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Die Food and Drug Administration (FDA oder Agency), die US-amerikanische Regulierungsbehörde im Bereich Gesundheitsprodukte, hat eine Leitfaden widmet sich technischen Überlegungen für additiv gefertigte medizinische Geräte. Das Dokument beleuchtet die wichtigsten Aspekte im Zusammenhang mit dem Einsatz von 3D-Druck (additive Fertigung) bei der Erstellung von Medizinprodukten. Die Leitlinien enthalten insbesondere zusätzliche Erläuterungen zu den geltenden regulatorischen Anforderungen sowie Empfehlungen, die von Herstellern medizinischer Geräte zu berücksichtigen sind, um deren Einhaltung sicherzustellen. Gleichzeitig weist die Behörde darauf hin, dass die Bestimmungen der Leitlinien unverbindlich sind. Darüber hinaus könnte ein alternativer Ansatz angewendet werden, sofern ein solcher Ansatz im Einklang mit den bestehenden Rechtsvorschriften steht und im Voraus mit der Behörde vereinbart wurde. 

Materialkontrollen 

Die Agentur erkennt an, dass die Gesamtqualität von additiv gefertigten Medizinprodukten maßgeblich von der Ausgangsqualität der verwendeten Materialien abhängt, da diese im Laufe des Herstellungsprozesses gewissen Veränderungen unterliegen können. Daher ist es wichtig, Maßnahmen zu ergreifen, um eine gleichbleibende Qualität der verwendeten Materialien sicherzustellen. Insbesondere erwähnt die Behörde, dass wichtige Details ordnungsgemäß dokumentiert werden sollten, nämlich:

• Die Identität des Materials oder der Chemikalie anhand des gebräuchlichen Namens, des chemischen Namens, der Handelsnamen, der CAS-Nummer (Chemical Abstracts Service) oder eines anerkannten Konsensmaterialstandards,
• Materiallieferant,
• Eingehende Materialspezifikationen und Materialanalysezertifikate (COAs) mit den für die COAs verwendeten Prüfmethoden. Anwendbare Werkstoffnormen und Prüfverfahren (z. B. ISO oder ASTM) sollten angegeben werden. 

Die Behörde betont zudem, dass sich die Spezifikationen für eingehende Materialien und Prüfverfahren an der verwendeten additiven Fertigungstechnologie, dem Verwendungszweck des endgültigen Medizinprodukts und den verfügbaren Informationen orientieren sollten. Die besonderen Aspekte, die in Spezifikationen für Materialien zu berücksichtigen sind, würden von dem Herstellungsverfahren abhängen, für das solche Materialien verwendet werden sollen, sowie von der Art dieser Materialien selbst. So sind die wichtigsten Eigenschaften für feste Stoffe Partikelgröße und -verteilung, für flüssige – Viskosität, für Polymere – Zusammensetzung und Summenformel, für Metalle und Legierungen – Zusammensetzung und Reinheit. Besondere Anforderungen sollten auch im Fall von Materialien tierischen Ursprungs oder Verbundmaterialien gelten. Darüber hinaus weist die Behörde darauf hin, dass der Hersteller bei Änderungen der verwendeten Materialien oder ihrer Spezifikationen die Auswirkungen auf den Herstellungsprozess und das Produkt selbst bewerten und die Ergebnisse einer solchen Bewertung auch ordnungsgemäß dokumentieren sollte. 

Die FDA erwähnt auch, dass die Materialien in bestimmten Fällen wiederverwendet werden könnten – wenn sie nicht in das Produkt oder Komponenten davon eingearbeitet wurden. Gleichzeitig sollte der Hersteller bei der Erwägung der Wiederverwendung solcher Materialien die Auswirkungen berücksichtigen, die durch externe Faktoren verursacht werden, denen das Material während des Herstellungsprozesses ausgesetzt war. In bestimmten Fällen kann dies die Eigenschaften des Materials erheblich beeinträchtigen, sodass sie von den in der jeweiligen Spezifikation beschriebenen abweichen. Daher sollte der Hersteller eine solche Verwendung von Materialien begründen und alle Aspekte als beschreiben
dazu im Detail. Darüber hinaus fordert die Agentur Hersteller von Medizinprodukten auf, zusätzliche Nachweise vorzulegen, die belegen, dass die Wiederverwendung von Materialien die Sicherheit und Qualität von Medizinprodukten nicht beeinträchtigen würde. Beispielsweise kann der Hersteller Einzelheiten zu den Studien zur Verfügung stellen, die zur Bewertung der Auswirkungen der Materialwiederverwendung durchgeführt wurden. 

Nachbearbeitung 

Ein weiterer wichtiger Aspekt, der in den Leitlinien angesprochen wird, ist die Nachbearbeitung und die Auswirkungen, die sie auf die Qualität des Endprodukts hat. Der Begriff der Nachbearbeitung umfasst alle technologischen Prozesse, denen das Produkt nach Abschluss des Druckprozesses unterzogen wird. Es umfasst beispielsweise Maßnahmen zur Entfernung von Rückständen oder zur Endbearbeitung. Gemäß den Leitlinien sollten alle Nachbearbeitungsverfahren ordnungsgemäß dokumentiert werden. Darüber hinaus sollte der Hersteller auch detailliert genug beschreiben, wie sich diese Prozesse auf die Sicherheit und Qualität eines Medizinprodukts auswirken. Die Behörde erkennt an, dass zur Vereinfachung der Prozesse einige von ihnen für das jeweilige Design oder Medizinprodukt vereinheitlicht werden könnten. Die FDA erwartet von den Herstellern medizinischer Geräte, dass sie bewerten, wie sich die Nachbearbeitung auf die Qualität eines Endprodukts auswirken könnte, und auch zusätzliche Einzelheiten zu den Maßnahmen bereitstellen, die ergriffen werden, um die potenziellen Nebenwirkungen zu mindern. Die Leitlinien enthalten auch einige Beispiele, die veranschaulichen, wie ein solcher Ansatz angewendet werden sollte. Sollte sich beispielsweise herausstellen, dass die Nachbearbeitung einige der wichtigen Eigenschaften des Produkts beeinträchtigen kann, muss der Hersteller diese Nachbearbeitung auf das geringstmögliche Maß reduzieren. 

Prozessvalidierung

Gemäß der Leitlinie könnte die Qualität von additiv gefertigten Medizinprodukten durch zahlreiche Faktoren erheblich beeinflusst werden, darunter unter anderem Herstellungsverfahren, verwendete Materialien oder Ausrüstung und andere Aspekte. Beispielsweise können sogar die Parameter für Fertigungsanlagen die Qualifizierung von Endprodukten beeinflussen. Folglich ist es für den Hersteller von entscheidender Bedeutung, zu erkennen und sich darüber im Klaren zu sein, wie sich jede der Variablen auf das Ergebnis auswirkt und wie dieser Einfluss angemessen gemildert werden kann. Wenn das Endprodukt nicht vollständig verifiziert werden kann, ist es wie bei anderen Fertigungstechnologien erforderlich, die Prozesse zu validieren, um die Konsistenz der Ergebnisse sicherzustellen. Darüber hinaus betont die Behörde zusätzlich, wie wichtig es ist, die Richtlinien im Zusammenhang mit der Qualitätssystemverordnung in Bezug auf die Gerätevalidierung zu befolgen. Insbesondere stellt die Agentur fest, dass eine Prozessvalidierung durchgeführt werden muss, um die Qualität aller Geräte und Komponenten sicherzustellen und aufrechtzuerhalten, die in einem einzigen Bauzyklus, zwischen Bauzyklen und zwischen Maschinen gebaut werden, wo die Ergebnisse eines Prozesses (dh Ausgabespezifikationen) dies nicht können durch anschließende Inspektion und Prüfung vollständig verifiziert werden. Es ist auch wichtig zu erwähnen, dass die verwendete Software ebenfalls einer Validierung unterzogen werden sollte. 

Sobald der Prozess validiert wurde, ist es wichtig sicherzustellen, dass alles, was mit der laufenden Überwachung und Kontrolle zusammenhängt, ordnungsgemäß dokumentiert wird. 

Um Hersteller von Medizinprodukten, die additive Fertigungstechnologie verwenden, bei der Befolgung der oben gegebenen Empfehlungen zu unterstützen, skizziert die FDA auch die wichtigsten anzuwendenden Methoden sowie die jeweiligen zu überwachenden Parameter, nämlich:

• In-Prozess-Überwachung von Parametern wie:
  • Im Strahlfokus temperieren,
  • Schmelzbaddaten,
  • Umgebungsbedingungen des Bauraums,
  • Leistung des Energieversorgungssystems,
  • Zustand mechanischer Elemente des Drucksystems. 
• Manuelle oder automatisierte Sichtprüfung mit definierten Abnahmekriterien, 
• Zerstörungsfreie Bewertung und 
• Auswertung von Testcoupons. 

Die Behörde erwähnt, dass die Überwachung auch für die nicht validierten Prozesse angewendet werden könnte. Die Überwachungsmethoden selbst sollten ebenfalls einer Validierung unterzogen werden. 

Zusammenfassend deckt die vorliegende FDA-Leitlinie die wichtigsten Aspekte in Bezug auf die für die additive Fertigung verwendeten Rohstoffe, deren Wiederverwendung und die wichtigsten Punkte ab, die in diesem Zusammenhang zu beachten sind. Das Dokument befasst sich auch mit Fragen im Zusammenhang mit der Validierung von Herstellungsprozessen, um die Konsistenz der Ergebnisse sicherzustellen. 

Quellen:

https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/technical-considerations-additive-manufactured-medical-devices

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