Naleving van de regelgeving en ontwerpverificatieproces voor de ontwikkeling van prototypen van medische hulpmiddelen

Overzicht van het regelgevingskader voor medische hulpmiddelen

De industrie voor medische hulpmiddelen is een van de strengst gereguleerde industrieën en producten moeten vanaf het ontwerp tot aan de lancering voldoen aan meerdere wettelijke normen. In China moeten medische hulpmiddelen voldoen aan de eisen van de ‘Medical Device Supervision and Administration Regulations’ en de ‘Medical Device Registration and Management Measures’. Internationaal hebben regelgevende instanties zoals de Amerikaanse FDA, de EU MDR en de Japanse PMDA hun eigen regelgevingssystemen. Medische hulpmiddelen worden op basis van risiconiveau onderverdeeld in de categorieën I, II en III. Hoe hoger het risiconiveau, hoe strenger de wettelijke eisen. Hoewel het product nog niet op de markt is tijdens de ontwikkelingsfase van het prototype, zullen ontwerpbeslissingen van invloed zijn op het daaropvolgende registratieproces, en moet vanaf het begin rekening worden gehouden met de naleving van de regelgeving. De toepassing van 3D-printen bij de ontwikkeling van prototypen van medische hulpmiddelen moet worden uitgevoerd binnen het regelgevingskader om ervoor te zorgen dat materialen, processen en ontwerpen allemaal voldoen aan de eisen van het kwaliteitsmanagementsysteem voor medische hulpmiddelen.

Conformiteitsontwerppunten voor de ontwikkeling van prototypen

Bij het ontwerpen van prototypen van medische hulpmiddelen moet rekening worden gehouden met meerdere compliance-eisen. De eerste is risicomanagement. Risico-identificatie, beoordeling en controle worden uitgevoerd in overeenstemming met de ISO 14971-norm. Ontwerpbeslissingen moeten worden ondersteund door risicoanalyse. De tweede is materiële naleving. Materialen die in contact komen met het menselijk lichaam moeten over biocompatibiliteitscertificaten beschikken, en materialen met een geschiedenis van toepassingen in medische hulpmiddelen hebben de voorkeur. De derde is ontwerpcontrole. Ontwerp en ontwikkeling worden uitgevoerd in overeenstemming met de vereisten van het ISO 13485-kwaliteitsmanagementsysteem, en het controleproces van ontwerpinvoer, -uitvoer, beoordeling, verificatie, bevestiging en wijziging wordt vastgesteld. De vierde is recordbeheer. Het ontwerpgeschiedenisdossier (DHF) moet het ontwerpproces volledig vastleggen om een ​​basis te bieden voor daaropvolgende registratieaanvragen. Ontwerpbeslissingen die in de prototypefase worden genomen, zullen de massaproductie beïnvloeden en moeten met voorzichtigheid worden behandeld.

Selectie en verificatie van 3D-printmaterialen

Bij de selectie van 3D-printmaterialen voor medische hulpmiddelen moet rekening worden gehouden met biocompatibiliteit, mechanische eigenschappen en processtabiliteit. Biocompatibiliteitstests moeten worden uitgevoerd in overeenstemming met de ISO 10993-normenreeks en omvatten doorgaans tests op cytotoxiciteit, sensibilisatie, intradermale reactie en genotoxiciteit. Onder de veelgebruikte materialen worden PLA van medische kwaliteit, hars van medische kwaliteit, titaniumlegering, PEEK, enz. ondersteund door biocompatibiliteitsgegevens. Bij de materiaalkeuze moet ook rekening worden gehouden met het gebruiksscenario. Implantaten stellen bijvoorbeeld de hoogste materiaaleisen, apparaten die in contact komen met de huid komen op de tweede plaats en apparaten die geen contact maken, stellen relatief lagere eisen. De stabiliteit van materiaalbatches is ook een belangrijke overweging, en het is noodzakelijk om materiaalleveranciers te kiezen met een controleerbare kwaliteit en een stabiele aanvoer. Residuen van geprinte onderdelen (zoals niet-uitgeharde monomeren en resten van steunmateriaal) moeten ook worden geëvalueerd op hun impact op de biocompatibiliteit.

Ontwerpverificatie- en validatieproces

Ontwerpverificatie is het proces waarbij wordt bevestigd dat de ontwerpuitvoer voldoet aan de ontwerpinvoervereisten, en ontwerpvalidatie is het proces waarbij wordt bevestigd dat het product voldoet aan de gebruikersbehoeften en het beoogde gebruik. Verificatieactiviteiten omvatten: ontwerpbeoordelingen, het organiseren van interdisciplinaire beoordelingen op belangrijke ontwerpknooppunten. Ontwerpverificatie testen, testen en verifiëren van de prestatie-indicatoren van de ontwerpinvoer. Procesverificatie bevestigt dat het productieproces op stabiele wijze gekwalificeerde producten kan produceren. Softwareverificatie. Als het product software bevat, moet het softwarelevenscyclusbeheer worden uitgevoerd in overeenstemming met de IEC 62304-norm. Validatieactiviteiten omvatten: klinische evaluatie om de klinische veiligheid en effectiviteit van het product te evalueren. Gebruikerstesten omvatten het uitnodigen van doelgebruikers om deel te nemen aan de proef en feedback te verzamelen. Ontwerpverificatie en -validatie moeten worden gedocumenteerd als onderdeel van de ontwerpgeschiedenis.

Conversiebeheer van prototype naar massaproductie

Nadat de ontwikkeling van het prototype is voltooid, moeten voorbereidingen worden getroffen voor de conversie van massaproductie. De eerste stap is het finaliseren van het ontwerp, het bevriezen van de productontwerpspecificaties en het opstellen van ontwerpdocumenten. De tweede stap is procesontwikkeling, het bepalen van de massaproductieprocesroute en het uitvoeren van procesverificatie. De derde is het opzetten van de toeleveringsketen, het selecteren en evalueren van gekwalificeerde leveranciers, en het opstellen van een stuklijst. De vierde is het verbeteren van het kwaliteitssysteem en het vaststellen van standaardwerkprocedures voor productie, inspectie, verpakking, opslag en andere koppelingen. De vijfde is de registratieaanvraag, het opstellen van technische documenten en klinische evaluatiematerialen, en het ter goedkeuring indienen bij regelgevende instanties. Het hele conversieproces moet systematisch worden beheerd om ervoor te zorgen dat de ontwerpintentie van de prototypefase volledig kan worden overgedragen naar de massaproductiefase.