GB/T 23101.3-2023
基本信息
标准号： GB/T 23101.3-2023
中文名称：外科植入物 羟基磷灰石 第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征
标准类别：国家标准(GB)
英文名称：Implants for surgery—Hydroxyapatite—Part 3:Chemical analysis and characterization of crystallinity ratio and phase purity
标准状态：现行
发布日期：2023-11-27
实施日期：2024-12-01
出版语种：简体中文
下载格式：.pdf .zip
下载大小：12185834
标准分类号
标准ICS号：医药卫生技术>>医疗设备>>11.040.40外科植入物、假体和矫形
中标分类号：医药、卫生、劳动保护>>医疗器械>>C35矫形外科、骨科器械
出版信息
出版社：中国标准出版社
页数：32页
标准价格：54.0
相关单位信息
起草人：袁暾 马春宝 李亚东 曾达 邓翔 张海明 俞天白 王书明 魏淼 邹文 朱进清 李亚军 陈艳文 李家林 张松伟 温敏 王梦圆 赵婷婷
起草单位：四川大学、天津市医疗器械质量监督检验中心、苏州鼎安科技有限公司、大博医疗科技股份有限公司、四川医疗器械生物材料和制品检验中心有限公司、史赛克(北京)医疗器械有限公司、苏州微创关节医疗科技有限公司、国标(北京)检验认证有限公司、麟科泰医疗技术(无锡)有限公司
归口单位：全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会(SAC/TC 110)
提出单位：国家药品监督管理局
发布部门：国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会
标准简介
本文件描述了羟基磷灰石材料，包括粉末、涂层或陶瓷的化学分析、结晶度和相组成评估的测定方法。
标准图片预览
标准内容
ICS11.040.40
CCSC35
中华人民共和国国家标准
GB/T23101.3—2023
代替GB/T23101.3—2010
外科植入物
羟基磷灰石
第3部分：结晶度和相纯度的
化学分析和表征
Implantsforsurgery-HydroxyapatitePart 3:Chemical analysis and characterization of crystallinityratio and phase purity
（IS013779-3：2018，MOD）
2023-11-27发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-12-01实施
GB/T23101.3—2023
规范性引用文件
术语和定义
化学分析
X射线衍射分析
测试报告
附录A（资料性）
附录B（资料性）
附录C（规范性）
附录D（规范性）
附录E（资料性）
附录F（资料性）
附录G（资料性）
附录H（规范性）
参考文献
磷酸钙的污染
用于定量相分析（QPA）的XRD数据Rietveld精修法校准品制备方法
绘制校准曲线图的相的纯度分析绘制校准曲线时各种混合样X射线衍射谱实例·Ca：P的不确定度计算
结晶度测定的可选方法
用于计算结晶度的羟基磷灰石特征峰位，13
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
本文件是GB/T23101《外科植人物部分：
第1部分：羟基磷灰石陶瓷；
——第2部分：羟基磷灰石涂层；GB/T23101.3—2023
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定羟基磷灰石》的第3部分。GB/T23101已经发布了以下第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征；一第4部分：涂层粘结强度的测定；一第6部分：粉末。
本文件代替GB/T23101.3一2010《外科植入物羟基磷灰石第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征》，与GB/T23101.3一2010相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：更改了文件的适用范围，将羟基磷灰石粉末纳入本文件的范畴，并进一步明确了文件的适用领域（见第1章，2010年版的第1章）；增加了术语和定义：定量限（见3.3）、α-磷酸三钙（见3.8）、β-磷酸三钙（见3.9）、羟基磷灰石（见3.10）、磷酸四钙（见3.11）、氧化钙（见3.12）、不确定度（见3.13）、结晶度（见3.14）、背景（见3.15）、噪声（见3.16）、杂质相（结晶态）（见3.17)；更改了化学分析仪器及试剂的要求（见4.3、4.4,2010年版的5.1、4.4），明确了分析试剂的级别，并对样品溶液制备及结果表述部分进行了细化（见4.5、4.6，2010年版的9.1、9.2)；增加了杂质相的检测限（DL）和定量限（QL）及两者的不确定度要求（见5.6.3、5.6.4)；更改了钙磷原子比（Ca：P）的计算方法（见5.8.2、2010年版的第10章），并增加了测量的不确定度要求（见5.8.3）；
一更改了结晶度测试方法（见5.9.2、5.9.3、5.9.4、2010年版的第12章），并增加了测量的不确定度要求（见5.9.5）。
本文件修改采用ISO13779-3：2018《外科植入物羟基磷灰石
第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征》。
本文件与ISO13779-3：2018相比做了下述结构调整：4.3中a)、b)分别对应ISO13779-3：2018中4.3.1、4.3.2；4.4中a)~c)分别对应ISO13779-3：2018中4.4.1~4.4.3；—5.2中a)~f)分别对应ISO13779-3：2018中5.2.1~5.2.6；附录B对应ISO13779-3:2018附录G；附录C对应ISO13779-3：2018附录E；附录D对应ISO13779-3:2018附录B；附录E对应ISO13779-3：2018附录C；附录G对应ISO13779-3：2018附录H；附录H对应ISO13779-3：2018附录D。本文件与ISO13779-3：2018的技术差异及其原因如下：用规范性引用的GB/T6003.1替换了ISO3310-1，以适应我国国情；用规范性引用的GB/T6682替换了ISO3696，以适应我国国情：1
GB/T23101.3—2023
5.5.2结晶相的识别中，用于校准曲线的构建、杂质相含量和Ca：P比的确定，可选择的峰羟基磷灰石增加了2.1.1峰，以适应现有的技术条件及与附录D中的内容相对应。本文件做了下列编辑性改动：
—纳入了ISO13779-3：2018/AMD1：2021的修正内容（见5.8.4），所涉及的条款于外页边空白位置用垂直双线（Ⅱ）进行了标示。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。本文件由全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会（SAC/TC110）归口。本文件起草单位：四川大学、天津市医疗器械质量监督检验中心、苏州鼎安科技有限公司、大博医疗科技股份有限公司、四川医疗器械生物材料和制品检验中心有限公司、史赛克（北京）医疗器械有限公司、苏州微创关节医疗科技有限公司、国标（北京）检验认证有限公司、麟科泰医疗技术（无锡)有限公司。本文件主要起草人：袁、马春宝、李亚东、曾达、邓翔、张海明、俞天白、王书明、魏森、邹文、朱进清、李亚军、陈艳文、李家林、张松伟、温敏、王梦圆、赵婷婷。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：-2010年首次发布为GB/T23101.3—2010；一本次为第一次修订。
羟基磷灰石作为一种骨修复材料，在外科植人物中的应用十分广泛GB/T23101.3—2023
GB/T23101《外科植入物基磷灰石》由ISO13779系列标准转化而来，提供了羟基磷灰石陶瓷、羟基磷灰石涂层、羟基磷灰石粉末的性能要求及相关试验方法。GB/T23101已发布5个部分，包括：第1部分：羟基磷灰石陶瓷，旨在规范用作外科植入物的羟基磷灰石陶瓷的要求；第2部分：羟基磷灰石涂层，旨在规范应用于金属和非金属外科植人物的羟基磷灰石陶瓷涂层的要求；
一第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征，旨在提供羟基磷灰石材料，包括粉末、涂层或陶瓷的化学分析、结晶度和相组成评估的测定方法；一第4部分：涂层粘结强度的测定，旨在提供羟基磷灰石涂层粘结强度的测量方法；一第6部分：粉末，旨在规范羟基磷灰石粉末原材料的要求。从未显示任何已知的外科植入材料在人体中绝对不会引起不良反应。然而，羟基磷灰石材料的长期临床应用经验表明，如果材料应用得当，则可达到预期生物反应水平。外科植入物用羟基磷灰石材料的生物相容性和吸收速率可能取决于微量元素的存在、杂质结晶相和结晶度。已证明无定形磷酸钙、磷酸四钙、α-磷酸三钙和β-磷酸三钙具有更高的溶解性，并且可比羟基磷灰石在体内更快地被吸收。氧化锆和重金属可能会损害材料的生物相容性。因此，评估材料的组成成分非常重要
在该领域，对不同结晶相和非晶相成分的评估一直在持续进行（包括设备和软件）。在本文件中提出了一种测量羟基磷灰石结晶度的新方法，并提出将Rietveld方法作为测量杂质相含量的替代方法m
1范围
外科植入物羟基磷灰石
第3部分：结晶度和相纯度的
化学分析和表征
GB/T23101.3—2023
本文件描述了羟基磷灰石材料，包括粉末、涂层或陶瓷的化学分析、结晶度和相组成评估的测定方法。
注：这些测试旨在描述材料的特性并在组织之间进行交流。测试的目的不是替代公司的内部运营和评估测试。本文件适用于羟基磷灰石结晶度、相组成、杂质元素和钙磷原子比的评估。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/T6003.1试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛（GB/T6003.1-2022,ISO3310-1:2016,MOD)
GB/T6682
分析实验室用水规格和试验方法（GB/T6682一2008，ISO3696：1987，MOD）术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
calibrationcurve
校准曲线
通过X射线衍射分析图谱所测定的杂质相积分强度占比来计算杂质相占比结晶羟基磷灰石的质量分数的校准图。
检测限
detectionlimit;DL
能与无该杂质相或微量元素区别开的杂质相或微量元素的最低量注：5.6.3规定了估算杂质相检测限的要求和程序。3.3
定量限
quantificationlimit；QL
可定量检出杂质相或微量元素的最低量。注：5.6.3规定了估算杂质相定量限的要求和程序。3.4
5height
已扣除背景的X射线衍射谱中峰顶与基线之间的距离，3.5
积分强度
integrated intensity
已扣除背景的X射线衍射谱中基线之上的特征峰的面积。1
GB/T23101.3—2023
scraping
从基体材料上刮下且受基体自身材料污染最小化的涂层材料。3.7
信噪比
signal:noiseratio
X射线衍射谱中峰的高度除以基线摆动的最大偏差。注：X射线衍射谱的每个峰的高度除以基线摆动在接近峰位置时的最大偏差，在一个不太可能出现结晶相峰的区域。
5a-tricalciumphosphate;α-TCPα-磷酸三钙
晶体结构表征为国际衍射数据中心（ICDD)粉末衍射数据库（PDF）09-0348的化合物。注：化学分子式为Cas（PO,）2。3.9
β-tricalciumphosphate;β-TCPβ-磷酸三钙
晶体结构表征为ICDDPDF09-0169的化合物。注：化学分子式为Cas（PO,)2。3.10
hydroxyapatite;HA
羟基磷灰石
晶体结构表征为ICDDPDF09-0432或ICDDPDF72-1243的化合物。注：化学分子式为Cas（OH)(PO,）s。3.11
5tetracalciumphosphate;TTCP
磷酸四钙
晶体结构表征为ICDDPDF25-1137或ICDDPDF70-1379的化合物。注：化学分子式为Ca（PO,)2O。3.12
氧化钙
calciumoxide;CaO
晶体结构表征为ICDDPDF4-0777或ICDDPDF82-1690的化合物。3.13
不确定度
uncertainty
考虑测量的可重复性，测量的95%置信区间。3.14
结晶度
crystallinityratio
样品中所选择的HA峰积分强度之和与样品经1000℃下熳烧15h后相同HA峰的积分强度之和之比。
注：有时结晶度定义为结晶HA的质量分数与HA的总质量分数（结晶和非晶相）之间的比值。然而，在本文件中，没有给出测量HA总质量分数的方法。3.15
background
由非衍射X射线束产生的信号。
注：具体说明见图1。
由X射线衍射仪产生的信号强度的变化。注：具体说明见图1。
杂质相（结晶态）foreigncrystallinephasesGB/T23101.3—2023
由磷酸四钙、α-磷酸三钙、β-磷酸三钙和氧化钙组成的羟基磷灰石以外的结晶相。注：通过X射线衍射分析检测是确定杂质相的一种可行方法。Y
标引序号说明：
1——背景；
2—噪声。
X-20();
Y=计数（cps或counts)。
4化学分析
4.1概述
ayytandnuhna
图1背景和噪声的说明
本章规定了测定外科植入物羟基磷灰石材料中砷、镉、铅、汞和重金属含量的方法。重金属含量被认为是铅、汞、铋、砷、锑、锡、镉、银、铜和钼的总和。注：该微量元素列表包含在GB/T23101.6中。将HA涂层中的微量元素与HA粉末中的微量元素进行比较，涂层工艺对HA的损害是明显的。
该方法也可用于测量钙和磷以计算钙磷原子比（Ca：P），并作为5.8中所述的X射线衍射法的可选方法。但宜对化学分析所得结果与X射线衍射法所得结果的等效性进行证明。可能需要分析其他微量元素（见附录A）。4.2
分析方法
在确认和测定检测限、定量限和测量误差后，以下方法可被采用。每种分析方法都有各自的DL和QL。应使用适当的定量分析仪器，其定量限不小于分析样品所要求的极限值。方法包括但不限于：
原子吸收分光光度法（氢化物发生原子化器）：使用基体改进剂的电热原子化（石墨炉原子化器）原子吸收分光光度法（示例：硝酸钯镁）；经络合萃取后，采用原子吸收分光光度法（火焰原子化器）；电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS)；d)
电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES/ICP-OES）；原子吸收分光光度法（AAS)。
定量方法可是外标法或标准加人法。如果是外标法，校准溶液中应含有已知杂质元素含量的3
GB/T23101.3—2023
HA，以消除HA基质的影响。用于校准的溶液中HA浓度应与被测溶液中的HA浓度相同3化学分析仪器
使用的容器应为以下器皿之一：a）A级玻璃器血；
b）聚四氟乙烯烧瓶（或类似容器）。用于溶解样品的容器，不应污染溶液。注：聚四氟乙烯烧瓶适用于汞的分析，有助于避免溶液的潜在污染。使用前，应使用酸溶液仔细清洗，然后用2级水[4.4a)]冲洗。4.4化学分析试剂
所有试剂应达到以下要求：
符合GB/T6682要求的2级水；
分析纯级硝酸或盐酸；
c）行
待测定微量元素的标准溶液，可通过称重制备或购买市售有证标准溶液。5步骤
块状样品应进行粉碎。对于涂层，需要通过刮屑的方法获得HA。在涂层的刮屑和块状样品的粉碎过程中，应最大程度地减少对样品的污染。HA样品应溶于酸中。HA样品的质量、酸的种类和浓度可能需要根据分析方法以及HA基质中杂质元素的含量进行调整。应记录HA样品的质量以及所用酸的类型、体积和浓度。将研磨好的样品放入聚四氟乙烯或玻璃容量瓶中[4.3b)]，小心地加人由2级水[4.4a)和硝酸或盐酸[4.4b)]组成的酸性溶液
注：先称取经研磨的样品（1.000士0.001)g.然后可加入（30土0.05)mL2级水和(1土0.05）mL的52.5w%硝酸或适宜浓度的盐酸。
使用2级水[4.4a)稀释（例如至50mL体积）、密封并彻底摇晃容量瓶，确保样品完全溶解。应同法制备空白溶液。
溶液应通过4.2中适当的分析方法进行分析。4.6
结果表述
低于检测限的杂质元素含量应表示如下：X应报告每种重金属杂质元素的含量，重金属含量和杂质元素含量大于检测限时，应精确至0.1mg/kg。5X射线衍射分析
5.1通则
本章所述的X射线衍射（XRD)方法基于将样品的XRD图谱与参考材料的XRD图谱的积分强度进行的比较。
GB/T23101.3—2023
另一种可选择的方法是使用Rietveld法（见附录B)来计算杂质相含量。一旦与积分强度法相关联，可使用Rietveld法代替本章中描述的方法。应计算Rietveld法的QL、DL和准确度，并量化两种方法结果的差异。
5.2设备
应包含以下设备：
研钵和研杆，氧化铝、玛瑙或其他适当材料制造的研钵（尽可能减少样品污染）；a）
38μm或40μm分样筛，符合GB/T6003.1的规定；c)
烧结炉，能够保持（1000士25)℃的温度；d)
干燥器；
强度基准材料，用于确定仪器强度，合适的材料包括块状的金基准材料或氧化铝基准材料（非粉末形式。此内容来自标准下载网
注：例如美国国家标准局（NIST）标准参照样品（SRM)1976X射线衍射仪，在20角度范围上具有至少0.02°的分辨率和再现性，并可记录衍射峰的位置和f）
强度。需要稳定的电源。衍射仪的软件应允许调整峰值位置，减去背景并在确定的角度范围内测量峰的积分强度
5.3测试样品的制备
5.3.1通则
测试样品应粉碎并过筛，使其颗粒尺寸不超过40μm。不宜过度粉碎样品，因为粒径会对衍射峰的宽度产生影响。宜尽量减少样品可能的任何污染，以及因吸湿造成的粒径变化。所有测试样品保存在干燥器中。
5.3.2涂层
对于涂层，HA需要通过刮屑获得。刮屑时宜尽量减少对样品的污染。对于热喷涂涂层，在涂层与材料界面处的非晶相通常比远离界面的涂层区域中含量更高。因此，试样应取自整个涂层以得到具有代表性的涂层样品5.3.3块状样品
应按照5.3.1将块状样品制成粉末。5.4校准品
应使用下列校准品：
纯β-磷酸三钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF09-0169；a
纯α-磷酸三钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF09-0348；纯羟基磷灰石：X射线衍射谱符合ICDDPDF09-0432或ICDDPDF72-1243；c）
纯磷酸四钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF25-1137或ICDDPDF70-1379；纯氧化钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF4-0777或ICDDPDF82-1690。e
应按照附录C的方法制备校准品。校准品应符合附录D的要求。5.5X射线衍射谱采集
5.5.1概要
X射线衍射谱采集的条件应保证对仪器的半峰宽，检测限和误差的影响最小；对于测试样品和用于5
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CCSC35
中华人民共和国国家标准
GB/T23101.3—2023
代替GB/T23101.3—2010
外科植入物
羟基磷灰石
第3部分：结晶度和相纯度的
化学分析和表征
Implantsforsurgery-HydroxyapatitePart 3:Chemical analysis and characterization of crystallinityratio and phase purity
（IS013779-3：2018，MOD）
2023-11-27发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-12-01实施
GB/T23101.3—2023
规范性引用文件
术语和定义
化学分析
X射线衍射分析
测试报告
附录A（资料性）
附录B（资料性）
附录C（规范性）
附录D（规范性）
附录E（资料性）
附录F（资料性）
附录G（资料性）
附录H（规范性）
参考文献
磷酸钙的污染
用于定量相分析（QPA）的XRD数据Rietveld精修法校准品制备方法
绘制校准曲线图的相的纯度分析绘制校准曲线时各种混合样X射线衍射谱实例·Ca：P的不确定度计算
结晶度测定的可选方法
用于计算结晶度的羟基磷灰石特征峰位，13
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
本文件是GB/T23101《外科植人物部分：
第1部分：羟基磷灰石陶瓷；
——第2部分：羟基磷灰石涂层；GB/T23101.3—2023
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定羟基磷灰石》的第3部分。GB/T23101已经发布了以下第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征；一第4部分：涂层粘结强度的测定；一第6部分：粉末。
本文件代替GB/T23101.3一2010《外科植入物羟基磷灰石第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征》，与GB/T23101.3一2010相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：更改了文件的适用范围，将羟基磷灰石粉末纳入本文件的范畴，并进一步明确了文件的适用领域（见第1章，2010年版的第1章）；增加了术语和定义：定量限（见3.3）、α-磷酸三钙（见3.8）、β-磷酸三钙（见3.9）、羟基磷灰石（见3.10）、磷酸四钙（见3.11）、氧化钙（见3.12）、不确定度（见3.13）、结晶度（见3.14）、背景（见3.15）、噪声（见3.16）、杂质相（结晶态）（见3.17)；更改了化学分析仪器及试剂的要求（见4.3、4.4,2010年版的5.1、4.4），明确了分析试剂的级别，并对样品溶液制备及结果表述部分进行了细化（见4.5、4.6，2010年版的9.1、9.2)；增加了杂质相的检测限（DL）和定量限（QL）及两者的不确定度要求（见5.6.3、5.6.4)；更改了钙磷原子比（Ca：P）的计算方法（见5.8.2、2010年版的第10章），并增加了测量的不确定度要求（见5.8.3）；
一更改了结晶度测试方法（见5.9.2、5.9.3、5.9.4、2010年版的第12章），并增加了测量的不确定度要求（见5.9.5）。
本文件修改采用ISO13779-3：2018《外科植入物羟基磷灰石
第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征》。
本文件与ISO13779-3：2018相比做了下述结构调整：4.3中a)、b)分别对应ISO13779-3：2018中4.3.1、4.3.2；4.4中a)~c)分别对应ISO13779-3：2018中4.4.1~4.4.3；—5.2中a)~f)分别对应ISO13779-3：2018中5.2.1~5.2.6；附录B对应ISO13779-3:2018附录G；附录C对应ISO13779-3：2018附录E；附录D对应ISO13779-3:2018附录B；附录E对应ISO13779-3：2018附录C；附录G对应ISO13779-3：2018附录H；附录H对应ISO13779-3：2018附录D。本文件与ISO13779-3：2018的技术差异及其原因如下：用规范性引用的GB/T6003.1替换了ISO3310-1，以适应我国国情；用规范性引用的GB/T6682替换了ISO3696，以适应我国国情：1
GB/T23101.3—2023
5.5.2结晶相的识别中，用于校准曲线的构建、杂质相含量和Ca：P比的确定，可选择的峰羟基磷灰石增加了2.1.1峰，以适应现有的技术条件及与附录D中的内容相对应。本文件做了下列编辑性改动：
—纳入了ISO13779-3：2018/AMD1：2021的修正内容（见5.8.4），所涉及的条款于外页边空白位置用垂直双线（Ⅱ）进行了标示。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。本文件由全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会（SAC/TC110）归口。本文件起草单位：四川大学、天津市医疗器械质量监督检验中心、苏州鼎安科技有限公司、大博医疗科技股份有限公司、四川医疗器械生物材料和制品检验中心有限公司、史赛克（北京）医疗器械有限公司、苏州微创关节医疗科技有限公司、国标（北京）检验认证有限公司、麟科泰医疗技术（无锡)有限公司。本文件主要起草人：袁、马春宝、李亚东、曾达、邓翔、张海明、俞天白、王书明、魏森、邹文、朱进清、李亚军、陈艳文、李家林、张松伟、温敏、王梦圆、赵婷婷。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：-2010年首次发布为GB/T23101.3—2010；一本次为第一次修订。
羟基磷灰石作为一种骨修复材料，在外科植人物中的应用十分广泛GB/T23101.3—2023
GB/T23101《外科植入物基磷灰石》由ISO13779系列标准转化而来，提供了羟基磷灰石陶瓷、羟基磷灰石涂层、羟基磷灰石粉末的性能要求及相关试验方法。GB/T23101已发布5个部分，包括：第1部分：羟基磷灰石陶瓷，旨在规范用作外科植入物的羟基磷灰石陶瓷的要求；第2部分：羟基磷灰石涂层，旨在规范应用于金属和非金属外科植人物的羟基磷灰石陶瓷涂层的要求；
一第3部分：结晶度和相纯度的化学分析和表征，旨在提供羟基磷灰石材料，包括粉末、涂层或陶瓷的化学分析、结晶度和相组成评估的测定方法；一第4部分：涂层粘结强度的测定，旨在提供羟基磷灰石涂层粘结强度的测量方法；一第6部分：粉末，旨在规范羟基磷灰石粉末原材料的要求。从未显示任何已知的外科植入材料在人体中绝对不会引起不良反应。然而，羟基磷灰石材料的长期临床应用经验表明，如果材料应用得当，则可达到预期生物反应水平。外科植入物用羟基磷灰石材料的生物相容性和吸收速率可能取决于微量元素的存在、杂质结晶相和结晶度。已证明无定形磷酸钙、磷酸四钙、α-磷酸三钙和β-磷酸三钙具有更高的溶解性，并且可比羟基磷灰石在体内更快地被吸收。氧化锆和重金属可能会损害材料的生物相容性。因此，评估材料的组成成分非常重要
在该领域，对不同结晶相和非晶相成分的评估一直在持续进行（包括设备和软件）。在本文件中提出了一种测量羟基磷灰石结晶度的新方法，并提出将Rietveld方法作为测量杂质相含量的替代方法m
1范围
外科植入物羟基磷灰石
第3部分：结晶度和相纯度的
化学分析和表征
GB/T23101.3—2023
本文件描述了羟基磷灰石材料，包括粉末、涂层或陶瓷的化学分析、结晶度和相组成评估的测定方法。
注：这些测试旨在描述材料的特性并在组织之间进行交流。测试的目的不是替代公司的内部运营和评估测试。本文件适用于羟基磷灰石结晶度、相组成、杂质元素和钙磷原子比的评估。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/T6003.1试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛（GB/T6003.1-2022,ISO3310-1:2016,MOD)
GB/T6682
分析实验室用水规格和试验方法（GB/T6682一2008，ISO3696：1987，MOD）术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
calibrationcurve
校准曲线
通过X射线衍射分析图谱所测定的杂质相积分强度占比来计算杂质相占比结晶羟基磷灰石的质量分数的校准图。
检测限
detectionlimit;DL
能与无该杂质相或微量元素区别开的杂质相或微量元素的最低量注：5.6.3规定了估算杂质相检测限的要求和程序。3.3
定量限
quantificationlimit；QL
可定量检出杂质相或微量元素的最低量。注：5.6.3规定了估算杂质相定量限的要求和程序。3.4
5height
已扣除背景的X射线衍射谱中峰顶与基线之间的距离，3.5
积分强度
integrated intensity
已扣除背景的X射线衍射谱中基线之上的特征峰的面积。1
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scraping
从基体材料上刮下且受基体自身材料污染最小化的涂层材料。3.7
信噪比
signal:noiseratio
X射线衍射谱中峰的高度除以基线摆动的最大偏差。注：X射线衍射谱的每个峰的高度除以基线摆动在接近峰位置时的最大偏差，在一个不太可能出现结晶相峰的区域。
5a-tricalciumphosphate;α-TCPα-磷酸三钙
晶体结构表征为国际衍射数据中心（ICDD)粉末衍射数据库（PDF）09-0348的化合物。注：化学分子式为Cas（PO,）2。3.9
β-tricalciumphosphate;β-TCPβ-磷酸三钙
晶体结构表征为ICDDPDF09-0169的化合物。注：化学分子式为Cas（PO,)2。3.10
hydroxyapatite;HA
羟基磷灰石
晶体结构表征为ICDDPDF09-0432或ICDDPDF72-1243的化合物。注：化学分子式为Cas（OH)(PO,）s。3.11
5tetracalciumphosphate;TTCP
磷酸四钙
晶体结构表征为ICDDPDF25-1137或ICDDPDF70-1379的化合物。注：化学分子式为Ca（PO,)2O。3.12
氧化钙
calciumoxide;CaO
晶体结构表征为ICDDPDF4-0777或ICDDPDF82-1690的化合物。3.13
不确定度
uncertainty
考虑测量的可重复性，测量的95%置信区间。3.14
结晶度
crystallinityratio
样品中所选择的HA峰积分强度之和与样品经1000℃下熳烧15h后相同HA峰的积分强度之和之比。
注：有时结晶度定义为结晶HA的质量分数与HA的总质量分数（结晶和非晶相）之间的比值。然而，在本文件中，没有给出测量HA总质量分数的方法。3.15
background
由非衍射X射线束产生的信号。
注：具体说明见图1。
由X射线衍射仪产生的信号强度的变化。注：具体说明见图1。
杂质相（结晶态）foreigncrystallinephasesGB/T23101.3—2023
由磷酸四钙、α-磷酸三钙、β-磷酸三钙和氧化钙组成的羟基磷灰石以外的结晶相。注：通过X射线衍射分析检测是确定杂质相的一种可行方法。Y
标引序号说明：
1——背景；
2—噪声。
X-20();
Y=计数（cps或counts)。
4化学分析
4.1概述
ayytandnuhna
图1背景和噪声的说明
本章规定了测定外科植入物羟基磷灰石材料中砷、镉、铅、汞和重金属含量的方法。重金属含量被认为是铅、汞、铋、砷、锑、锡、镉、银、铜和钼的总和。注：该微量元素列表包含在GB/T23101.6中。将HA涂层中的微量元素与HA粉末中的微量元素进行比较，涂层工艺对HA的损害是明显的。
该方法也可用于测量钙和磷以计算钙磷原子比（Ca：P），并作为5.8中所述的X射线衍射法的可选方法。但宜对化学分析所得结果与X射线衍射法所得结果的等效性进行证明。可能需要分析其他微量元素（见附录A）。4.2
分析方法
在确认和测定检测限、定量限和测量误差后，以下方法可被采用。每种分析方法都有各自的DL和QL。应使用适当的定量分析仪器，其定量限不小于分析样品所要求的极限值。方法包括但不限于：
原子吸收分光光度法（氢化物发生原子化器）：使用基体改进剂的电热原子化（石墨炉原子化器）原子吸收分光光度法（示例：硝酸钯镁）；经络合萃取后，采用原子吸收分光光度法（火焰原子化器）；电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS)；d)
电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES/ICP-OES）；原子吸收分光光度法（AAS)。
定量方法可是外标法或标准加人法。如果是外标法，校准溶液中应含有已知杂质元素含量的3
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HA，以消除HA基质的影响。用于校准的溶液中HA浓度应与被测溶液中的HA浓度相同3化学分析仪器
使用的容器应为以下器皿之一：a）A级玻璃器血；
b）聚四氟乙烯烧瓶（或类似容器）。用于溶解样品的容器，不应污染溶液。注：聚四氟乙烯烧瓶适用于汞的分析，有助于避免溶液的潜在污染。使用前，应使用酸溶液仔细清洗，然后用2级水[4.4a)]冲洗。4.4化学分析试剂
所有试剂应达到以下要求：
符合GB/T6682要求的2级水；
分析纯级硝酸或盐酸；
c）行
待测定微量元素的标准溶液，可通过称重制备或购买市售有证标准溶液。5步骤
块状样品应进行粉碎。对于涂层，需要通过刮屑的方法获得HA。在涂层的刮屑和块状样品的粉碎过程中，应最大程度地减少对样品的污染。HA样品应溶于酸中。HA样品的质量、酸的种类和浓度可能需要根据分析方法以及HA基质中杂质元素的含量进行调整。应记录HA样品的质量以及所用酸的类型、体积和浓度。将研磨好的样品放入聚四氟乙烯或玻璃容量瓶中[4.3b)]，小心地加人由2级水[4.4a)和硝酸或盐酸[4.4b)]组成的酸性溶液
注：先称取经研磨的样品（1.000士0.001)g.然后可加入（30土0.05)mL2级水和(1土0.05）mL的52.5w%硝酸或适宜浓度的盐酸。
使用2级水[4.4a)稀释（例如至50mL体积）、密封并彻底摇晃容量瓶，确保样品完全溶解。应同法制备空白溶液。
溶液应通过4.2中适当的分析方法进行分析。4.6
结果表述
低于检测限的杂质元素含量应表示如下：X
5.1通则
本章所述的X射线衍射（XRD)方法基于将样品的XRD图谱与参考材料的XRD图谱的积分强度进行的比较。
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另一种可选择的方法是使用Rietveld法（见附录B)来计算杂质相含量。一旦与积分强度法相关联，可使用Rietveld法代替本章中描述的方法。应计算Rietveld法的QL、DL和准确度，并量化两种方法结果的差异。
5.2设备
应包含以下设备：
研钵和研杆，氧化铝、玛瑙或其他适当材料制造的研钵（尽可能减少样品污染）；a）
38μm或40μm分样筛，符合GB/T6003.1的规定；c)
烧结炉，能够保持（1000士25)℃的温度；d)
干燥器；
强度基准材料，用于确定仪器强度，合适的材料包括块状的金基准材料或氧化铝基准材料（非粉末形式。此内容来自标准下载网
注：例如美国国家标准局（NIST）标准参照样品（SRM)1976X射线衍射仪，在20角度范围上具有至少0.02°的分辨率和再现性，并可记录衍射峰的位置和f）
强度。需要稳定的电源。衍射仪的软件应允许调整峰值位置，减去背景并在确定的角度范围内测量峰的积分强度
5.3测试样品的制备
5.3.1通则
测试样品应粉碎并过筛，使其颗粒尺寸不超过40μm。不宜过度粉碎样品，因为粒径会对衍射峰的宽度产生影响。宜尽量减少样品可能的任何污染，以及因吸湿造成的粒径变化。所有测试样品保存在干燥器中。
5.3.2涂层
对于涂层，HA需要通过刮屑获得。刮屑时宜尽量减少对样品的污染。对于热喷涂涂层，在涂层与材料界面处的非晶相通常比远离界面的涂层区域中含量更高。因此，试样应取自整个涂层以得到具有代表性的涂层样品5.3.3块状样品
应按照5.3.1将块状样品制成粉末。5.4校准品
应使用下列校准品：
纯β-磷酸三钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF09-0169；a
纯α-磷酸三钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF09-0348；纯羟基磷灰石：X射线衍射谱符合ICDDPDF09-0432或ICDDPDF72-1243；c）
纯磷酸四钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF25-1137或ICDDPDF70-1379；纯氧化钙：X射线衍射谱符合ICDDPDF4-0777或ICDDPDF82-1690。e
应按照附录C的方法制备校准品。校准品应符合附录D的要求。5.5X射线衍射谱采集
5.5.1概要
X射线衍射谱采集的条件应保证对仪器的半峰宽，检测限和误差的影响最小；对于测试样品和用于5
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