3D打印是一种基于数字模型的先进制造技术,通过材料逐层堆积实现实体物品的成型。该技术对传统工艺流程、生产线布局、工厂模式及产业链组合产生深远变革,是制造业典型的颠覆性技术。随着欧盟发布3D打印标准化路线图、国际组织推进相关标准制定,以及美国FDA出台技术文件等规范,3D打印逐步形成了统一的技术语言与发展方向。
3D打印在医疗器械领域的创新应用与挑战
3D打印技术为医疗器械的研发与制造持续注入创新动力,催生出"3D打印医疗器械"这一新兴品类,并在近五年内实现广泛应用。此类器械主要采用金属、聚合物等材料,可实现个性化定制与精密微观结构制造。然而,"个性化"特性也带来了独特风险——传统针对标准化产品的监管模式难以直接适用,且针对3D打印医疗器械的工艺、质量及风险的分析评价方法与标准尚不完善,导致监管面临多重挑战。
医用3D打印产品的标准与监管体系构建
为推动医用3D打印产品的产业化应用,需各方协同努力,且顶层设计应发挥核心引领作用。
医用3D打印技术的首个突破发生在骨科与牙科领域,并逐步走向成熟。因此,早在2010年,针对骨科与牙科领域便出台了3D打印医用植入物相关法规。
目前,国家药监局已批准四类3D打印标准医疗器械产品,并优先将其应用于骨科、牙科等已验证或成熟领域,由不同省份负责定制产品部件的生产。
鉴于增材制造产品包含定制化类型,国家药监局计划构建完整的评估体系。当前已制定40项医疗器械注册指导原则,其中7项涉及增材制造领域。未来将重点完善标准体系、监管框架、指导原则、注册技术文件及信标体系,以推动临床应用突破。
我国《医疗器械生产监督管理办法》将安全性和有效性列为首要要求。美国FDA则通过合理裁决与科学依据控制风险,确保医疗产品的安全有效应用,从而改善公众健康。针对增材制造领域的新型医疗器械,需建立监管科学以验证注册产品的性能。注册前需完成多中心临床试验、医学研究,并生产经总结、同行评审且通过科学出版物发表的产品,为临床实践提供依据。此类研究与生产将助力创新产品研发,并便于临床应用阶段的全程监测。
四川大学医疗器械监管科学研究院系全球首个专注于医疗器械监管事务的学术机构,其使命是通过预验证与风险控制建立监管科学体系。该体系需涵盖医疗产品全生命周期,并整合用户、研发人员及企业风险控制等背景信息。
定制产品监管的国内外差异与优化方向
国内与英国在定制产品法规上存在差异。英国对定制设备的管理核心理念体现为:除材料相关事项外,增材制造的全流程(包括患者CT/MRI图像采集、制造、医师确认及临床应用)均由外科医生负责。
我国企业当前核心目标是上市前获得国家药监局的注册证书。英国的经验表明,我国需尽快针对定制医疗器械发布明确的注册指南,并加速临床转化进程。此类指南应兼顾技术可行性与各方实际利益,尤其是患者权益。医用增材制造的可重复性及成品(无论用于人体、动物模型或细胞模型)的特征均需通过标准化实现。未来研发与临床应用中,这一课题需深入探讨。
临床应用前的系统性评估要求
所有新技术及新型材料,尤其是三类3D打印医疗产品,在临床应用前均需开展系统性评估,并经监管机构审批。当前医用增材制造技术仍处于探索阶段,在骨科、牙科等领域的临床应用中需突破多重难题:风险责任界定模糊、临床注册与审批周期过长。这源于此类产品(尤其是3D打印产品)的预期临床效果难以评估,且质量控制体系尚未完善。尽管临床前科学家发起的临床研究不以注册为目的,但其管理流程与质量控制体系仍需满足外科医疗要求。
综上,3D打印医疗器械的监管需在创新与规范间寻求平衡,通过标准化建设与科学评估体系,推动技术安全有效地服务于临床需求。
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