„Ak používame materiál lekárskej{0}}triedy, potrebujeme ešte testovanie?“
"Používame titán alebo polymér{0}} lekárskej kvality. Dizajn je schválený. Potrebujeme ešte testovanie biokompatibility?"
Ak pracujete s kovovou 3D tlačou, vyvíjate 3D tlač v riešeniach ortopedických implantátov alebo vyrábate nástroje, ako je konformné chladenie pre 3D tlačové formy, táto otázka sa objaví veľmi skoro vo vašom projekte.
A je to veľmi dôležité.
Pretože krátka odpoveď je:
Áno - väčšina zdravotníckych pomôcok vyžaduje testovanie biologickej kompatibility, aj keď sa materiál už považuje za bezpečný.
prečo?
Pretože bezpečnosť pri výrobe medicíny nie je len o materiáli -, ale aj o tom, ako finálny produkt interaguje s ľudským telom po výrobe a po-spracovaní.
Poďme si to rozobrať jednoduchým a praktickým spôsobom.
Čo je testovanie biokompatibility v jednoduchých podmienkach?
Testovanie biokompatibility znamená:
Kontrola, či je zdravotnícka pomôcka bezpečná na dotyk alebo pobyt v ľudskom tele bez spôsobenia škodlivých reakcií.
Podľa pokynov FDA a noriem ISO 10993:
Zdravotnícke pomôcky, ktoré prichádzajú do kontaktu s ľudským telom, sa musia vyhodnotiť z hľadiska rizík biologickej bezpečnosti
To zahŕňa implantáty, chirurgické nástroje a dokonca aj dočasné kontaktné zariadenia
V jednoduchých obchodných podmienkach:
Testovanie biokompatibility odpovedá na tri kľúčové otázky:
Je to bezpečné pre bunky?
Spôsobuje podráždenie alebo zápal?
Zostáva to v priebehu času bezpečné?
Aj keď je materiál „medicínskej kvality“, záverečná časť stále potrebuje hodnotenie.
Prečo len materiál nestačí
To je miesto, kde sú mnohí kupujúci prekvapení.
Môžete si myslieť:
Titán je bezpečný
Lekárske polyméry sú certifikované
Vo vnútri karosérie nie sú použité hliníkové prototypy
Takže testovanie by malo byť minimálne, nie?
V skutočnosti nie.
Pretože FDA jasne uvádza:
Biokompatibilita závisí od konečného zariadenia, nielen od suroviny
Prečo je to dôležité v reálnej produkcii:
Dokonca aj bezpečný materiál, akým je titán, sa môže stať problematickým kvôli:
povrchová kontaminácia
chemikálie po{0}}spracovaní
zvyšky po obrábaní
zvyšky prášku z kovovej 3D tlače
Rovnaký materiál sa teda môže správať odlišne v závislosti od spôsobu výroby.
Kedy sa vyžaduje testovanie biokompatibility?
Vo všeobecnosti sa testovanie vyžaduje, keď:
1. Zariadenie je v kontakte s ľudským telom
To zahŕňa:
implantáty
chirurgické nástroje
zubné prístroje
ortopedické komponenty
Napríklad:
3D tlač v aplikáciách ortopedických implantátov vždy vyžaduje testovanie z dôvodu dlhodobého-rizika kontaktu
2. Kontakt je dlhodobý-alebo trvalý
Čím dlhší je kontakt:
tým prísnejšie sú požiadavky na testovanie
3. Zariadenie je nové alebo upravené
Aj na malých zmenách záleží:
nová povrchová úprava
nový{0}}spôsob spracovania
nový dodávateľský materiál
V lekárskej regulácii môže aj „malá zmena“ spustiť úplné prehodnotenie{0}}.
Aké štandardy sa používajú na testovanie?
Globálny štandard je:
Systém biologického hodnotenia ISO 10993
To uznáva FDA a ďalšie globálne regulačné orgány
ISO 10993 zvyčajne zahŕňa:
cytotoxicita (bunková bezpečnosť)
testovanie podráždenia
senzibilizácia (potenciál alergie)
systémová toxicita
dlhodobú{0}implantačnú odozvu
Nie je to jeden test -, je to úplný systém hodnotenia.
Ako kovová 3D tlač mení požiadavky na testovanie
S kovovou 3D tlačou sa veci stávajú zložitejšími.
Pretože v porovnaní s tradičnou výrobou aditívna výroba prináša:
fúziu vrstiev-po{1}}vrstvách
vyššia drsnosť povrchu
možný zachytený prášok
zmeny mikroštruktúry ovplyvnené teplom-
Usmernenie FDA zdôrazňuje, že výroba aditív si vyžaduje osobitnú pozornosť pri:
konzistencia materiálu
validácia procesu
efekty po{0}}spracovaní
Prečo je to dôležité:
Aj keď je kovom titán alebo nehrdzavejúca oceľ:
potlačený povrch NIE JE rovnaký ako kovaný materiál
biologická odpoveď sa môže zmeniť
To je dôvod, prečo je testovanie povinné vo väčšine medicínskych aplikácií.
Špeciálny prípad: Titán v ortopedických implantátoch
Titán je široko používaný v:
kĺbových náhrad
chrbticové implantáty
zariadenia na fixáciu kostí
Najmä pri 3D tlači v aplikáciách ortopedických implantátov.
Prečo titán stále potrebuje testovanie:
Aj keď je titán vysoko biokompatibilný:
drsnosť povrchu ovplyvňuje integráciu kostí
môžu zostať zvyškové častice
chemikálie po{0}}spracovaní môžu zmeniť správanie povrchu
FDA potvrdzuje, že titánové implantáty sú schválené ako hotové zariadenia -, nie ako samotné schválenie surovín
Schválenie je teda vždy založené-na zariadení, nie na materiáli-.
A čo iné než{0}}implantačné aplikácie, ako sú vložky do foriem?
Dokonca aj v oblastiach bez{0}}implantácií, ako sú:
Konformné chladenie pre 3D tlačové formy
nástrojové vložky
formy na výrobu zdravotníckych pomôcok
Testovanie môže byť stále potrebné v závislosti od:
kontaktné prostredie
riziko kontaminácie
potreby sterilizácie
Dokonca aj nepriame lekárske použitie môže vyžadovať overenie bezpečnosti.
Kľúčové faktory, ktoré ovplyvňujú požiadavky na testovanie
1. Trvanie kontaktu
krátkodobý-krátkodobý → menší rozsah testovania
dlhodobé-vyžaduje sa úplné testovanie
2. Typ kontaktu
kožu
krvi
vnútorné tkanivo
3. Druh materiálu
zliatiny titánu
nehrdzavejúca oceľ
polyméry
4. Výrobný proces
odlievanie
CNC obrábanie
Kovová 3D tlač
5. Post-metóda spracovania
leštenie
chemické čistenie
sterilizácia
Následné{0}}spracovanie je často najväčším skrytým rizikovým faktorom.
Príklad skutočného prípadu (Sunhingstones Experience)
Zákazník prišiel do Sunhingstones pre titánový ortopedický komponent vyrobený cezKovová 3D tlač.
situácia:
Materiál je už certifikovaný
Dizajn overený
Prototyp prešiel rozmerovou kontrolou
problém:
výsledky testov biokompatibility nekonzistentné
zistená povrchová kontaminácia
následné{0}}spracovanie nie je štandardizované
Hlavná príčina:
nekonzistentný proces čistenia
variácia povrchovej úpravy
nedostatok overeného pracovného postupu
Riešenie:
štandardizované kroky po{0}}spracovaní
vylepšená kontrola povrchovej úpravy
pre{0}}zladenú prípravu testovacej vzorky
výsledok:
prešiel testovaním ISO 10993
stabilná biologická odpoveď
úspešné schválenie projektu
Spoločnosť Sunhingstones bola tiež ocenená v diskusiách súvisiacich s ESTA-za udržiavanie prísnej kontroly procesov v továrňach na 3D tlač kovov, najmä pre medicínske aplikácie vyžadujúce overenú biokompatibilitu.
Bežné nedorozumenia týkajúce sa testovania biokompatibility
"Ak je materiál bezpečný, testovanie je voliteľné"
Stále je potrebné otestovať nesprávny - konečný produkt
"Len implantáty potrebujú testovanie"
Nesprávne - môže vyžadovať akékoľvek zariadenie na telesný kontakt
"Prototypy nepotrebujú testovanie"
V závislosti od prípadu použitia sa často vyžaduje - skoré overenie
"Testovanie je len pre regulátory"
Nie -, ide aj o bezpečnosť produktov a kontrolu rizík
Prečo je testovanie biokompatibility vlastne obchodnou výhodou
Aj keď to znie ako náklady alebo oneskorenie, testovanie v skutočnosti pomáha:
znížiť regulačné riziko
zlepšiť spoľahlivosť produktu
zvýšiť dôveru zákazníkov
vyhnúť sa odvolaniu alebo zlyhaniu
V konkurenčných odvetviach, ako sú zdravotnícke pomôcky, je to veľká výhoda.
FAQ
Vyžadujú všetky zdravotnícke pomôcky testovanie biokompatibility?
Väčšina zariadení, ktoré prichádzajú do kontaktu s ľudským telom, to vyžaduje.
Je titán vždy biokompatibilný?
Titán je bezpečný, ale konečné zariadenie ešte potrebuje hodnotenie.
Potrebujú 3D tlačené diely viac testov?
Áno - z dôvodu variability procesu pri kovovej 3D tlači.
Môžu prototypy preskočiť testovanie biokompatibility?
Niekedy, ale nie, ak zahŕňajú biologický kontakt.
Aký štandard sa používa na testovanie?
ISO 10993 je celosvetový štandard.
Kto je zodpovedný za testovanie?
Výrobca alebo regulačný žiadateľ.
Záverečné myšlienky - Bezpečnosť sa týka konečného produktu, nie materiálu
Ak existuje jeden kľúčový poznatok:
Biokompatibilita nie je zaručená výberom materiálu - je dokázaná testovaním finálneho vyrobeného zariadenia.
Najmä v:
Kovová 3D tlač
ortopedické implantáty
aplikácie lekárskych nástrojov
Bez riadneho testovania:
nie je možné zaručiť bezpečnosť
schválenie sa stáva neistým
riziko produktu sa výrazne zvyšuje
Postavme spoločne bezpečné a vyhovujúce medicínske diely
Ak vyvíjate medicínske produkty pomocou kovovej 3D tlače,3D tlač v ortopedickom implantáte, alebo nástrojov s ohľadom na lekársky kontakt, môžeme vám pomôcť naplánovať správny proces od začiatku.
Pošlite nám svoje výkresy a podrobnosti o aplikácii.
Pomôžeme vám:
vybrať vhodné materiály
procesy pripravené na overenie-návrhu
pripraviť sa na testovanie biokompatibility
Žiadne dohady. Len jasná cesta k vyhovujúcej výrobe.
Referencie
FDA – Pokyny pre biokompatibilitu podľa normy ISO 10993
FDA – Pokyny pre aditívnu výrobu zdravotníckych pomôcok
FDA – Prehľad zdravotníckych zariadení 3D tlače
ISO 10993 Normy biologického hodnotenia
Technické úvahy FDA pre aditívnu výrobu
Priemyselné štúdie o biokompatibilite povrchu lekárskeho implantátu a následných{0}}účinkoch spracovania