一）二维风险图
将发生概率和伤害严重度的组合形象化的一种方式是二维风险图。如图3-1 所示，二
维风险图可以直观地在X 轴上表示伤害严重程度，在Y 轴上表示伤害发生概率。对于每一
个危险（源）或危险情况，伤害严重度和发生概率的估计都可在风险图中绘制为一个单独
的点，在图中被标识为被估计的风险（R1，R2，R3……）。二维风险图可提供难以估计风
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医用耗材使用安全风险管理
险的描述，对于后续评估决策是非常有用的。
风险估计情况可以绘制在二维风险图上，将风险图进一步演变可以形成风险矩阵，在
通常情况下，二维风险图或风险矩阵是风险排序的有效工具。
图3-1 二维风险图
（二）风险矩阵
在可以获得适当数据的前提下，应优先考虑定量的风险评价。在缺乏适当数据的情况
下，采用定性方法也可以满足风险评价需要。定性分析的一个典型方法是使用N×M 矩阵
来描述与每一个危险情况有关的风险概率和严重度，其中概率分为N 级，严重度分为M
级。矩阵的每一个方格代表可能风险的全部要素的一个子集，各方格对可能概率的范围和
可能后果的范围进行了划分（表3-3）。
表3-3 定性的3×3 风险矩阵示例
可忽略中等严重
高R1 R2
中R4 R5
低R3
由于不能准确地确定概率值，但可以估计概率的变化范围（如数量级），因此，可以采
用半定量的方式进行分析。对于不同的产品类别，概率定义可以不同。根据使用情况，概
率应该采用合适的度量。概率的尺度可以包括“每次使用的伤害概率”“每个医用耗材的伤
害概率”“每使用单位时间的伤害概率”等。
在分析发生概率时，如下五种因素的统计十分重要：
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医用耗材使用安全风险评价 第三章
（1）特定医用耗材使用的频率如何？
（2）医用耗材的使用寿命如何？
（3）使用对象和患者群体。
（4）使用对象和患者数量。
（5）使用对象和患者暴露时间及暴露环境条件。
将风险估计结果填入矩阵对应的空格中。对于严重度水平而言，数字量化较为困难。
如表3-4 为严重度定性分5 级示例。
表3-4 严重度定性分5 级的示例
术语对应描述
灾难性导致患者死亡
危重导致永久性损伤或危及生命的伤害
严重导致要求专业医疗介入的伤害或损伤
轻度导致不需要专业医疗介入的暂时伤害
可忽略不便或暂时不适
除了3×3 或5×5 外，还可以应用其他矩阵，多于五分级的矩阵要求更多数据，从而
有效地区分各个等级。如何选择矩阵以及对应的分级结果应该记录在风险管理文档中。需
要特别指出的是，均衡的矩阵不是必需的，在某些特定的应用情况下，4×5 的矩阵可能更
为有效（图3-2，表3-5）。
表3-5 半定量概率分级的示例
术语对应描述
经常≥10-3
有时＜10-3且≥10-4
偶然＜10-4且≥10-5
很少＜10-5且≥10-6
非常少＜10-6
ISO/IEC 指南对风险的定义是：损害发生概率与损害严重程度的结合。医疗器械风险是
由其本身（设计、材料、工艺和各种电磁辐射等）的危害，导致对人、环境、财产的损害
而成为风险，其贯穿于设计、制造、运输、使用以及报废的全过程。在用医疗器械的风险
存在于3 个维度。第一层是产品风险，由其本身设计、材料、工艺和各种电离辐射等危害
产生；第二层是系统风险，这是由于临床使用的医疗器械是多种产品集成的系统，所以系
统风险需考虑系统的安全与有效性；第三是体系风险，也就是由人（患者、医务人员）、机
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医用耗材使用安全风险管理
（系统）、环境、管理四方面形成一个系统，系统风险需综合考虑其临床使用过程中的可靠
性和可用性。
图3-2 医院视角的医用耗材安全风险评价矩阵示例
第二节 医用耗材使用安全风险评价分类与方法
一、医用耗材使用安全风险评价重点
根据《医疗器械监督管理条例》相关规定，国家对医疗器械按照风险程度实行分类管
理，其中：
第一类是风险程度低，实行常规管理可以保证其安全、有效的医疗器械。
第二类是具有中度风险，需要严格控制管理以保证其安全、有效的医疗器械。
第三类是具有较高风险，需要采取特别措施严格控制管理以保证其安全、有效的医疗
器械。
很多医用耗材，尤其是介入、植入性医用耗材都属于第三类高风险医疗器械，是使用
评价的重点。
根据《医疗器械监督管理条例》，评价医疗器械风险程度，应当考虑医疗器械的预期目
的、结构特征、使用方法等因素。医用耗材使用安全性评价还要考虑这些因素对临床使用
环节的影响，包括使用行为和患者个性化因素评价。
二、医用耗材使用安全风险评价分类
评价医用耗材安全风险的目的是保障临床使用安全性。对于医用耗材使用安全风险管
理而言，应该在临床应用的整个生命周期内，建立和保持一个持续的风险管理的过程，识
别与临床使用安全相关的危险（源），评价相关的风险，控制上述风险并监视上述控制措施
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医用耗材使用安全风险评价 第三章
的有效性。因此，在医用耗材全生命周期不同时段要开展不同侧重内容的评价，考虑的风
险因素更加复杂，从评估实施阶段的角度，大体上可以分为医用耗材上市前的风险评价、
医用耗材使用准入风险评价、医用耗材临床使用前患者风险评价、医用耗材上市后风险再
评价4 大类。
（一）医用耗材上市前的风险评价
医用耗材上市前的风险评价是医疗器械上市审批的必要环节，医用耗材注册人在设计
研发、生产过程中要预先考虑各种危害，采取必要措施，降低风险。最后，评价产品风险
是否可接受。上市前的风险评价主要由生产企业针对某一上市产品的安全性开展多维度评
价，包括理化性能评价、生物学评价、临床评价。
1. 理化性能评价 在产品设计阶段，评价医用耗材选择的材料的物理化学性能，包括
材料的强度、化学成分、分子结构、抗疲劳性、可降解性以及可能对患者造成的危害等。
可以定性、定量的分析评价，如骨科植入物；各种电极、导管、支架；各种无菌医用
耗材等。对有源医用耗材，如植入式心脏起搏器，还需要评价电气性能、可靠性、电池使
用寿命等。同时，还需评价性能失效后患者的安全性。
2. 生物学评价 医用耗材，尤其是接触人体、介入、植入性耗材是直接作用于人体、
对安全性有严格要求的生物材料，其生物特性与安全性密切相关，是潜在的生物学危险
（源），必须对其生物安全性作出评价。例如，急性毒性，对皮肤、眼睛和黏膜的刺激，溶
血和形成血栓；长期毒性，慢性毒性反应、致敏性、致癌性、生殖毒性等；植入性耗材的
生物相容性、排异性、过敏反应等。医用耗材的生物学评价是预期应用于人体后会产生的
风险评价，通过模拟试验、动物试验等，对医用耗材应用于人体的安全性作出评价。
3. 临床评价 医用耗材临床评价是指临床文献资料、临床实践数据、临床试验结果对
产品性能、安全性作出评价。临床评价采集的有利数据和不利数据都应该纳入评价。临床
评价应对产品的适用范围、使用方法、禁忌证、防范措施、信息警告进行最后确认。
医用耗材上市前的临床评价样本由医用耗材生产厂家产品上市前完成。医用耗材在临
床使用环境下会出现新的风险因素，例如发生不良事件、使用安全事件，可能是生产上市
前的风险评估中没有发现的，所以，有必要对安全（不良）事件发生后（但没有结束），事
件会造成的危害的可能性或后果的严重性进行评估，这样会改变原先评估的结果，使用中
安全的风险评估会增加新内容，也是发生医疗器械不良事件后的再评价。
（二）医用耗材使用准入风险评价
现代化医院的发展，离不开新技术的引入和新项目的开展。遴选各种技术先进的医用
耗材，尤其是新颖的高值耗材的使用，支持新技术项目发展时，准入风险评价也不可或缺。
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医用耗材使用安全风险管理
在准入前需要对其有效性、安全性两个方面给以客观、科学的评价。在遴选和使用医用耗
材时如果仅仅从价格和广告宣传的效果为依据，忽视使用安全性评价问题，可能对患者和
医护人员造成不必要的伤害事件。
1. 医用耗材使用安全的特征评价 各类医用耗材可能影响使用安全的特征是不同的。
影响医用耗材使用安全特征的识别，需要通过对与使用准入相关的安全特征进行评价。其
中包括：
（1）医用耗材使用的目的和方法：考虑因素包括：用于疾病诊断、预防、监护、治疗
或缓解；用于对创伤或残疾的补偿、生理结构替代、改进等；使用适应证（患者的群体）；
是否用于生命支持或维持。
（2）临床使用具备的条件评价：医用耗材安装、使用是否要求专业培训或专门的技能
以及提供使用安全信息。考虑因素包括：一些医用耗材使用技术依赖性或新使用的医用耗
材，医用耗材制造商是否直接提供技术支持？临床使用人员（安装人员、使用医护人员）
是否需要进行培训？是否有可能由不具备必要技能的人员操作？
（3）可用性和可操作性评价：产品设计的人机工程学特性、可用性特征是否增加使用操
作难度或造成错误使用的可能性？是否对使用环境、操作人员的技术资质和技能有特殊要求？
2. 技术风险评价 对一些新上市的医用耗材或新推广使用的医用耗材，在临床准入时
的技术风险需要进行评价，包括技术的成熟程度，使用中可能发生的安全不良事件、可预
期的并发症、非预期的副作用；植入和介入耗材使用的材料的生物兼容性；产品召回信息、
医疗器械警戒信息进行整合评价，或者通过影响医用耗材使用安全特征的识别评价。
3. 横向对比评价 在医用耗材准入遴选产品时，还要进行同类产品不同品牌之间的横
向对比评价。不能仅仅比较价格，在使用安全性、可用性方面要进行对比评价。主要通过
不同渠道收集不同产品的临床使用信息，包括国内外医疗器械不良事件数据库、管理部门
发布的公告、权威刊物的文献报道、专家的意见等，也可以采用不同品牌产品现场使用对
比评价，尽量作出综合定性的评价结果，作为准入遴选的客观依据。
（三）医用耗材临床使用前患者风险评价
医用耗材临床使用时，同一种医用耗材对不同患者使用风险是不同的，使用前需要针
对患者进行个性化的风险评价。内容包括患者的年龄、生理心理状态、生命体征以及既往
病史等进行评价，如新生儿、儿童、孕妇和老年患者；既往病史：高血压、糖尿病、心脏
病患者；特殊体征：过敏、血管缺陷；适应证和禁忌证；耗材选择什么类型、什么规格型
号，可能会出现的不良事件或可预计的并发症以及可能产生的后果等。
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医用耗材使用安全风险评价 第三章
（四）医用耗材上市后风险再评价
国家市场监督管理总局、国家卫生健康委员会联合发布《医疗器械不良事件监测和再
评价管理办法》（简称新办法）后，进一步强化了医疗器械的上市后监管。国际发达国家和
地区始终关注医疗器械上市后风险评估的科学方法。医疗器械全球协调工作组（GHTF）最
早于2003 年发布了关于医疗器械不良事件的趋势分析方法，欧盟关于医疗器械警戒系统的
指南文件引用了该方法，2017 年的欧盟新法规则对注册人明确提出了趋势报告的要求。美
国FDA 的法规虽未明确医疗器械上市后风险评估的方法，由注册人选择科学适宜的方法
进行风险管理，同时参与美国医疗器械创新联盟（MDIC）的相关技术研究工作，该联盟于
2016 年发布了采用风险分数法定量化评估医疗器械上市后风险的指导性文件。
产品上市后的风险再评价包括，特别是：①上市后是否有先前没有认识到的风险出现；
②上市前估计的风险在上市后是否不再是可接受的。
医用耗材从产品上市前到产品上市后，其风险准则是一致的。对于上市前已识别的可
接受风险，如果上市后表现出的概率和严重度与预估的发生变化，按照风险准则可能被判
定为可降低或不可接受，此时需做进一步调研、分析和评价，采取必要的风险控制措施。
对上市后新发现的风险，需按照已建立的风险准则进行判定。所有风险都需在长期的数据
收集过程中对评估结果进行必要的适时的动态更新，如周期性的风险管理报告。
上市后风险评价时，首先需判断是否上市前风险分析中已经涵盖上市后出现的问题，
如果该问题没有在上市前风险分析中出现，或者根据上市后数据估算的发生概率或严重度
与上市前分析的不一致，则该问题需要重新分析评估风险。上市后风险分析仅适用于分析
与使用已上市医疗器械有关的危害处境。评估风险时，发生概率可基于受影响的产品批次
或序列号、型号等。
所有的上市后风险评价都需要临床或医学专家的判断，由临床专家评估上市前采取的
风险控制措施是否仍然充分、有效。用于风险分析或评估的假设，包括临床专家和医学专
家的意见，都需要作为风险评价文件的一部分被文件化。
三、 医用耗材使用安全风险评价方法
在当前认知水平下，针对医用耗材使用风险，主要四种相对较为适用的风险评价方法，
分别是风险矩阵法、失效模式法、风险评分法、趋势分析法。
（一）风险矩阵法
1. 方法介绍 风险矩阵法主要参考YY/T 0316-2016《医疗器械 风险管理对医疗器械
的应用》和GB/T 27921-2011《风险管理 风险评价技术》，是对多个风险进行优先排序的
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医用耗材使用安全风险管理
有效工具。风险准则表现为矩阵中划分的不同区域，根据不同风险在矩阵中所处的区域，
直观地显现风险的分布情况。
风险矩阵法在医疗器械上市前的应用相对较为普遍，可对医疗器械产品进行全面风险
评价，判断所有识别出的风险的可接受程度，形成风险管理报告。产品上市后，风险矩阵
法的全面评价可用于风险管理报告的更新、定期风险评价报告的撰写等场景。在日常风险
管理工作中，遇到个别特异性风险，也可采用风险矩阵法开展评价，如预警信号、聚集性
信号等的处理。
2. 建立风险评价矩阵 在应用风险矩阵法时，首先应建立风险评价矩阵构成的风险准
则。如果医疗器械产品上市前已建立风险矩阵法用于风险评价，上市后可沿用上市前的风
险准则。
风险评价矩阵中包括严重度和概率两个维度，需确定严重度水平和概率水平的分级，
然后确定严重度水平和概率水平的组合得到的不同区域，例如可接受区域、可降低区域、
不可接受区域，或者高风险区域、中风险区域、低风险区域，等等。应根据具体产品的技
术特点，建立适宜的风险评价矩阵，并明确不同矩阵区域对应的后续处置方式。
3. 风险分类 风险矩阵法是对多个风险进行优先排序的有效工具，对不同风险的识
别和分类是风险评价的重要环节，如何分类由执行人自行决定。风险分类的方式之一是
参考YY/T 0316-2016《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》中的表E.3“危险（源）、
可预见的事件序列、危险情况和可能发生的伤害之间的关系”，制订合适的表格进行分类
并编号记录。
根据我国医疗器械法规的要求，产品在上市前应当已经识别了大部分风险，并对风险
进行了分类，形成了风险管理报告，是上市后风险评价的基础。医疗器械产品上市并收集
到包括投诉、不良事件报告等在内的风险数据后，需对数据进行分类，并判断是否为已识
别的风险及风险的类别。如果是上市后新出现的风险类别，需给予编号并补充在风险管理
文档中。
4. 判定严重度和概率等级 根据收集的风险数据识别其风险类别后，需判定每个类别
风险的严重度等级和概率等级（表3-6）。
严重度等级判断存在一定的主观因素，建议组织技术团队共同完成，必要时请医疗专
业人士共同参与。概率等于风险数据总量除以产品总量或使用次数，上市后的风险数据虽
然能明确计数，但如果考虑时间周期（比如月度、季度、年度、注册周期、寿命周期等）、
生产工艺（生产、灭菌等）等的影响，产品数量或使用次数的计算方式不同，会得到不同
的概率计算结果，在风险评价前需先根据情况明确计算方式。
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医用耗材使用安全风险评价 第三章
表3-6 伤害严重度分级定义
伤害严重度
定义
伤害严重度
定义
对患者/操作员/服务人员的潜在伤害对财产/环境的潜在损坏、破坏
危及生命的伤害可导致死亡的伤害灾难性损坏
可能引发火灾或其他财产损
坏，继而可能导致死亡或危及
生命的伤害；广泛、不能挽回
的环境破坏
永久性伤害
身体功能的不可逆损伤或身体结构的不
可逆伤害，包括需要医疗或外科干预以
防止不可逆损害或伤害的任何损伤
严重
损坏
可导致医疗设施长期关闭的设
施/设备损坏；不能挽回的环境
破坏；严重违反职业健康、安
全或环境法律、法规
医学可逆伤害
可通过医疗或外科干预逆转的身体损
伤或伤害。
注释：需要通过医疗干预来防止不可
逆损伤或伤害的伤情被归类为永久性
伤害
重大
损坏
可导致医疗设施短期关闭（例
如由于污染）或需要更换仪器
的损坏；仅在进行专业补救的
情况下才可逆转的环境破坏
临时伤害
无须通过医疗或外科干预即可逆转的
临时损伤或伤害
微小
损坏
不会造成设施关闭或 IVD 仪器损
失但可能需要维修的损坏；无须
补救即可逆转的环境破坏
可忽略伤害
仅被视为困扰或不便的轻微或短时医
疗投诉
可忽略
损坏
并未给设施、设备或环境造成
明显影响
概率是指危险情况的可能性与事件序列的可能性，包括失效原因、失效模式、系统影响（危
险）和最终影响（危险情况）。可使用恰当表述描述失效原因或失效模式的频率（例如百分比、
百万分之几、每1 000 次测试的失效数、每个产品的失效数等），以帮助预估概率（表3-7）。
表3-7 概率（可能性）分级定义
定性水平
可能性水平定性定义
极有可能预计事件发生率很高
频繁预计事件会经常发生
偶尔预计事件有时会发生
很低预计事件不会发生，但在极少数情况下会发生
极不可能基于目前所知，预计事件不会发生
5. 判定风险程度 对于每个类别的风险，完成其严重度等级和概率等级的判定后，需
根据严重度和概率的组合判断每个类别风险在风险评价矩阵中所处的位置以及对应的风险
程度，如高、中、低。上市前或上一次风险管理报告中已识别并控制的风险，其剩余风险
理论上已控制到可接受范围，但无法杜绝临床过程中再次出现，应重新判断是否由可接受
100
医用耗材使用安全风险管理
风险升级为可降低或不可接受风险。上市后新出现或识别的风险，根据风险准则判断其风
险的水平和可接受性。
6. 风险管理 利用风险矩阵法完成风险评价后，对不可接受或可降低的每一类风险，
需结合法规要求和实际情况经评审后采取适宜的控制措施。风险评价过程和结果应妥善记
录和保存，并体现在周期性风险管理报告中。
（二）失效模式法
1. 方法介绍 失效模式法主要参考GB/T 7826-2012《系统可靠性分析技术 失效模式
和影响分析（FMEA）程序》、YY/T 0316-2016《医疗器械 风险管理对医疗器械的应用》
和GB/T 27921-2011《风险管理 风险评价技术》。
失效模式法可分为两类，分别是FMEA（失效模式和影响分析）和FMECA（失效模式、
影响及危害性分析）。FMEA 与风险矩阵法较为类似，考虑严重度等级和概率等级两个维度，
但另外考虑了失效探测方法的影响。FMECA 考虑严重度等级、概率等级、可探测度等级三个
维度，可看作三维风险矩阵法，此外可采用风险优先数（RPN）的量化方法（图 3-3）。
􁝹􀑶􀜶
􀮄􀴬􀤧
􀔚􀥍􀖵
􀑣􀱙􀜶
􀮄􀴬􀤧
􀔚􀥍􀖵
􁝷􀍜􁮪
􁬎􁊅􁌖
􀑻􀟷􁮪
􁬎􀬄􀑻
􀬇􀮮􁝗
􀑪
􀟰􀨾􁮪
􁬎􀬄􀑻
􀬇􀮮
􁝷􀍜􀒓
􀍯􁮪􁬎
􀩲􀑅􀜶􀮄
􀴬􀤧􀊸􀥍
􀖵􀑣􀱙
􀪈􀕮
图3-3 失效模式法分析流程
失效模式法在医疗器械全生命周期各个阶段的应用相对较为普遍，比如设计开发阶段
的dFMEA、生产过程的pFMEA、上市后风险评价等。失效模式法可对医疗器械产品进行
全面风险评价，判断所有识别出的失效风险的可接受程度，形成风险管理报告。产品上市
后，失效模式法的全面评价可用于风险管理报告的更新、定期风险评价报告的撰写等场景。
在日常风险管理工作中，遇到个别特异性风险，也可采用失效模式法开展评价，如预警信
号、聚集性信号等的处理。
2. 建立风险准则 在应用失效模式法时，首先应建立相应的风险准则。如果医疗器械
产品上市前已采用失效模式法开展风险评价，上市后可沿用上市前的风险准则。
失效模式法包括严重度、概率、可探测度三个维度，需分别确定严重度水平、概率水
平、可探测度水平的分级，然后确定严重度水平、概率水平、可探测度水平的组合对应的
风险程度，例如可接受、可降低、不可接受，或者高风险、中风险、低风险等等。应根据
具体产品的技术特点，建立适宜的风险准则，并明确不同风险程度对应的后续处置方式。
如采用三维风险矩阵，对应于矩阵中的不同区域。如采用RPN 值，则对应于RPN 值的数
101
医用耗材使用安全风险评价 第三章
值范围，RPN 值越高风险越大越需优先处理。
3. 失效分类 失效模式法的特点之一是，风险数据的分类是按照医疗器械产品的失效
模式（“失效”与“故障”有时可替换使用），应识别产品功能、部件功能、过程步骤等的
所有潜在失效模式，制订合适的表格对失效模式进行分类并编号记录。
如果医疗器械产品上市前已建立失效模式法用于风险评价，则应该已经识别大部分
失效类别，形成了风险管理报告，是上市后风险评价的基础。医疗器械产品上市并收集
到包括投诉、不良事件报告等在内的风险数据后，需对数据进行分类，并判断是否为已
识别的失效及失效的类别。如果是上市后新出现的失效类别，需给予编号并补充在风险
管理文档中。
4. 判定严重度、概率、可探测度的等级 根据上市后收集的风险数据识别其失效类别
后，需判定每个类别失效的严重度等级（表3-8）、概率等级（表3-9）、可探测度等级（表
3-10）。严重度等级、可探测度等级的判断存在一定的主观因素，建议组织技术团队共同
完成，必要时请医疗专业人士共同参与。概率等于风险数据总量除以产品总量或使用次数，
上市后的风险数据虽然能明确计数，但如果考虑时间周期（比如月度、季度、年度、注册
周期、寿命周期等）、生产工艺（生产、灭菌等）等的影响，产品数量或使用次数的计算方
式不同，会得到不同的概率计算结果及等级，在风险评价前需先根据情况明确计算方式。
表3-8 严重度（S）等级定义
严重度功效/性能安全性生产过程患者合规性
5
直接造成安全性高
风险
不符合法规要求；
导致临床失误或混
淆的重大包装/标
签/说明书的失误
4
间接造成安全性高
风险或直接造成安
全性中度风险
包装/标签/说明书
的小失误，不会导
致临床失误
3
性能降低，
无法到达规
格界限
间接造成安全性中
度风险或低安全风
险（直接或间接）
影响产量且会造成下个
组装阶段的报废；需要
重新贴标防止报废
影响日常活
动；患者不
满意
2
性能降低，
可能无法到
达规格界限
可能会需要经验证的返
工程序来防止下个组装
阶段的报废；可能需要
重新贴标以防止报废
患者不便
1
在到达规格
界限的情况
下，有轻微
的性能降低
输出符合标准或图纸，
可能影响后续的组装流
程/贴标，不影响产品
性能，仅影响美观性
只有极端客
户会注意到
102
医用耗材使用安全风险管理
表3-9 概率（可能性Ｏ）的等级定义
可能性描述（定性） 可能性描述（定量） 等级
总是发生，或连续不断地发生≥10% 5
很可能发生，或重复发生≥1%，＜10% 4
偶尔发生，或不频繁发生≥0.1%，＜1% 3
可能发生，但概率很低≥0.01%，＜0.1% 2
不大可能发生＜0.01% 1
表3-10 可探测度（D）的等级定义
可探测度描述等级
失效在其可能造成影响前不能被探测到5
失效在其可能造成影响前不太可能被探测到。如果失效多次发生，经常不能被探测到4
失效在其可能造成影响前可能被探测到。如果失效多次发生，经常能被探测到3
失效在其可能造成影响前很可能被探测到2
失效在其可能造成影响前总是能被探测到1
5. 判定风险程度 对于每个类别的失效模式，完成其严重度等级、概率等级、可探测
度等级的判定后，需根据严重度等级、概率等级、可探测度等级的组合判断每个类别失效
模式在风险准则中的风险程度，比如高、中、低。上市前或上一次风险管理报告中已识别
并控制的失效风险，其剩余风险理论上已控制到可接受范围，但无法杜绝临床过程中再次
出现，应重新判断是否由可接受风险升级为可降低或不可接受风险。上市后新出现或识别
的失效风险，根据风险准则判断其风险的水平和可接受性。
6. 风险评价管理 利用失效模式法完成风险评价后，对不可接受或可降低的每一类失
效风险，需结合法规要求和实际情况经评审后采取适宜的控制措施。风险评价过程和结果
应妥善记录和保存，并体现在周期性风险管理报告中。
（三）风险评分法
1. 方法介绍 风险评分法主要参考美国医疗器械创新协会（Medical Device Innovation
Consortium，简称MDIC，网址为https：//mdic.org/）于2016 年公开发布的技术文件“Medical
Device Quality Metrics：Best Practices Document for Metrics Identified Across the Total Product
Lifecycle”。该文件由美国FDA 官员、行业人士、高校学者共同编写，所述的评价方法可用
于医疗器械产品的全生命周期，包括上市前、生产过程和上市后。
风险评分法的特点是对严重度的不同等级进行加权赋值，关注评价周期内各严重度等
级数据的占比，从而计算获得周期性风险评分，通过风险分数的大小和变化趋势来评价总
103
医用耗材使用安全风险评价 第三章
体风险状况，了解总体风险的性质是否随着时间的推移变得越来越严重，必要时开展深入
分析以扭转异常趋势。对于完整的风险管理而言，风险评分法通常不是独立存在的，由于
不考虑每个特异性风险的独立评价，可作为风险矩阵法或失效模式法等其他方法的补充，
与其他方法配合运用。
2. 确定严重度的分级和加权赋值 严重度的分级和加权赋值（表3-11）是风险评分法
的关键环节，是定量计算风险分数的基础。将严重度分为几个等级、以及每个等级赋值的
权重，根据产品技术特点自主选择，以反映其特定情况下的严重程度之间的相对距离。
表3-11 严重度加权赋值示例
分类
严重度
加权值
严重度定义
死亡20 可能或已经导致死亡
严重损伤10 可能或已经导致严重损伤
故障（功能性故障，如电子性能/机械性能等） 5 可能或已经导致非严重损伤
一般性能投诉 （无须上报监管部门） 1 轻微客户不满，外观问题，无患者损伤
在风险评价中可以利用的某一类医用耗材使用安全特征的分析结果进行风险综合评分，
也可以基于患者因素进行风险综合评分。
1）基于医用耗材使用安全特征的综合评价方法：使用安全特征的综合评价方法比较适
合某一类医用耗材临床使用准入的风险评价或不同耗材、不同规格的对比评价，属于定量
分析方法。医用耗材管理人员可以参考各类医用耗材的安全特征风险评价表，如表3-12，
其中风险考虑因素和权重分值可以根据不同种类的耗材决定。评价结果得分决定综合风险
程度，分值越大表示风险程度越高，风险可接受的分值准则，可以由医院医用耗材管理部
门讨论决定。
表3-12 医用耗材使用安全特征风险综合评价表
使用安全特征风险考虑因素权重分值风险评价分值
1. 使用的目标
1. 用于疾病诊断、预防、监护、治疗等风险；
2. 用于对创伤或残疾的补偿、生理结构替代等；
3. 是否用于生命支持或维持；
4. 对患者的使用适应证风险程度
2. 是否植入患者体内
1. 植入部位的风险程度；
2. 患者群体特征、年龄、体重、活动状态影响；
3. 植入物的老化影响、使用寿命和可逆性
3. 是否和患者或人员
接触
与患者接触的风险程度（表面接触、侵入以及接
触时间长短和频次）
104
医用耗材使用安全风险管理
使用安全特征风险考虑因素权重分值风险评价分值
4. 使用材料或成分
1. 是否成为可能的生物学危险（源）；
2. 是否使用有动物源材等
5. 是否有能量给予患
者或从患者身上获取
1. 使用时是否有能量传递风险；
2 . 是否存在对其的控制、强度和持续时间
等风险；
3. 有不希望的能量输出（光、热、电和辐射能）
6. 使用时是否有物质
提供给患者或从患者
身上获取
1. 物质是供给还是提取，如输液或采血；
2. 是单种物质还是几种物质；
3. 最大和最小传输速率等
7. 一次性使用或可重
复使用
1. 一次性使用是否有重复使用可能；
2. 可重复使用次数和存在的风险；
3. 灭箘方式、方法是否可实现
8. 是否预期和其他医
疗器械、药物、技术
联合使用
是否存在与其他医疗器械、药物、技术的相互作
用有关的潜在风险
9. 环境影响因素
1. 使用后对环境造成的影响；
2. 对物流、存储是否有特殊要求，可否实现；
3. 是否符合使用环境有要求
10. 成功使用是否取
决于人为因素
1. 是否存在可用性特征造成错误使用的可能性；
2. 是否符合对操作人员的资质和技能要求；
3. 是否符合患者使用数据完整和可追溯性
总分得分
2）基于患者因素的风险评价方法：医用耗材使用安全风险与使用对象的因素密切相
关。同一种医用耗材在不同使用对象（患者）产生的风险会不同，使用前需要详细了解和
风险评价，尤其是使用高风险、介入、植入性耗材。医用耗材使用前对患者的风险评价是
个性化的。属于使用适用性评价，详见表3-13。
表3-13 基于患者因素的风险综合评价表
患者使用安全的因素适用性因素评价
影响程度
评价权重
风险评价
分值
1. 年龄、性别
1. 对使用年龄是否要求（婴儿、儿童、老年人）；
2. 对妇女患者使用是否特殊要求
2. 患者体征影响
1. 心电、血压、呼吸状态是否适合使用；
2. 对患者体温是否有影响；
3. 患者感染状况（皮肤、血管等）的风险
3. 特殊体质影响
1. 是否有过敏体质影响使用（患者过敏史）；
2. 是否有影响使用安全的家族史
续表
105
医用耗材使用安全风险评价 第三章
患者使用安全的因素适用性因素评价
影响程度
评价权重
风险评价
分值
4. 患者状态的影响
1. 患者活动状态影响；
2. 休克、昏迷
5. 基础疾病的影响患者疾病对使用的影响（高血压、糖尿病等）
6. 既往病史影响
1. 是否有影响使用手术史；
2. 是否有影响使用药物史
7. 可预计并发症对可预计并发症的预防措施落实
8. 心理因素影响
1. 患者是否有恐惧、焦虑及心理压力状况；
2. 是否进行心理辅导及效果；
3. 患者使用配合状况；
4. 患者知情同意
总分得分
3. 确定评价周期 评价周期根据产品技术特点自主选择，如月度、季度、年度等。评
价周期设置过长，不利于总体风险异常的及时发现和风险控制。评估周期设置偏短时，可
能出现单个周期内数据量偏少，不利于统计分析。因此，需综合考虑后确定适宜的周期。
4. 风险评分的计算 参考MDIC 的技术文件，每个周期的风险评分，等于该周期内各
严重度等级的风险数据比例乘以严重度加权值的加和。
5. 总体概率的计算 计算风险评分时，仅考虑了单个周期内总风险数据中不同严重度
数据的占比，未考虑产品数量或使用次数。总体概率的计算考虑了产品数量或使用次数的
影响，等于周期内风险数据的总量除以周期内产品数量或使用次数。计算总体概率时需先
确定每个周期内产品数量或使用次数的计算方式。周期内风险数据的总体概率，也反映了
产品的总体风险概况，给风险评价结论提供参考。
6. 建立风险准则 风险评分是总加权的平均数，风险评分越高表示风险越大。风险准
则可用风险分数的不同数值范围表示，如分为3 ～ 4 个分数区间，对应不同的总体风险水
平。简化的风险准则也可仅设定一个风险分数的阈值。阈值的设定是一个复杂的过程，可
以通过多种方式确定，例如，历史平均值、历史数据的第3/4 分位数（如无产品变更，每
个周期有1/4 的概率超过阈值）、考虑预期产品改进的值，等等。总体概率也可采用同样的
方式设定相应的数值范围区间或阈值。
应明确碰到各种可能出现的评价结果之后的应对处置，如单个周期的风险评分超过阈
值、连续多个周期的风险评分持续上升，等等。
7. 持续开展周期性评价 风险分数评价方法建立完成后，需持续开展周期性评价。统
续表
106
医用耗材使用安全风险管理
计每个周期内的风险数据总数量、各严重度风险数据数量、产品数量或使用次数，计算风
险评分的数值和总体概率的数值，与相应的范围或阈值对比，判断每个周期的风险程度高
低。观察风险评分和总体概率随时间的变化，判断是否出现异常趋势。
8. 风险评价管理 针对观察到的异常点和异常趋势，应进一步深入分析，结合其他适
宜的风险评价方法找出发生异常的根本原因，必要时采取风险控制措施扭转异常趋势。风
险评估过程和结果应妥善记录和保存，并体现在周期性风险管理报告中。
（四）趋势分析法
1. 方法介绍 趋势分析法源于欧盟（EU）对趋势报告（Trend Reporting）的要求，主
要参考欧盟的法规和规范性文件，包括“MDR/IVDR—EU—2017—745/746”和“Guidelines
On A Medical Devices Vigilance System，MEDDEV 2 12-1 rev. 8”。具体趋势分析方法主要
参考医疗器械全球协调工作组（GHTF）发布的技术文件“Manufacturer’s Trend Reporting
of Adverse Events”和“Medical Devices Post Market Surveillance：Global Guidance for Adverse
Event Reporting for Medical Devices”。欧盟要求注册人通过电子系统报告非严重事件或预期
不良反应事件在统计方面显著增加的频率或严重程度，这些事件可能对风险受益分析产生
重大影响，造成不可接受的风险。
与前面三种方法相比，趋势分析法（图3-4）主要用于上市后的持续趋势监测。对于
完整的风险管理而言，趋势分析法通常不是独立存在的，由于不考虑每个特异性风险的独
立评估，可作为风险矩阵法或失效模式法等其他方法的补充，与其他方法配合运用。
2. 控制图介绍 趋势分析采用的统计学工具是控制图，可参考相应标准GB/T 17989.1-
2020《控制图 第1 部分：通用指南》（ISO 7870-1）、GB/T 17989.2-2020《控制图 第2 部分：
常规控制图》（ISO 7870-2）和统计过程控制相关文献。部分统计质量控制软件可用于控制
图的数据分析和绘图，如Minitab。
控制图是一种基于统计显著性原则进行过程控制的图形工具。控制图理论用来区分
两种变异，第一种是由“偶然（固有）原因”引起的随机变异，第二种变异代表该过程
的真正变化，这种变化可归因于一些可识别的原因，这些原因不是生产过程所固有的，
且至少在理论上是可以被消除的。如果过程变异只源于随机原因，则称该过程处于统计
控制状态，或简称“受控”。该变异水平一旦确定，与该水平的任何偏差都可视为要识别
和消除的可查明原因导致的结果。在应用控制图时，首先控制图方法有助于评估过程是
否已经达到或持续处于统计控制状态。然后，当过程被认为是稳定、可预测时，在过程
活动持续进行中可以用来提供过程输出质量特性的连续记录，并提供缺乏统计受控的判
断准则。
107
医用耗材使用安全风险评价 第三章
􁆯􀟷􁡍􀒰􀑣􀱙􁄁􀮔􀫭􀺰
􁤜􀪰􀀒􀟷􀋞􀕃􁤗􁄁􀬄􀑻􀚆􀌶􀔚􀑳􀤡􀑅􀑮
􀣩􀤆􀦫􁌾􁵧􀍲􀋕􀟷􀰧􁮪􁬎􁝷􀍀􀪈􀕮􀀒
􀵎􁄡􀀳􀀶􀀸􀀵􁄁􁣜􀐑􀀌
􀰜􀤆􀰕􀮫􁡍􀒰􀑣􀱙􀬄􀑻􀚆
􀮔􀫭􀯞􀕘􁈮􀟷􀀒􀮻􀤡􀣙􀼹
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􀰜􀤆􁡍􀒰􀑣􀱙􀤽􀲹 􀊴􀪈􀩂􁌏􀵛􀬇􀮮
图3-4 趋势分析方法的流程示例
控制图可用于“计量”数据或“计数”数据。计量数据是通过测量和记录所考察的一
组对象中每个个体的某种特性的数值大小而获得的观测值，比如连续测量某种零件的尺寸
大小。计数数据是通过记录所考察的一组对象中的每个个体是否具有某种特性或属性，计
算该样本中具有（或不具有）该属性个体的数量，或记录所考察子组内某种特性或属性出
现的次数而获得的观察值。对于医疗器械上市后风险评价的控制图，可理解为观察产品在
使用过程中是否发生投诉或不良事件的属性。每个评估周期内的观察为一个子组，每个子
组内的观察样本数为该时间段内使用产品的数量或次数，发生投诉或不良事件的次数为观
察值。对于某些产品，与常规控制图相比，指数加权移动平均控制图（EWMA）可能更适
宜，相关方法可参考ISO 7870-6：2016《Control charts — Part 6：EWMA control charts》。
108
医用耗材使用安全风险管理
3. 确定评价周期 评价周期根据产品技术特点自主选择，如月度、季度、年度等。评
价周期设置过长，不利于总体风险异常的及时发现和风险控制。评价周期设置偏短时，可
能出现单个周期内数据量偏少，不利于统计分析。因此，需综合考虑后确定适宜的周期。
4. 确定数据来源或分类 参考欧盟，用于趋势分析的数据可以是非严重事件或预期不
良副作用事件。根据产品特点，可自主选择适宜的数据范围，同时可针对不同类别的风险
（如关键重要的风险），开展分类的趋势分析。
每个周期内的数据，以发生频率为基础样本来评估变化趋势。发生频率等于该周期内
的事件数量除以产品数量或使用次数。事件数量可以客观统计，产品数量或使用次数需明
确计算方式。
5. 选择控制图 可使用计数类属性控制图中的不合格品率图（P 图，基于概率的二项
分布）或单位产品不合格数图（U 图，基于概率的泊松分布）。
6. 建立控制限和判断准则 趋势分析的控制限包括中心线CL、上控制限UCL、下控
制限LCL。首次建立趋势分析方法时，可通过历史数据或在尝试建立控制图之前获取一系
列样本新数据来确定适宜的控制限。为了得到对控制图的中心线和控制限的可靠估计，需
要获得足够的数据，但这些数据可能是在未处于受控状态的基础上建立的。如果能识别出
波动的异常原因并采取纠正措施，则要剔除受异常原因影响的数据，并重新确定控制图参
数。这个重复迭代的过程需一直持续到控制图不再发出警报，过程可以被认为处于受控状
态，计算的控制限结果才能用于对未来趋势的分析。
确定控制限的同时，应结合产品特点和实际情况给出控制图中异常趋势的判断准则，
比如落在上控制限外侧、连续多个点处于中心线上侧、连续多个点持续上升等。此外，还
应明确碰到各种可能出现的评估结果之后的应对处置方式。
7. 持续开展周期性评价 每个周期持续计算事件的发生频率，绘制趋势图。为了直观
地体现趋势变化，每个趋势图中的样本数量宜保持一定的规模，比如滚动显示若干个周期
的数据。观察每个样本值是否超出上控制限，以及是否存在异常变化趋势。
8. 风险评价管理 一旦观察到异常趋势，应进一步深入分析，结合其他适宜的风险评
价方法找出发生异常的根本原因，必要时采取风险控制措施以扭转异常趋势。趋势分析是
一项长期的工作，必要时可对中心线和控制限进行适当优化和调整。趋势分析的过程和结
果应妥善记录和保存，并体现在周期性风险管理报告中。结合各地区法规要求，必要时需
将趋势分析结果报告给监管部门。
（五）评价方法的运用
由于医疗器械产品种类繁多，不同的产品需采用差异化的风险评价方法，有时采用单
109
医用耗材使用安全风险评价 第三章
一的方法无法完成全面的评估，需结合多种方法才能得出最终的结论。因此，医用耗材的
使用安全风险评价常常需要进行综合评价，上述四种风险评价方法在运用中的对比情况，
详见表3-14。
表3-14 四种风险评价方法的运用对比表
评估方法风险矩阵法失效模式法风险评分法趋势分析法
评估维度严重度、概率严重度、概率、可探测度严重度、概率概率
数据源全部全部全部
非严重事件、预
期副作用事件
数据分类风险类别失效类别严重度
不分类或自主
分类
数据对比
分析
与上市前或前次评估对比与上市前或前次评估对比周期性持续对比周期性持续对比
评估频次按风险管理需要按风险管理需要按设定周期按设定周期
典型运用
举例
1. 按风险类别对产品的
全面评估；
2. 单类风险的有因评估；
3. 预警信号、聚集性信
号的评估；
4. 风险管理报告；
5. 定期风险评价报告；
6. 产品风险评价报告
1. 按失效类别对产品的
全面评估；
2. 单类失效的有因评估；
3. 预警信号、聚集性信
号的评估；
4. 风险管理报告；
5. 定期风险评价报告；
6. 产品风险评价报告
1. 对产品风险概况
的定量评估和趋势
监测；
2. 长期持续风险评价
1. 对风险发生概
率的趋势监测；
2. 长期持续风
险评价；
3. 趋势报告
四、风险评价案例
（一）冠状动脉药物涂层球囊扩张成形术风险评价
目前广泛使用的PCI 治疗器械主要包括冠状动脉支架和球囊扩张导管。虽然药物洗
脱支架是冠状动脉疾病默认介入治疗使用的耗材，但在某些解剖条件下，药物涂层球囊
（DCBs）代表了一种新的替代治疗策略。DCBs 的作用是基于在单个球囊膨胀过程中，通过
亲脂性基质将抗增殖药物快速均匀地转移到血管壁中，而不使用永久性植入物。DCBs 在裸
金属支架和药物洗脱支架的支架内再狭窄，以及其他新出现的适应证（如分叉病变、大血
管疾病、糖尿病、急性冠状动脉综合征）中也观察到了良好的疗效和安全性。
治疗前，需要对患者进行风险评价，从患者出血风险、冠脉病变特点、预扩张效果、
血流储备分数、适应证、禁忌证和急性冠脉综合征7 个方面制定冠状动脉药物涂层球囊扩
张成形术风险评价表，详见表3-15，从而为患者选择合适的产品，严格把握适应证及禁忌
证，预测手术风险，提高手术成功率，减少并发症的发生。
110
医用耗材使用安全风险管理
表3-15 冠状动脉药物涂层球囊扩张成形术风险评价表
评估项目评估内容数据与结果风险评价
出血风险
年龄
吸烟史
高血压
肌酐清除率
血红蛋白
既往自发性出血性疾病
冠脉病变特点
扭曲
成角
钙化
病变延伸至肌桥
冠脉自发性夹层
预扩张效果
无血流限制的血管夹层
TIMI血流Ⅲ级
残余狭窄＜30%
球囊预扩张充分
血流储备分数＞ 0.80
适应证
支架内再狭窄
小血管或远端血管
非主干开口病变
禁忌证
三支病变、左主干病变
严重钙化病变
预处理后发生冠状动脉严重夹层、血肿
冠脉造影提示冠状动脉无严重狭窄
急性冠脉综合征造影提示有明确血栓征象者避免使用
说明：有初步数据表明，如果出血风险特别高（例如，由于最近的出血或即将进行
的急诊手术），使用DCB 的经皮冠状动脉介入治疗只能使用单一抗血小板治疗。出血风
险包括吸烟、年龄、高血压、肌酐清除率、血红蛋白、白细胞计数、既往自发性出血性
疾病。因此在评估药物球囊扩张成形术前要充分考虑患者是否有高出血风险。由于所用
DCB 的剂量、剂型和释放动力学之间的相互作用等原因，DCB 之间没有“类效应”。此
外，血管正性重构效应的发生目前只在紫杉醇涂层的DCB 中发现，其他的药物涂层还
没有相关的报道。病变的预处理是非常重要的环节，直接决定DCB 应用即刻成功率和
远期治疗效果。预扩张球囊应由小号球囊开始循序渐进预扩张，评估血管直径时应常规
111
医用耗材使用安全风险评价 第三章
给予硝酸甘油后评估，再选择与血管直径大小比例为1 ∶ 1 的特殊球囊，包括非顺应性
球囊、切割球囊、棘突球囊等进行充分预扩张，针对特殊类型的病变，也可以应用旋
磨、激光消蚀等进行预处理。扩张球囊的直径比例调整至1 ∶ 1，可以避免 DCB 选择时
直径比例偏小导致远期效果不佳的后果。病变预处理之后需要满足以下条件：①预扩张
球囊扩张充分；②残余狭窄＜ 30%；③血流达 TIMI3 级；④无影响血流的夹层出现。在
出现扩张后夹层或残余狭窄较大时，进行血流储备分数的应用（fractional flow reserve，
FFR）评估是行之有效的客观评估手段。近来推荐FFR ＞ 0.80 作为血管功能改善的良好
指标。目前BMS 和DES 的支架内再狭窄（inter stent restenosis，ISR）仍然是应用 DCB
的 Ia 类适应证。应常规对 ISR 病变性质进行腔内影像学检测，明确是新内膜增生或纤维
增生斑块还是新的动脉粥样硬化斑块。针对那些经常规预处理残余狭窄仍较严重的ISR
病变，建议不要轻易应用DCB 治疗，建议先行旋磨或激光消蚀处理后再评估是否应用。
BASKET-SMALL 2 及很多研究证实，单用 DCB 策略在治疗 Denovo 小血管（血管直径
≤ 2.75mm）临床心血管事件发生率不劣于 DES，而且这一效果可持续3 年。单用 DCB
策略针对 Denovo 大血管同样是安全和有效的。对于分叉病变，推荐主支置入支架，边
支行药物球囊扩张术。PEPCAD-NSTEMI 研究表明，在非 ST 段抬高型心肌梗死（62 例）
中，急诊 PCI 单用 DCB 策略不优于支架治疗，而在 ST 段抬高型心肌梗死（93 例）的
REVELATION 研究中也发现了类似的结果。但目前相关研究均非大样本的研究，有待进
一步证实其安全性和有效性。有明确血栓征象的病例尽量避免使用 DCB 。
（二）冠状动脉支架植入术患者风险评价
血运重建是治疗冠心病非常有效的措施，虽然不能彻底治愈冠心病但能改善患者临床
症状、提高患者的生活质量及生存率。目前冠心病血运重建微创方法主要是经皮冠状动脉
介入治疗（Percutaneous Coronary Intervention，PCI）。随着介入数量的攀升，如何提升其质
量成为进一步改善患者预后的关键。
为了探讨可能影响支架植入效果的因素，冠状动脉支架植入术术前需要对患者进行风
险评价，目的是为了指导支架选型，优化手术方式，降低使用风险，为监测患者治疗后的
反应和效果建立基线。术前需从患者基本信息、生命体征、患者相关病史、心血管因素、
相关的实验室及影像学检查、手术相关因素、可能影响疗效的并发症、可能禁忌证和心理
因素等9 个维度来进行选择支架的评价，详见表3-16。
112
医用耗材使用安全风险管理
表3-16 冠状动脉支架植入术风险评价表
评价项目评价内容数据与结果风险评价
患者基本信息
年龄
性别
身高cm
体重kg
临床诊断
生命体征
体温
脉搏
血压mmHg
呼吸
患者相关病史
吸烟史
饮酒史
高血压
高血脂
糖尿病
神经系统功能障碍
周围血管病变
慢性肺疾患
肝肾功能
既往心脏手术史
活动性心内膜炎
心外系统疾病
术前用药
入院危急程度
过往6个月内急诊次数
心血管因素
需要药物干预的不稳定心绞痛
左室功能
90天内的既往心梗史
肺动脉收缩压＞60mmHg
相关的实验室及影
像学检查
狭窄程度%
病变部位、性质、范围
病变参考直径mm
ApoB g/L
手术相关因素
治疗方案
持续时间
是否是急诊手术
113
医用耗材使用安全风险评价 第三章
评价项目评价内容数据与结果风险评价
手术相关因素
CABG合并其他心脏手术
胸主动脉手术
心梗后室间隔穿孔
可能影响治疗的并
发症或者因素
穿刺处出血和血肿
迷走神经反射、低血压
尿潴留
假性动脉瘤
急性、亚急性血栓
动静脉瘘
对比剂肾病
心律失常
可能禁忌证
存在抗血小板或抗凝治疗禁忌
存在影响血管成型术球囊完全扩张的病变
存在钴、铬、镍、依维莫司等支架原材料过敏
或禁忌证
心理评价
患者对治疗的理解能力
患者持续治疗的能力
患者感知能力
目前已公认的冠心病独立危险因素包括吸烟、饮酒、膳食营养不合理，生活方式不健
康、高血压、高血糖、高血脂和肥胖等，而这些危险因素都可能影响支架植入的近、远期
疗效。因此在评价冠脉支架植入风险时要充分考虑患者是否有吸烟史、饮酒史、高血压、
高血脂、高血糖、脑梗死、周围血管病变。一直以来冠状动脉造影作为冠心病诊断的金标
准用于指导PCI，但其本质上仍只是二维血管投照显影，存在诸多缺陷，如分辨率低、无
法评价斑块特性和心肌缺血程度。近几年飞速发展的冠脉腔内影像学作为一种有效的血管
内检测手段，具有动态实时成像等优点，在识别罪犯病变及病理类型方面具有独特优势，
对于指导PCI 和减少不良心血管事件的发生具有重要的意义。我国目前主要有3 种冠脉腔
内影像技术，即血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）、光学相干断层成像（optical
coherence tomography，OCT）和冠状动脉血流储备分数（fraction flow reserve，FFR），因此在
此风险评价策略中，引入了以以上三种腔内影像技术为基础的病变评价数据，包括病变性
质、范围和直径等。LACE 风险模型常用于预测患者离院后非计划性二次入院的可能性，模
型包含住院日、入院危急程度、合并症、过往6 个月内急诊次数，有研究表明LACE 风险
模型构建出院计划，可以减低再入院率，提高患者的生存质量，有利于患者的康复。LACE
续表
114
医用耗材使用安全风险管理
风险预测模型所涉及四个方面可以反映PCI 术后再次入院风险的大小，因此选取LACE 风
险模型中术前较容易获取的入院危急程度、过往6 个月内急诊次数加入到评价量表。通过
查阅目前市面上常用冠脉支架说明书，总结归纳出冠脉支架植入的主要禁忌证包括：存在
抗血小板或抗凝治疗禁忌、存在影响血管成型术球囊完全扩张的病变、存在支架原材料过
敏症或禁忌证。目前市面上常用冠脉支架主体金属成分为不锈钢、钴铬合金、镍钛合金，
新一代的可吸收冠脉支架主体材质多使用左旋聚乳酸，药物使用较多的是西罗莫司及其衍
生物，不同品牌冠脉支架使用的原材料有较大区别，术前需要针对拟使用的冠脉支架确定
患者是否有相关禁忌证，进行禁忌证相关的风险评价。
（三）心脏起搏器植入治疗患者风险评价
心脏植入式电子设备（CIEDs），包括起搏器（PM）、植入式心律转复除颤器（ICD）和
带有或不带有除颤器的心脏再同步治疗设备（CRTD 或CRTP），是慢性心律失常、快速性
心律失常和心衰伴左束支传导阻滞的标准治疗方法。因此，心脏起搏器植入术前需要对患
者进行风险评价，目的是为了合理选择起搏器装置、植入路径和降低使用风险，为监测
患者治疗后的反应和效果建立基线。术前需从患者因素、设备因素、药物因素和手术因素
4 个方面对患者进行风险评价，具体详见表3-17。
表3-17 心脏起搏器植入治疗患者风险评价表
评价项目评价内容数据与结果风险评价
患者因素
年龄
性别
BMI
糖尿病
肝脏疾病
COPD
CKD
心衰
恶性肿瘤
既往感染
设备因素
临时起搏
单腔永久起搏
双腔永久起搏/
ICD
CRTP/CRTD
115
医用耗材使用安全风险评价 第三章
评价项目评价内容数据与结果风险评价
药物因素
是否预防性使用抗生素
是否使用类固醇药物
是否使用抗血小板药物
是否使用抗凝药物
手术因素
手术时长
手术次数
首次植入
起搏器更换或升级
囊袋血肿
周围皮肤感染
锁骨下静脉穿刺
手术者经验
随着使用心脏植入式电子设备口数量的增加，CIED 相关的并发症如感染、气胸、心脏
穿孔也在增加，而在这些并发症中，感染是最受关注的。有研究指出，糖尿病（DM）、终
末期肾病（ESRD）、皮质类固醇的使用、临时起搏以及更换起搏器装置等都是导致起搏器
术后感染的危险因素。起搏器囊袋感染的高危因素与患者年龄、手术时间、囊袋血肿和起
搏器更换或升级均有关系。安装心脏起搏器的患者年龄普遍较大，而老年人身体各项功能
退化，免疫力降低，多伴有基础疾病，使得手术切口不易愈合，造成感染概率增加；随着
手术时间延长，伤口暴露的时间也在增加，进而增加病原菌侵入的机会，感染的风险也进
一步增加。另外，有研究显示低BMI 和总体并发症发生率的增加相关，特别是气胸与血
肿。由于在体重不足的患者中，血肿可能更容易识别，而胸膜腔与静脉穿刺点的距离更近，
可能是血肿和气胸风险更高的原因。除了CIED 相关的感染，评价其他并发症如气胸和心
脏穿孔的风险也很重要。植入术后气胸可能与锁骨下静脉穿刺、年龄、性别和手术者经验
有关。有研究表明，与CIED 相关的气胸的发生率为1.7%。至于发生气胸的原因，丹麦的
一项研究显示，COPD 和双腔起搏器植入是气胸的重要风险因素，他们推测CRT 也可能导
致气胸。另一个较为罕见的相关并发症是心脏穿孔，在医学文献中报道的发生率在0.09%
到1.2% 之间。一些研究指出了心脏穿孔的某些危险因素，如安装临时起搏器，植入前7 天
内使用类固醇类药物等。研究人员表示，临时起搏导线通常在紧急情况下使用，而在右心
室放置更多的导线会增加穿孔的风险。至于类固醇使用方面，Mahapatra 等人提出：与骨骼
肌类似，类固醇会使心肌萎缩，收缩力变弱，但目前还没有足够的研究支持这一假设。至
于用药因素，一项荟萃分析研究显示，预防性使用抗生素可以减少CIED 相关感染，CIED
续表
116
医用耗材使用安全风险管理
感染指南也推荐术前使用抗生素。原国家卫生和计划生育委员会《抗菌药物临床应用指导
原则》规定：永久性心脏起搏器放置属于异物植入手术，可考虑预防性使用抗菌药物。国
内研究也发现，术中囊袋抗菌药物冲洗能降低永久性起搏器植入术后感染的风险。另外，
由于CIED 相关手术为有创操作，术中不可避免发生出血情况，对于老年凝血功能差的患
者或术前使用抗凝、抗血小板药物的患者，出血风险更高。另外，手术相关因素，如手术
时间过长，反复多次穿刺锁骨下静脉、静脉结扎不牢、术中止血不仔细留有小动脉出血、
制作的囊袋大小不合适、手术医生经验不足、手术次数的增多均可造成感染等手术并发症
风险增加，从而影响起搏器植入效果。
（四）静脉治疗风险评价
静脉治疗把血液、药物由患者的静脉输注进入血液循环， 作为临床常用的治疗方法， 对
临床护理也有着较高要求， 仅依靠常见的护理管理只能取得一般的护理效果， 对于个别患者
容易产生输液渗漏、静脉炎等风险事件。根据WS/T 433-2013 静脉治疗护理技术操作规范，
静脉治疗操作前需要对患者进行风险评价，目的是为了合理选择血管通路装置，降低使用
风险，为监测患者治疗后的反应和效果建立基线。文件应该具有准确性、真实性和完整性
并且存放在患者的病历里。具体详见表3-18。
表3-18 静脉治疗患者风险评价表
评估项目评估内容数据与结果风险评价
患者基本信息
年龄
性别
身高cm
体重kg
临床诊断
生命体征
体温
脉搏
血压mmHg
呼吸
患者相关病史
过敏史（类型）
慢性肾脏病史
肿瘤病史及治疗史
包括输血史在内的先前或目前
的输液治疗
治疗使用用药
相关的实验室
及影像学检查
实验室检查异常指标
影像学检查异常报告
117
医用耗材使用安全风险评价 第三章
评估项目评估内容数据与结果风险评价
治疗方案和持续时间
治疗方案
持续时间
皮肤和静脉条件
穿刺部位皮肤情况
静脉状况（粗细）
选择静脉血管位置
可能影响治疗的
并发症或者因素
中心静脉导管堵塞
血管内导管相关性感染
导管相关性静脉血栓
过敏反应与过敏症
静脉炎
导管栓塞
可能禁忌证
心理评估
患者对治疗的理解能力
患者持续治疗的能力
患者感知能力
第三节 医用耗材使用材料相关的风险评价
生物医用材料（Biomedical Material）是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其
病损组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，包括金属、高分子材料、陶瓷、生物活
性材料等等。它是研究人工器官和医疗器械的基础，已成为材料学科的重要分支，尤其是
随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的
热点。当代生物材料已处于实现重大突破的边缘，不远的将来，科学家有可能借助于生物
材料设计和制造整个人体器官，生物医用材料和制品产业将发展成为21 世纪世界经济的一
个支柱产业。先由生物分子构成生物材料，再由生物材料构成生物部件。因此，对医用耗
材使用材料的物理、化学、生物学性能的了解、评价，进行风险评价是医用耗材使用安全
风险管理的重要内容。
一、医用生物材料理化性质
医疗器械生物材料的生物相容性试验对于确保产品的安全起着重要的作用，另外需要
考虑的一个重要因素就是满足医疗器械预期目的材料所必须具有的特性。材料的生物相容
续表
118
医用耗材使用安全风险管理
性取决于材料的理化特性，因此有必要对材料进行表征和化学性能检测。目前，我国在医
疗器械生物学评价方面的国家标准为GB/T16886，即《医疗器械生物学评价》系列集合。
根据标准要求，医疗器械材料应该接受表征。同时，标准体系中的GB/T 16886.18-2011、
GB/T 16886.19-2011 两部分独立单元也为医疗器械材料的化学检测提供了必要的参考标准。
（一）化学性能检测的相关要求与具体目标
利用化学手段完成医疗器械的性能检测，能够有效梳理、评价器械材料的不同物理及
生化特性。医疗器械的材料选择，都需要经历对化学、物理学、形态学、毒理学、电学或
力学等不同特性的考量，还要重点强调材料使用的舒适体感。对化学性能检测的要求来说，
其必然要具备有效搭建贯通化学性能与生物相容性的链路，必须确保材料所有生物学属性
以及化学性能检测要求都处在标准要求范围之内。
材料的安全取决于材料的生物相容性，而生物相容性又主要取决于材料的化学特性，
因此通过化学性能的检测可以建立化学性能和生物相容性的关系，确立材料满足生物学试
验要求的基本规格要求。因此材料表征和化学性能检测可以达到以下目的：
（1）确定材料的规格。
（2）鉴别不符合要求的材料。
（3）在研究的早期及时发现潜在的问题。
（4）减少不必要的生物试验。
（5）确保不同批次材料的一致性。
（二）化学性能检测的实验原则
化学性能检测实验思路要求既可直接对医用材料进行实验，也可基于规定条件制备医
用材料的浸提液进行实验。为不断匹配不同材料的生物相容性，化学性能实验依然在发展
中显现出特有优势：多元相关、感应灵敏、快速廉价。
医疗器械材料化学检测可进行文献初步分析、部分实验、必要实验等不同阶段的操作。
若能够在有效时间内收集整理到医疗器械材料的合成资料，其中包含有合成溶剂、聚合反
应、单体、制备添加剂等详细资料，且还可搜集某些重要功能医疗器械的灭菌方法、可降
解医疗器械材料的降解过程、降解材料所释产物鉴别等信息，可以只开展文献初步分析和
部分实验就可完成化学性能检测。对于原有数据资料缺失的医疗器械材料，需要开展必要
实验来掌握材料化学成分。只有基于实验获得更多的数据，才能标定材料化学成分，明确
其中毒性或其他风险。化学性能检测，要求工作人员应该结合开展定性或定量实验，从而
得到定性和定量数据，为材料毒理学风险分析提供有效依据。
119
医用耗材使用安全风险评价 第三章
（三）化学性能分析的方法
1. 材料表征方法 红外分析（FTIR）广泛应用于材料内部分子结构和化学组成的表
征。将一束不同波长的红外射线照射到物质上，分子中某个基团的振动频率与红外辐射频
率一致，且产生偶极矩变化时，会吸收相应波长的红外射线并形成红外吸收峰。红外吸收
光谱的横坐标通常为波长或波数，纵坐标通常为吸收值或透过率，能够有效反映材料的分
子结构。将未知材料的图谱和已知材料的图谱比较，可以对材料进行鉴别。
热分析也是材料鉴别的重要手段，当材料在已知的速率下加热可以形成重量变化的曲
线。在热差分析和热差扫描分析时，未知样品和参照样品在一定的程序下加热，可以测定
两种材料的温度差，进而测定聚合物的熔点、结晶度和玻璃转化温度。
密度是固体材料的常规检测指标，可以作为材料的鉴别，密度可以反映以下物理特性：
样品的均匀性、塑料材料的密度变化可以反映结晶度的变化、增塑剂的丢失、溶剂的吸附、
空隙率的变化以及成分的变化。
分子量是所有材料的最基本的特性之一，所有材料的物理特性随着分子量的变化而改
变。不同于小分子物质，聚合物的分子量非单一，而是存在分子量分布，因此聚合物的分
子量采用平均分子量和分子量分布表示。测量分子量分布的最常用的方法是凝胶渗透色谱。
分子量的微小变化可以显著影响材料的特性，例如黏度、固化速度，分子量的变化也影响
材料的力学特性如抗张强度、冲击强度、弹性模量、硬度和结合强度。这些分析方法可以
用于原材料或器械部件材料的定性检测、测定不同批次之间的变化、评价材料的稳定性例
如辐射后的稳定性。
金属材料的晶体结构、晶粒大小、局部的应力残留与其性能之间有密切的关系。结晶
聚合物（如聚丙烯，聚乙烯）来说，结晶结构、结晶度、排布取向对聚合物材料的性能有
很大的影响。这些结构信息可以采用X 射线衍射法进行测定。利用布拉格衍射公式，可通
过X 射线衍射测出的周期性间距计算出晶体结构。实际操作中，使用固定波长的X 射线对
粉末样品，或者对恒速旋转的单晶样品，进行扫描。
物理特性可以通过各种测试仪器测定，反映张力/ 应力关系的指标例如抗张强度、压
缩强度、剪切强度和弯曲强度可以通过力学测试仪器测定。反映材料抗压性能的指标硬度
可以通过硬度计测定。和血液接触的材料表面的特性可以通过光学显微镜、扫描电镜和原
子力显微镜测定。
2. 浸提液化学分析 从生物材料中可以萃取的物质一些是水溶性，另一些只能在非极
性环境中溶出。对于和机体组织接触的材料，应在极性和非极性两种条件下提取。在美国
药典中理化试验（Physicochemical tests） 采用水和异丙醇作为浸提介质就是基于这种考虑，
120
医用耗材使用安全风险管理
可以反映材料所含可萃取物质的多少。通常测定的指标有非挥发物含量、烧灼残渣、酸碱
度（缓冲能力）、重金属含量、紫外吸光度和浊度。非挥发残渣是所有医疗器械材料必须检
测的指标，可以定量测定在水介质中的可萃取物质的多少，但不能确定萃取物的化学成分
和结构。
非水介质提取测定也是材料化学性能检测的重要部分，通常采用乙醇或异丙醇等作为
浸提介质，可以有效地萃取非极性物质，并且也可以定量测定非挥发残渣。对于某些材
料采用非极性介质可以萃取更多的物质，但是在美国药典中还没有规定有机溶剂提取液非
挥发残渣的限量要求。对于重要和高风险的医疗器械还要采用更严格的浸提条件，对浸提
的物质进行定性和定量的分析。气相/ 液相和高效液相色谱可用于分离和定性挥发性和半
挥发性化学物质，这些技术可以采用材料的浸提液也可以采用材料的溶液，色谱可以定性
也可以定量测定化学成分。红外也可以鉴别材料浸提液中的化学物质。质谱可以确定化
合物的分子结构。原子吸收光谱可以测定浸提液中金属物质的含量。电感耦合等离子质谱
（ICP）可在高精限度下测周期表元素。
3. 试验方法的选择 材料表征和化学性能的检测按照医疗器械和人体接触的部位和时
间确定的，对于和人体表面接触使用时间短的器械可以进行萃取物和FTIR 分析检测，例如
与皮肤和黏膜接触的检查手套、血压计袖带和内镜等医疗器械；而对于接触时间长和植入
体内的医疗器械则根据不同的用途进行相应的检测，和血液直接和间接接触的医疗器械如
透析器及其管路和体外循环管路需要中等程度的化学性能检测；而体内植入的医疗器械则
需要全面严格的化学性能的检测。
表3-19 列出了不同类型医疗器械需要进行材料表征和化学性能检测的试验方法，在
表中E（Extractable）表示采用医疗器械萃取物进行试验；M（Material）包括陶瓷、金属
和聚合物，材料的成分可以溶解在适当的溶剂中，并对所有组分包括添加剂进行测定；
P（Polymeric Material）表示只适用于聚合物材料的检测。
表3-19 医疗器械生物材料理化性能试验选择表
器械分类材料表征及化学性能试验方法
接触部位
有机添加剂鉴别物理实验分子量
理化
试验
FTIR HPLC-MS
HPLCFTIR
HPLC GC-FID GC-MS ICP
物理/
力学
比
重
硬
度
GPC 黏度
SEM/
XRD
DSC
表面
器械
皮肤E M
黏膜E M
损伤表面E M
121
医用耗材使用安全风险评价 第三章
器械分类材料表征及化学性能试验方法
接触部位
有机添加剂鉴别物理实验分子量
理化
试验
FTIR HPLC-MS
HPLCFTIR
HPLC GC-FID GC-MS ICP
物理/
力学
比
重
硬
度
GPC 黏度
SEM/
XRD
DSC
外部
植入
器械
血液/间
接
E M E/M E/M E/M E/M E/M E/M M P
组织/骨/
牙接入
E M E/M E/M E/M E/M E/M E/M M P
植入
器械
循环血液E M E/M E/M E/M E/M E/M E/M M M P P P M P
组织/骨E M E/M E/M E/M E/M E/M E/M M M P P P M P
血液E M E/M E/M E/M E/M E/M E/M M M P P P M P
注：FTIR：傅里叶变换红外光谱；HPLC-MS：高效液相色谱- 质谱联用；HPLC-FTIR：高效液相色
谱与傅里叶变换红外光谱联用；HPLC：高效液相色谱；GC-FID：气相色谱用氢火焰离子检测器；GCMS：
气相色谱和质谱的联用；ICP：电感耦合等离子光谱发生仪；GPC：凝胶渗透色谱；SEM/XRD：扫描
电子显微镜/X 射线衍射仪；DSC：差示扫描量热仪。
二、医用生物材料分类
生物材料品种很多，有不同的分类方法。通常是按材料的物质属性分类，根据物质属
性，生物医用材料大致可以分为以下几种：
（一）生物医用金属材料
生物医用金属材料是用作生物医用材料的金属或合金，又称外科用金属材料或医用金
属材料，是一类惰性材料。这类材料具有高的机械强度和抗疲劳性能，是临床应用最广泛
的承力植入材料。该类材料的应用非常广泛，遍及硬组织、软组织、人工器官和外科辅助
器材等各个方面。除了要求它具有良好的力学性能及相关的物理性质外，优良的抗生理腐
蚀性和生物相容性也是其必须具备的条件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环
境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变，前者可能导致毒
副作用，后者常常导致植入的失败。已经用于临床的医用金属材料主要有纯金属钛、钽、
铌、锆等、不锈钢、钴基合金和钛基合金等。
1. 不锈钢 随着冶金技术的进步，不锈钢逐渐应用于临床，虽然抗腐蚀性能并不十分
理想，但具有良好的综合力学性能，加工工艺简便且价格低廉，是目前生物医用金属材料
中应用最多、最广的材料。常用钢种有SUS304、316、316L、317、317L 等。基于铁和铬
的两元素抗蚀机制，医用不锈钢主要分为三种类型：马氏体钢、奥氏体钢和沉淀硬化钢。
马氏体钢含铬量为11% ～ 18%，经热处理后，马氏体的硬度和强度都有所提高，同时还
续表
122
医用耗材使用安全风险管理
具有一定的抗蚀性能。奥氏体钢是在铁铬系统中加入8% 以上的镍形成，通常铬的含量达
16% ～ 19%，镍的含量达8% ～ 12%。沉淀硬化钢，则含有更多的合金元素，如铝、铜、
钼、钛等。医用不锈钢植入活体后，可能发生点蚀，偶尔也产生应力腐蚀和磨损，造成金
属离子溶出引起组织反应，特别是不锈钢中镍离子析出诱发的严重病变。
近年来低镍和无镍的不锈钢正逐渐得到发展和应用。由于该类不锈钢加入大量的氮元
素来稳定和强化奥氏体，降低了钢的成本。低镍和无镍的高氮奥氏体不锈钢具有优良的综
合力学性能和抗蚀性能，在许多性能方面相当于或超过现有的医用不锈钢，当然要实现临
床应用还需要进一步系统研究。
2. 钛及其合金 医用钛的优异性质在于相对密度小、强度大、耐腐蚀和良好的生物相
容性，尤其是钛不仅与骨组织可直接接触形成物理性结合，而且与骨组织可发生化学性结
合。纯钛不会生锈，力学强度与韧性优于铁，但相对密度只有铁的1/2；同体积的钛比铝重
不到2 倍，但强度比铝大3 倍，而且耐高、低温。钛的摩擦、磨损性能完全不同于其他金
属，这是由于钛的表面有一层坚固的氧化膜，其在钛关节面的低负重、慢滑动条件下能保
持完好。但此氧化膜无法快速再生，一旦被磨掉且尚未修复，则有可能发生咬死现象，甚
至引起金属对金属的直接接触和冷结合，从而导致很高的摩擦和磨损。
由于会产生磨损，设计钛与钛的人工关节滑动部件是不可取的。但钛可用作组合式假
体中的其他部件，如在全髋关节置换术中，钛材股骨柄可与钴铬钼或陶瓷球头相配，然后
与塑料内衬臼杯组成关节。通过离子注入和氮化等方法，可改进钛的耐磨性，扩大钛在骨
科植入物领域内的应用。
钛合金是为了强化钛的强度而制成的，虽然其生物相容性不如纯钛，但强度是不锈钢
的3.5 倍。目前许多牌号的钛合金已用于航空、航海和化工领域，但长期以来只有Ti-6Al-
4V 合金以及4 级商业纯钛被广泛用于人体植入。Ti-6Al-4V 具有最佳的结构性植入物的综
合性能，该合金比纯钛具有更高的屈服强度和极限强度，并具有良好的韧性。另外，该合
金可通过控制成分、调整加工参数使其强化。
由于钛和钛合金相对密度小，弹性模量较其他金属更接近天然骨，故广泛应用于制造
四肢骨和颅骨整形修复。此外，钛合金还用于心血管系统。钛合金耐磨性能不理想，应力
腐蚀较明显，且存在咬合现象，对于作为承重骨科材料有一定弊端，限制了其使用范围。
（二）生物医用高分子材料
生物医用高分子是生物材料的重要组成部分，通常指用于医疗为目的的各种高分子材
料。生物医用高分子是高分子科学的一个重要的分支，同时又是一门多学科交叉的边缘学
科，涉及化学、物理、材料、生物化学、制剂学、解剖学、病理学、临床医学等多门学科，
123
医用耗材使用安全风险评价 第三章
还涉及装置设计、电子仪器、自动控制等许多工程问题，它的形成是上述诸多学科综合发
展的结果。生物医用高分子材料种类繁多，应用广泛，如一次性使用的塑料针筒、纱布、
绷带、导管，组织工程、外科修复、药物释放、理疗康复、诊断检查与治疗等诸多领域的
相关高分子材料，都可归纳为生物医用高分子材料的范畴。
医用高分子的应用已有非常悠久的历史。早在公元前3500 年，古代埃及人就用棉花纤
维、马鬃等天然高分子材料缝合伤口。20 世纪以来，高分子科学迅速发展，新的合成高分
子材料不断涌现，为医学领域提供了更多的选择余地。1936 年发明有机玻璃后，很快就用
于制作假牙和补牙。20 世纪50 年代，有机硅高分子开始用于医学领域，使人工器官的应用
范围大大扩大，包括器官替代和美容等许多方面。人工尿道、人工食道、人工血管、人工
心脏瓣膜、人工心肺、人工关节、人工肝脏等人工器官，先后于20 世纪50 年代试用于临
床。进入60 年代，医用高分子材料开始进入崭新的发展时期，此时人们开始根据医学应用
的客观需要，设计合成高分子材料，而不是像之前那样，由医生根据特定需要从已有的高
分子材料中筛选出合适的材料加以应用。70 年代以来，高分子材料科学家和医学家积极开
展合作研究，医用高分子材料快速发展起来，并不断取得新成果。在80 年代，发达国家的
医用高分子材料产业化速度加快，基本上形成了一个崭新的生物材料产业。80 年代末，生
物可降解材料开始与组织工程结合，生物医用高分子材料的研究达到一个新的高度。
1. 医用高分子材料应符合的条件 医用高分子材料直接用于人体或与人体接触，与人
体健康密切相关，因此对进入临床使用的医用高分子材料具有特殊的要求，除了必须符合
一般生物材料的基本要求外，如无毒、无致热原、不致癌、不致畸、不引起过敏反应或干
扰肌体的免疫机理以及具有良好的生物相容性和血液相容性等，还应符合以下条件。
（1）耐生物老化：对于长期植入的医用高分子材料，生物稳定性要好。但是，对于暂
时植入的医用高分子材料，则要求能够在确定时间内降解为无毒的单体或片段，通过吸收、
代谢过程排出体外。因此，耐生物老化只是针对某些医学用途对高分子材料的一种要求。
（2）物理和力学稳定性：针对不同的用途，在使用期内医用高分子材料的强度、模量、
韧性、尺寸稳定性、耐挠曲疲劳性、耐磨性应适当。对于某些用途，还要求具有界面稳定
性，例如人工做关节和人工牙根的松动问题与材料组织结合界面的稳定性有关。
（3）易于加工成型：还要防止材料在生产、加工过程中引入对人体有害的物质：首先，
严格控制用于合成高分子材料的原料的纯度，不含对人体有害的杂质，重金属含量不能超
标。其次，医用高分子材料的加工助剂必须符合医用标准。第三，对于体内应用的医用高
分子材料，生产环境应当具有适宜的洁净级别，要符合GMP 标准。
（4）便于灭菌消毒：在灭菌消毒过程中不引起材料降解及其他性能的变化。与其他高
124
医用耗材使用安全风险管理
分子材料相比，对医用高分子材料的要求是非常严格的。对于不同用途的医用高分子材料，
往往又有些具体要求。在医用高分子材料进入临床应用之前，都必须对材料本身的物理化
学性能、机械性能以及材料与生物体及人体的相互性进行全面评价，通过之后经国家管理
部门批准才能临床使用。
2. 医用高分子材料的分类 医用高分子材料是一门多学科交叉的边缘学科，根据不同
的标准有不同的分类方式，目前尚无统一的标准。常用的分类方法有以下几种。
（1）按来源分类：生物医用高分子可分为两大类，即天然医用高分子材料，包括胶原、
明胶、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、黏多糖、天然水凝胶、甲壳素及其衍生物等；人工合
成医用高分子材料，包括聚氨酯、硅橡胶、聚酯、合成水凝胶等。20 世纪60 年代以前主
要是工业材料的提纯、改性，之后主要根据特定目的进行专门的设计、合成。
（2）按材料与活体组织的相互作用关系分类：依据材料与活体组织之间是否形成化学
键合，生物医用高分子材料可分为生物惰性和生物活性两类。
1）生物惰性高分子材料：生物惰性是指材料在生物体内能保持稳定，几乎不发生化学
反应，不变性。它所引起的组织反应是围绕植入体的表面形成一层纤维包膜，与组织间的
结合主要是靠组织长入其粗糙表面或孔中，从而形成物理嵌合。
2）生物活性高分子材料：生物活性概念其原意是指植入材料能够与周围组织发生相互
作用，在材料组织界面上诱导出特殊的生物或化学反应，这种反应导致材料和组织之间形
成化学键合。如前面讲的生物活性玻璃，金属植入体表面喷涂羟基磷灰石等，材料植入体
内后其表面层能够与周围骨组织很好地相互作用，以增加植入体与周围骨组织的界面强度。
目前有种广义解释生物活性是能增进细胞活性或促进新组织再生的性质。因此生物活性材
料，除了生物活性植入体之外，还包括高分子药物、诊断试剂、高分子修饰的生物大分子
治疗剂等。
（3）按性质分类：生物医用高分子材料可分为非降解和生物降解性两大类。
1）非降解医用高分子材料：包括聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、芳香聚酯、聚硅氧烷
等，其在生理环境中能长期保持稳定，不发生降解、交联或物理磨损等，不会对机体产生
明显的毒副作用；同时材料具有并能保持良好的力学性能，不发生破坏。这类高分子材料
主要用于人体软、硬组织修复和制造人工器官、人造血管和接触镜等。
2）生物降解性医用高分子材料：是指在一定条件下，一定时间内能被细菌、霉菌、藻
类生命等微生物或其他生物体如人体、动物体等所降解和吸收的高分子材料。这类材料在
生物体内逐渐被降解，其降解产物能通过正常的新陈代谢被机体吸收或排出体外，在医学
领域具有广泛的用途，包括淀粉、纤维素、甲壳素、明胶、蛋白质、脂肪族聚酯、聚磷腈、
125
医用耗材使用安全风险评价 第三章
聚酸酐、聚原酸酯、聚碳酸酯等。
（三）生物医用无机非金属材料
生物医用无机材料作为生物材料的重要组成部分，对人体硬组织的修复、替代与再生
起着特殊的功能作用。属于生物学、医学、材料学和化学之间的交叉性边缘学科，具有知
识、技术密集的特点。尽管无机生物材料的研究起步较晚，但由于其优良的物理、化学和
生物学性能，目前已在人工骨、人工关节、人工齿根、固定骨折用器具和人工义眼等领域
被广泛应用。
按照不同的侧重点，无机生物材料有不同的分类方法。按照材料的成分和性质可分为
生物陶瓷、骨水泥、生物玻璃等；按照材料的来源可分为天然生物矿物、合成生物医用无
机材料和生物衍生材料；按照临床用途可分为肌肉骨骼系统用和牙科用等无机材料；按照
生物环境中发生的生物化学反应水平可分为生物惰性、生物活性和生物可降解无机材料等。
1. 生物惰性材料 生物惰性陶瓷是一类暴露于生物环境中，与组织几乎不发生化学变
化的材料，所引起的组织反应主要表现为材料周围会形成厚度不同的包裹性纤维膜。生物
惰性陶瓷可作为耐磨损的骨关节以及承重骨的主要成分，主要用于人体骨骼、关节及齿根
的修复、替换，矫形外科，人工心瓣膜等。
（1）氧化铝生物陶瓷：氧化铝生物陶瓷是一种生物惰性陶瓷，在生物环境中基本不发
生腐蚀和溶解，生物相容性好，可用于关节修复，牙根种植，制作骨折夹板与内固定器件，
药物缓释载体，牙槽嵴扩建五官矫形与修复等，最适用于人工关节头等承受摩擦力作用部
位的修复。氧化铝陶瓷的抗压强度较高，其抗弯强度、杨氏模量比皮质骨高得多。研究表
明，氧化铝生物陶瓷过高的杨氏模量在植入体内后会引起应力屏障效应，大大影响与组织
的力学相容性。另外，氧化铝生物陶瓷抗拉强度低，生理环境下会发生老化和疲劳破坏，
不能作为承受复杂应力部位的修复。氧化铝生物陶瓷的强度受晶粒大小、纯度、气孔状态、
缺陷等因素的影响。
（2）氧化锆生物陶瓷：氧化锆（ZrO2）陶瓷和氧化铝陶瓷一样具有优良的生物相容性，
也是一种生物惰性陶瓷。在力学性能方面，与氧化铝陶瓷相比，氧化锆陶瓷的韧性相对较
好。具有更高的常温强度和断裂韧性，弹性模量较低，但硬度和耐磨性能不如氧化铝陶瓷。
氧化锆陶瓷的高强度和较高的韧性是利用氧化锆的四方向单斜的相变增韧机理实现的。其
四方相向单斜相相变时，会发生体积膨胀，由于氧化锆晶粒受周围基体约束，并与周围基
体发生相互作用，通过晶粒储存弹性应变能，和在裂纹区产生压应力，实现阻止或延缓裂
纹的发展。
由于氧化锆的四方相和立方相晶型生成的温度比单斜相高，密度比单斜相高，为了
126
医用耗材使用安全风险管理
在室温下避免因相转变发生的材料开裂，通常加入适当的添加剂与ZrO2 形成固溶体，可
使ZrO2 的四方和立方晶型在室温下仍保持稳定。这些添加剂称为稳定剂，主要有Y2O3、
MgO、CaO、CeO2 等几种。稳定剂的阳离子置换锆离子形成固溶体，电价或离子半径的差
异造成晶格畸变，使四方或立方氧化锆能在室温下以亚稳态存在。掺入稳定剂后的超细
氧化锆粉体可根据需要采用干压成型、静压成型、热压铸成型、凝胶注模成型、注射成
型等方法成型。
氧化锆具有较高的密度，熔点也高（2700 ℃），其热膨胀系数接近铁，有利于与金属部
件配合。
在骨科应用方面，氧化锆陶瓷可制作人工髋关节头。植入人体的氧化锆陶瓷股骨头的
临床破损率比氧化铝陶瓷股骨头的临床破损率低。氧化锆头通常与聚乙烯臼相配伍使用，
而并非氧化锆陶瓷表面直接相互接触。这是因为氧化锆的导热率低，在关节运动时会使局
部温度过高，从而使氧化锆发生晶格的变相，局部体积的膨大，增加界面的粗糙度，继而
出现磨损增加，力学性能减退的问题。
在齿科应用方面，氧化锆全瓷牙修复体相较其他材质的修复体在强度和韧性方面具有
很大的优势。然而，高强和高韧也给氧化锆全瓷修复体的加工带来困难。致密氧化锆陶瓷
色泽美观，颜色可调，对牙齿修复来说，具有良好的美学效果。由于氧化锆陶瓷具有的低
热导率和高强高韧的特点，使其适合制作核桩牙修复体材料，可改善金属材质的核桩材料
因热导率高所引起的组织损伤和牙龈过敏的问题。
2. 生物活性材料
（1）生物活性玻璃和微晶玻璃：生物活性玻璃和微晶玻璃是生物材料的重要组成部分，
在植入体内后可与体液发生离子反应，最终在玻璃表面形成低结晶类骨磷灰石，具有优良
的生物相容性、生物活性和骨传导性，是材料学、医学和生物学等学科的一个重要研究领
域。与其他种类的生物材料相比，生物活性玻璃和微晶玻璃具有其独特的性能，主要表现
在以下两方面。
生物活性高，能与骨组织形成稳定且高机械强度的界面结合，是生物玻璃和生物微晶
玻璃成功应用于临床的主要原因。
组成的可设计性和性能的可调节性，通过改变其成分或微晶玻璃中晶相的种类和含量，
生物玻璃的生物活性、降解性和机械等性能得以可控调节，以满足不同的临床需求。在玻
璃相中引入磷，可显著提高材料的生物活性；在玻璃相中引入氟金云母和磷灰石相，可提
高材料的可切削性能并保持材料的高生物活性；通过晶化处理玻璃，可大幅度提高材料的
机械性能。
127
医用耗材使用安全风险评价 第三章
生物活性玻璃和微晶玻璃与骨组织形成生理结合（有的甚至能与软组织结合），该结合
力通常大于生物玻璃或骨组织的内部结合力。在进行组织与生物玻璃结合强度的测试时，
断裂往往发生在骨组织或生物玻璃内部，而不是在界面结合处。生物玻璃植入后，表面溶
解生成化学组成和结构均与人体骨中的矿物相相近的碳酸羟基磷灰石（HCA），与此同时形
成与组织紧密结合的界面。生物玻璃表面溶解出的Si 离子为HCA 的形成提供合适的成核
位置，而体液中以及溶解产生的Ca、P 离子，则沉积生成富Ca、P 的无定形层。
与生物惰性材料植入体内最终形成纤维组织包囊不同，生物活性玻璃或微晶玻璃植入
体内后，在表面形成结晶HCA 层，成骨细胞更易在其表面增殖，从而和新骨直接结合而不
会在界面处产生纤维组织包囊。
生物玻璃的活性通常采用模拟人体体液体外浸泡、细胞培养和动物体内植入等方法来
表征。模拟人体体液体外浸泡是材料生物活性检测的常规方法。在体外实验中，材料表面
积与溶液体积的比例会影响材料的表/ 界面反应。动物体内植入试验是检测材料生物活性
的最直接方法。能否在植入骨缺损部位后与骨形成紧密结合是材料是否具备生物活性的一
个重要标志，而材料是否具有骨诱导性则根据材料植入组织后能否异位成骨来判定。不具
有骨诱导性的生物玻璃可以通过装载活性因子后使其具有骨诱导性。但是，影响体内实验
生物活性的因素较为复杂，且表征实验的周期较长。
（2）钙磷类生物活性陶瓷：生物活性陶瓷是一类能与机体组织在界面上实现化学键合
的生物陶瓷。生物活性陶瓷的优点在于随着修复时间的延长，材料表面形成能与骨组织以
化学键结合的生物性羟基磷灰石（HCA）。HCA 中还含有其他矿物质和微量元素，在化学
组成和微观结构上与骨的无机组成相近。在生理环境下，HCA 与骨组织形成紧密的化学键
结合层，阻止材料被腐蚀，具有良好的抗应力性能，从而增强材料的耐久力和抗疲劳性能。
生物活性陶瓷主要用作牙科和整形外科植入体、骨科接合材料、人工骨材料和治疗癌症材
料等。从20 世纪60 年代末和70 年代初开始，生物活性材料得到了较泛的应用，典型的活
性生物陶瓷材料有羟基磷灰石和磷酸三钙陶瓷（TCP）等。
（3）骨水泥：骨水泥作为人工合成的组织修复、替代材料的重要组成部分，在硬组织
缺损修复和移植体固定的过程中起着不可低估的作用。骨水泥种类较多，主要有聚甲基丙
烯酸甲酯，磷酸钙水泥和磷酸镁水泥等。
3. 生物医用复合材料 生物医用复合材料又称为生物复合材料，它是由两种或两种以
上不同材料复合而成的生物医用材料，并且与其所有单体的性能相比，复合材料的性能都
有较大程度的提高。制备该类材料的目的就是进一步提高或改善某一种生物材料的性能。
该类材料主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器官的制造。它除应
128
医用耗材使用安全风险管理
具有预期的物理化学性质之外，还必须满足生物相容性的要求。这里不仅要求组分材料自
身必须满足生物相容性要求，而且复合之后不允许出现有损材料生物学性能的性质。按基
材分生物复合材料可分为高分子基、金属基和无机非金属三类。它们既可以作为生物复合
材料的基材，又可作为增强体或填料，它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的
生物医用复合材料。利用生物技术，一些活体组织、细胞和诱导组织再生的生长因子被引
入了生物医用材料，大大改善了其生物学性能，并可使其具有药物治疗功能，已成为生物
医用材料的一个十分重要的发展方向。根据材料植入体内后引起的组织反应类型和水平，
它又可分为生物惰性的、生物活性的、可生物降解和吸收等几种类型。人和动物中绝大多
数组织均可视为复合材料，生物医用复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广
阔的途径。
（1）陶瓷基生物医用复合材料：陶瓷基生物医用复合材料是以骨水泥、生物陶瓷、生
物玻璃或玻璃陶瓷为基体，为提高材料的生物活性、骨结合性能以及增强材料的力学强度
而通过不同方式引入纤维、胶束、颗粒而获得的一类复合材料。
磷酸钙骨水泥CPC 能在常温下自行固化，具有良好的生物相容性和任意填充塑形的特
性，但其早期固化时强度不高，尚无法作为股骨、牙等负重部位的骨替代物。采用玻璃纤
维、氮化硅纤维和碳化硅纤维等增强磷酸钙骨水泥，可明显提高水泥的强度，但与纤维种
类、长度、含量及界面结合有关。
（2）高分子基生物医用复合材料：所有的生物体组织几乎都是复合材料，如作为人体
硬组织的骨和牙齿，主要就是由连续相的高分子材料和弥散在其中的羟基磷灰石颗粒构成。
高分子基生物医用复合材料的出现，尤其是无机与高分子复合生物材料的发展，为人工组
织和器官的修复提供了新的支撑手段。
纤维增强医用高分子复合材料不仅具有较高的强度，而且纤维的定向排列使材料具有
各向异性。如定向排列碳纤维增强的聚乳酸复合材料植入人体后，随着聚乳酸降解吸收，
胶原将沿着碳纤维定向排列、沉积，这种材料已用于人工韧带和肌腱修复体。碳纤维弥散
分布增强超高分子量的聚乙烯复合材料，与为增强的聚乙烯相比，断裂强度和弹性模量提
高了40%，寿命和耐磨性也显著提高，已用于人工关节臼的制造。
（3）金属基生物医用复合材料：金属材料优良的生物力学性能和加工性能，使得其在
生物材料领域中占据重要地位。然而，金属生物材料植入体内，因生理环境的腐蚀作用易
使金属离子扩散到周围组织，导致毒副作用乃至植入失效。由于植入材料和生物体的相互
作用仅限于表面的若干原子，如果能对金属材料进行表面改性（如等离子喷涂和离子注入
技术等），使材料的金属特性与表面的生物活性能更好地结合起来，那么金属材料在体内的
129
医用耗材使用安全风险评价 第三章
易腐蚀问题将得到解决。
目前，国内不少单位利用等离子体表面改性技术开展金属医用材料的表面改性研究，
以解决抗凝血、生物相容性、抗钙化及细胞吸附生长、抑制等关键技术问题。
（4）生物活性复合材料：生物活性材料是指具有使材料能与人体组织产生可控的相互
作用，通过激发或调控组织再生和重建过程中的细胞黏附、迁移、生长、分化等生理活动，
增进细胞活性或新生组织的再生功能，从而帮助机体实现组织的修复和再生的材料，它已
成为组织修复材料的发展方向。材料活性化有两条基本途径：包括构建具有生物活性的新
型生物材料和在现有已获FDA 批准的基质材料的基础上进行活性化的修饰。与设计构建新
材料相比，采用在现有已获FDA 批准的基质材料进行活性化修饰的手段无疑将使研究周期
缩短，更容易在短期内取得突破。
目前常用的策略有：①将细胞或生长因子引入生物材料中，以促进诱导体内细胞的迁
移、增殖、分化；②将导致生物活性的基因直接引入材料中；③对材料采用表面修饰方式
导入生物活性化基团。上述三方面都是生物材料领域近年来的研究热点。由于避开了模拟
体内环境进行体外培养细胞的既复杂又耗时的技术，同时在DNA 质粒的安全性和有效性尚
未得到证实的情况下，通过引入生长因子而赋予材料生物活性成为一条更容易突破的有效
途径，即通过“特定材料+ 生物活性因子”的策略构建生物活性组织修复材料，更多地依
赖于生物材料的“生物活性”和人体微环境的“生物反应器”，有可能使生物活性材料在临
床应用方面取得突破。
4. 生物医用衍生材料 生物医用衍生材料是经特殊处理的生物组织所形成的一类材
料，包括维持组织原有构型，仅消除其免疫排斥反应的较轻微处理过的组织，生物组织可
取自同种或异种动物体的组织。特殊处理包括维持组织原有构型而进行的固定、灭菌和消
除抗原性的轻微处理，以及拆散原有构型、重建新的物理形态的强烈处理。如经戊二醛处
理定型的猪心瓣膜、牛心包、人颈动脉、脐动脉、冻干的骨片等，以及经拆散原有构型处
理的再生胶原、壳聚糖、透明质酸等的粉体、纤维膜、海绵体、凝胶等。由于经过处理的
生物组织已失去生命力，生物衍生材料是无生命力的材料。由于生物衍生材料或是具有类
似于自然组织的构型和功能，或是其组成类似于自然组织，在维持人体动态过程的修复和
替换中具有重要作用，主要用于人工心瓣膜、血浆增强剂和血液透析膜等。但是目前生物
医用衍生材料尚处于起步阶段，其制备的困难和临床运用仍是今后研究的主要方向。
三、医用材料生物相容性评价
生物医用材料与生物体直接接触，这一特性决定了必须进行生物学评价表征。所谓生
130
医用耗材使用安全风险管理
物医用材料的生物学评价，是指进入临床前将预期应用于人体的天然或人工合成材料进行
体外模拟生物学试验、动物体内植入试验以及对该材料最终应用于人体的风险性进行安全
性评价。
生物学评价可预测生物材料在人体中使用的潜在危害性，并将不安全的风险降低到最
低程度，是对生物材料进行风险评价的有效手段。
生物医用材料的生物学评价主要包括对现有信息的分析、生物学试验及对结果的综合
判断，其中生物学试验是生物学评价的主体。通过生物学试验，主要考察生物医用材料对
人体宿主的生物反应，即局部组织反应、血液反应、免疫反应和全身反应。根据国际标准
化组织（ ISO10993）的文件和我国关于“医疗器械生物学评价”的标准（GB/T 16886 系
列）进行评价试验。基本评价试验包括细胞毒性试验，致敏试验，皮肤、眼、黏膜等刺激
或皮内反应试验，经口、吸入、皮肤、静脉、腹膜内途径等急性全身毒性试验或热原试验，
经口、吸入、皮肤、静脉、腹膜内途径等亚慢性毒性试验，对DNA 影响、染色体结构和基
因突变等三个水平的遗传毒性试验，皮下、肌肉和骨等植入试验，溶血、凝血、血小板、
血栓形成、出凝血时间等的血液相容性试验。补充评价试验包括慢性毒性试验、致癌性试
验、生殖和发育毒性试验、生物降解试验。以上所有试验均需根据产品自身的特点，以及
与人体接触的时间和部位而有所选择。对生物医用材料来说，只有合理并正确地进行评价，
才能作出相对科学的评价结果。
第四节 卫生技术评估在医用耗材使用安全风险评价中的应用
医疗器械作为医疗技术的重要组成部分，在促进健康、预防、诊断、治疗疾病或康复，
以及提高人类健康及生命质量等方面日趋重要。如何在有限的资源下，更大限度地提高医
疗干预对人类健康的积极影响，同时有效降低干预成本，为了解决这一问题，卫生技术评
估（Health Technology Assessment，HTA）应运而生。
医用耗材，作为医疗器械的重要组成部分，也是HTA 应用的重要研究对象。通过
HTA，可以对医用耗材的技术特性、临床安全性、有效性、经济学特性和社会适应性进行
系统全面的评价，为各层次的卫生决策者提供合理选择医用耗材的科学信息与决策依据。
一、卫生技术评估的基本概念
根据世界卫生组织的定义，HTA 是一种对卫生技术适宜性、效果和影响进行系统评
131
医用耗材使用安全风险评价 第三章
价的方法，其主要目的是为医疗领域相关技术政策的制定提供信息依据，从而使成本效
益高的新技术得到采纳，同时阻止价值存疑的技术进入卫生系统。HTA 是确保卫生技术
恰当引入和使用的三种互补的方法之一；另外两种其一是监管，关注安全性和有效性，
并对技术使用的所有预期和非预期结果进行评估；其二是管理，主要关注技术生命周期
中的采购和维护。当这三要素之间的联系和交换既相互区别又相互支持时，卫生系统的
绩效将得到加强。
HTA 始于20 世纪70 年代早期，当时CT 扫描仪的需求量快速增长，因为其成本非常高，
每台通常超过30 万美元，变成了一个公共政策的议题。决策制定者对于近乎失控地广泛使
用昂贵医疗设备产生质疑，这催生了HTA 范式的出现。在1975 年2 月，美国参议院劳工和
公共福利委员会（代表其附属健康委员会）委托刚成立的技术评估办公室，在昂贵的新医疗
技术和程序正式使用前研究应做出哪些调整。卫生技术和卫生技术评估的概念自此开始广泛
发展。这里所指的卫生技术是可用来促进健康，预防、诊断或治疗疾病或康复或长期照护的
任何一种干预。因此，它的范围不仅包含了医疗器械（从简单的木质压舌板和辅助器械，到
复杂的植入材料）还包括医学影像系统、药物、医疗和手术程序，以及管理和后勤系统。
HTA 是“对卫生技术的适宜性、效果和影响进行系统评价的方法”。HTA 可能会给出
待评估技术的直接的和可预期的结果，以及非直接和非预期的结果。HTA 最主要的目的是
为制定医疗领域技术相关的政策提供信息。HTA 一般由跨学科团队使用多种方法构建明确
的分析框架并执行评估。根据涉及的问题、决策制定的时间框架及资源的可用性，HTA 将
以不同形式出现，比如完整的HTA 报告、HTA 情景化报告、简单综述、卫生技术信息服务
或者远景展望报告。一般来说，HTA 是政策、内容嵌入及方法论的体现。
HTA 来源于技术评估，美国率先开展相关工作，被引入欧洲后得到迅速发展。目前，
已经有数十个国家和地区开展HTA 相关工作，并形成了100 多个全球网络组织和不同层级
的机构。在全球舞台上，已经有多个国际机构支持HTA 的发展，其中有代表性的包括：国
际卫生技术评估协会（Health Technology Assessment International，HTAi）、国际卫生技术评
估机构网络、世界卫生组织合作中心和全球网络、欧洲卫生技术评估网络等。
正如欧洲卫生保健系统观测站在一个政策摘要中陈述的，“为了给这个政策疑问所揭
露出的问题寻求一种循证的解决方法，实施评估的研究人员需要从以下多个方面来详细考
察这个政策问题：安全性，效力，效率，心理学，社会学，伦理学，组织，专业和经济等
角度。这些研究内容决定了如何开展余下的评估，哪些方面应该被评估和哪些不用被评
估……提出研究问题是评估的重要环节，因为他们将原始的决策问题和政策问题转化为可
以通过评估科学证据来回答的问题，”决策环境不同，决策者需要的维度也不同。例如，相
132
医用耗材使用安全风险管理
比于由卫生部做出的卫生技术评估决策，医院的卫生技术评估倾向于更多的关注具体组织
的维度。
丹麦卫生技术评估中心的《卫生技术评估手册》对卫生技术评估中所需和正在全球使
用的方法进行了绝佳的概述。值得注意的是，经济分析经常是卫生技术评估的一部分，但
并非强制要求。经济分析维度可能包括成本效益分析，成本效用分析，成本效果分析，成
本最小化分析，以及预算影响分析和其他形式的经济评价。像所有卫生技术评估一样，利
用HTA 为决策提供信息时，必须采用适合于这个决策流程的方法。用于成本效用分析的质
量调整生命年（QALYs）和伤残调整生命年（DALYs），经常被视为卫生技术评估的标志，
但是在许多情形下，预算的影响对于决策者来说更为重要。
将在一种背景下产生的卫生技术评估的正规方法应用于另一种背景受到了越来越多
的关注。一个典型的例子是欧洲卫生技术评估网络合作开发了HTA 适应工具包（HTA
adaptation toolkit）。
二、基于医院的卫生技术评估HB-HTA
HB-HTA 指专门基于特定医院背景，为帮助医院对各类卫生技术做管理决策而进行
的卫生技术评估活动。它包括用于产生 HTA 报告的流程和方法，在医院里完成，为医院
服务。与HTA 往往关注国家或社会层面不同，HB-HTA 侧重关注医院级层面。由于HTA
往往是通过国家或多机构合作对卫生技术进行宏观层面的分析，各种资源的获取及分析
需要耗费大量时间，然而对于医院范围内耗材使用安全风险评价而言，并没有充分的资
源开展大规模的HTA，因此，采用基于医院的HB-HTA 在耗材临床使用风险管理实践中
最具有实用性。将HTA 理念应用于医院的卫生技术临床管理，是提升医院精细化管理水
平的重要方法。
HB-HTA 主要有4 种模式：大使模式、 Mini-HTA 模式、内部委员会模式以及在机构内
设立 HB-HTA 组织的模式（HB-HTA Unit）。根据调查显示，当前HB-HTA 以部门模式为
主（约占63%），其次是内部委员会模式（约占23%）。大使模式以专家意见为主，特别是
临床专家的推荐意见。Mini-HTA 模式通常由一名专业人员来执行，通过调查问卷收集数
据，该模式因具有灵活性、开放性和时效性快的特点得以广泛应用，但因为调查周期太短，
可能导致检索证据不够充分，缺乏同行审查和透明度，可能存在偏倚。内部委员会模式是
指医院组织多方人员，包括临床使用人员、管理人员等组成跨学科小组开展数据收集和提
出建议，由管理委员会进行最终评审。部门模式代表了HB-HTA 架构的最高水平，有四种
组织类型：①独立小组；②基本整合型的HB-HTA 部门；③独立的HB-HTA 部门；④专业
133
医用耗材使用安全风险评价 第三章
整合型的HB-HTA 部门。这四种组织类型是HB-HTA 逐渐发展发展成熟的过程，最终形成
规范化、专业化的评估小组。
上述几种组织模式可相互组合，形成不同的HB-HTA 组织框架。例如，采用内部委员
会模式或大使模式对报告进行内、外部审查，既能提高HB-HTA 评估过程的透明度从而减
少偏倚，又保证了HB-HTA 的质量。
HB-HTA 流程可分为4 个环节：确定优先评估项目、开展评估、审查HB-HTA 报告、
评估结果转化应用。
（一）确定优先评估项目
HB-HTA 评估小组根据研究问题的重要性、紧迫性、医院的组织需求等因素确定待评
估内容的优先顺序。在实践中，不同HB-HTA 组织确定待评估内容的原则和策略不尽相
同，在医用耗材临床使用风险评价中，待评估内容是指耗材使用过程中的潜在风险事件。
（二）开展HB-HTA 评估
评估小组根据风险事件具体情况、循证医学以及HTA 的基本方法和流程收集、评价、
分析和综合数据证据，形成报告，做出评价。评估小组成员应该包括所有利益相关方，
如医生、采购人员、管理者、生产厂家等，从而提高报告的全面性和适用性。整个评估
过程必须独立、公正和透明。在耗材使用风险评价中，评估内容应该包含该产品所用技
术的安全型、有效性、经济型、医院适用性以及患者影响等，最终确定选用的证据类型
和评估指标。
（三）评审HB-HTA 报告
审查委员会对评估小组提交的HB-HTA 报告进行内部和外部审查。内部审查委员会包
括院内医护人员、管理人员等，外部审查委员会包括行业内相关专家。最终根据审查意见
进行修改，形成最终的HB-HTA 报告。
（四）评估结果转化应用
最终的HB-HTA 报告递交给医院管理者，他们采用管理决策模型，根据风险评价结果
对使用产品的临床有效性、安全型、相关性（需求）、经济型等方面进行决策。
卫生技术评估是通过对药品、医疗器械、医用耗材等各种卫生技术进行技术特性、安
全性、有效性以及经济性评估，为决策者合理选择卫生技术提供决策依据。在新医改形势
下，医用耗材临床使用环节将是管理的重点环节。医用耗材安全性评价的是患者接受某卫
生技术服务后发生不良反应或意外损害的概率及严重程度，医疗器械不良事件是指在正常
使用合格医疗器械时发生的、与使用医疗器械预期效果无关的伤害事件。因此，在医用耗
材使用管理中以医疗器械不良事件监测和报告为着眼点，对有严重后果的不良事件进行分
134
医用耗材使用安全风险管理
析、评估，形成详细的评估报告，对集中产生的问题深究原因，开展基于 HB-HTA 临床使
用风险评价，对于有效保障医用耗材使用环节的安全性有重要意义。
三、卫生技术评估应用于医用耗材风险评价
根据风险管理国际标准ISO31000，风险评价包括风险识别、风险分析和风险评价的全
过程。目前风险评价的基本思想是对风险进行分析测量，确定风险值的大小或风险等级，
对风险的可接受性进行评价并利用在风险管理计划中规定的风险可接受性准则对其进行评
价，也为之后的风险控制提供参考的依据。风险评价的一般过程包括：
（1）医疗器械预期用途与安全有关特征的识别。
（2）危险（源）的识别。
（3）每个危险情况的风险估计。
（4）风险评价。
由此可见，风险评价是上述过程中的一个重要环节，具体到医用耗材使用风险管理领
域，就是对医用耗材对医用耗材，尤其是植入性材料、介入性材料等第三类医疗器械开展
安全性、有效性评价，使得其使用符合技术性规范要求，并且更为安全、准确和有效地满
足临床工作的需要。为了实现这一目的，可以将卫生技术评估的方法和技术应用在临床使
用评价中，包括耗材使用的安全性、有效性及合理性三个方面，这三方面也是医用耗材临
床使用风险评价的重要内容。因此，卫生技术评估的方法可以作为开展医用耗材临床使用
风险评价的重要工具和手段。
从使用安全性评价方面，医用耗材安全性评价的是患者接受某卫生技术服务后发生不
良反应或意外损害的概率及严重程度，医疗器械不良事件是指在正常使用合格医疗器械时
发生的、与使用医疗器械预期效果无关的伤害事件，所以我们在医用耗材使用管理中以医
疗器械不良事件监测和报告为着眼点，进一步完善了耗材的全程管理。以临床科室为单位
和抓手，建立医疗器械质量安全管理小组，重点负责本科室的医疗器械风险管理，从体系
架构、人员分工和建立制度等多个方面开展质量安全监测，临床科室每季度开展医疗器械
使用方面的讨论会，每季度开展医疗器械使用科室培训，对科室上报的医疗器械不良事件
除通过信息系统上报以外，同时进行科室登记，并且进行科室层面的讨论及整改，体现持
续改进的效果。医学工程部门的职责是对每例事件进行调查、分析、反馈，详细汇总材料，
对上报资料进行查漏补缺并上报至国药监局，同时医学工程部门每季度按照医疗器械不良
事件上报的情况形成分析材料，对全院上报情况、科室上报情况、有源无源医疗器械不良
事件上报情况分别进行通报，对严重不良事件上报院专家组进行讨论。医院专家组主要对
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医用耗材使用安全风险评价 第三章
有严重后果的不良事件进行分析、评估，形成详细的评估报告，对集中产生的问题深究原
因，从而降低耗材风险，保障医疗安全。
从使用有效性评价方面，建立了开展使用效果分析的工作机制，可由医学工程部门牵
头，邀请专家进行耗材临床使用分析，专家点评分析后确有问题的反馈给临床，临床需要
提供证据申诉理由，同时，使用系统综述法，收集大量的临床反馈及临床研究文献，评估
临床所用材料的性能、特点及适用范围。以开展的肺动脉导管临床应用评价为例，通过数
据库检索的方式获得PAC 在国内外的相关资料。主要检索中国期刊全文数据库（CNKI）和
PubMed 数据库，首先对适应证进行论证，依据医院目前PAC 主要使用的病历以及申请科
室提出的初步论证意见，选择“肺动脉高压诊断”“心脏结构评估”“心衰竭病因”“肺水
肿评估”“休克鉴别诊断”5 类诊断进行评估。以肺动脉高压诊断为例，主要检索CNKI 和
PubMed 数据库，中文检索词为“肺动脉高压，肺动脉导管”，英文检索词为“pulmonary
hypertension，pulmonary artery catheter”，进行文献检索，再按照相关程度排序，筛选出若干
篇文献重点研究，评价的结论是：PAC 对于在微创测试进行之后的肺动脉高压确诊是必需
的，PAC 作为肺动脉高压诊断工具已经成为临床共识。
在使用合理性评价方面，在分析高值耗材使用数据时，结合使用科室的手术量、出院
患者情况、三四级手术率及腔镜手术率等指标进行综合分析。通过数据分析，定期公示各
类高值耗材成本效益数据，及时掌握各类医用耗材的使用情况，为指导临床合理使用医用
耗材提供了可靠证据，也为科学管理医用耗材的提供了决策数据，同时对使用量异常增加
的耗材品种加强了监管。对医用耗材，尤其是植入性材料，为了规范使用，使得其使用符
合技术性规范要求，并且更为安全、准确和有效地满足临床工作的需求，将合理性评价重
点侧重于两个方面：一是依据使用说明书、国家法律法规、行业内部标准以及临床要求，
制订详细的操作规程，包括基本操作程序和正确使用方法，同时定期开展使用人员的培训
和考核，提高使用者的操作技术和应急处置能力。二是基于临床路径管理，采用卫生技术
评估方法，收集大量的临床反馈及临床研究文献，对介入器械与材料的性能、特点及适用
范围的了解以及评估，同时结合临床路径管理，根据临床专业特点建立严格的使用路径和
高值医用耗材应用适应证范围，建立各类植入性材料的临床使用规范和使用目录，以全腹
腔镜胃癌根治术为例，建立的耗材使用目录包括了吻合器、腔镜下切割闭合器、普通闭合
器、一次性曲卡、超声刀或者能量平台相关耗材使用目录。又比如针对病态窦房结综合征，
可以依据临床路径建立各品种心脏起搏器的使用目录。
（王国宏 王思敏 张 莉 郑司雨）