3D打印医疗器械产品的标准和质量控制(二).docVIP

3D打印医疗器械产品的标准和质量控制 　　在中国，3D打印医疗应用相关的政策，医生和3D打印界人士呼声强烈，缺乏相关的审批认证制度方案，导致先进的技术，医生想用、患者想用，却由于政策法规原因而不能使用。　　中国的医疗法律法规，大大落后于技术的进步发展，也尝试与医疗有关部门沟通，针对3D打印医疗应用审批认证问题进行探讨。最近，中国食品药品检定研究院生物材料室王春仁，在2017血管创新论坛上（专注于医疗3D影像的北京即刻叁，是本次论坛的赞助商之一），发表了一篇《3D打印医疗器械产品的标准和质量控制》引起了注意。　　内容如下：　　一.3D打印医疗技术简介　　1 材料　　金属材料、高分子材料、陶瓷材料、细胞等。　　来源于动物和植物组织的天然生物材料，主要有胶原蛋白、糖氨聚糖、壳聚糖、海藻酸盐、纤维蛋白等。　　可降解材料是合成的生物材料，主要有聚α-羟基酸包括聚乳酸、聚羟基乙酸、聚ε-已内酯聚酸酐、聚偶磷氮、聚氨基酸等　　2 应用　　手术器械、植入器械、活细胞组织器官等。　　3. 3D打印特点　　实体结构、多孔结构和实体结构加多孔结构。　　多孔结构的空隙尺寸、空隙率和多孔的强度可根据设计制造。特别是穿通性多孔结构。　　4.3D打印医疗器械现状　　二.相关标准和检测技术　　GB/T 13810-2007 外科植入物用钛及钛合金加工材　　YY0117.1-2005 外科植入物 骨关节假体锻、铸件 TC4 钛合金锻件　　YY0118-2010关节置换植入物 髋关节假体　　YY/T 0651.2外科植入物 全髋关节假体的磨损(第2部分): 测量方法　　1 ASTM，增材制造标准化（设计、软件、原料、工艺、产品），ASTM WK 38342，F2971，F3049 ，F2924 ，F3122 ，WK49229。　　2 ISO增材制造标准化（通用原则）ISO 52900 , ISO 52921 , ISO 17296。　　3全国医用增材制造标准化技术委员会，增材制造（3D打印）标准，增材制造技术 术语　　主要技术指标要求　　化学成分、显微组织、孔隙形态、动静态力学性能、摩擦性能。表面粗糙度、微裂纹、内部探伤。金属耐腐蚀性。　　粉末污染：清洗　　力学性能：和传统产品比较应等效。　　结合强度、剪切强度、剪切疲劳、抗压强度、拉伸强度、耐磨性能、四点弯曲疲劳、旋转疲劳。　　多孔结构分析：内部贯通空间结构、空隙尺寸、空隙率、连接筋直径、平均涂层厚度、多孔结构与实体结构的过度结构、表面粗糙度、金相结构。　　生物性能：材料的比表面积，可滤出物、降解等。　　细胞毒性、致敏、刺激、全身急性毒性、亚慢性毒性、遗传毒性、植入实验、血液相容性。　　动物有效性：骨科为例　　动物骨植入实验：大型动物，时间半年以上。　　（1）图像分析　　（2）力学分析　　（3）病理分析　　（4）安全性指标：生化、血液学等。　　三.3D打印医疗器械产品风险性分析　　可打印性要求　　1 不同材料（金属、陶瓷、高分子等）　　2 材料的添加物，可滤出物　　3 打印过程变化（挥发、热变性等）　　4 含活性成份或活细胞。　　5 后期处理对各向异性的影响（抛光、热处理、机械加工等）　　6 对生物相容性的影响（交联剂、UV吸收）　　3D打印重复性和验证　　1 不同的打印机　　2 采用相同条件在不同的打印地点　　3 不同的打印时间和批次。　　清洗和灭菌　　1 清洗：方法和方法验证（残留的油脂或微生物），残留颗粒大小和数量的可接受范围？　　2 灭菌：采用的方法以及对器械是否有影响？特别是多孔结构器械。　　四.关键技术要求　　原料性能技术要点　　1 固体原料：粒径和粒径分布（粉末），直径和均一度（丝材）等。　　2 液体材料：粘度和粘弹性，酸碱度，固化时间等。　　3 高分子材料：组成、纯度、含水量、化学结构、分子量及分布，玻璃化转变温度，熔点，结晶点等。　　4 金属或陶瓷材料：化学成分、纯度。　　物理性能评价　　主要是指产品的结构表征、尺寸精确度，表面粗糙度评价以及缺陷分析。这里需强调的是产品的缺陷分析。增材制造产品的缺陷包括夹杂（原料污染和加工过程中引入杂质）、孔隙（凝固/固化不完全）、微裂纹（热应力残留）、结构变形和开裂（残留热应力或不恰当的后处理工艺）。应结合破坏性试验、显微镜、无损探伤、显微断层成像等技术，对终产品进行全面分析。　　材料基本性能　　主要指产品的化学成分和夹杂鉴别，材料的显微结构如晶粒结构、相结构，织构、结晶度等（金属和陶瓷材料），交联程度和固化度（高分子材料），含水量以及膨胀系数（凝胶材料），降解性能（可吸收材料）等。　　机械性能　　对增材制造医疗器械的机械性能评价至关