3D打印大有可為！醫(yī)用增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作在持續(xù)推進

文：韓倩倩 王春仁 楊昭鵬

近年來，醫(yī)用增材制造技術(shù)（3D打印）在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展迅速。為應(yīng)對新一輪技術(shù)變革，自2014年起，中國食品藥品檢定研究院（以下簡稱“中檢院”）作為全國醫(yī)用增材制造標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)歸口單位開展醫(yī)用增材制造醫(yī)療器械的檢驗技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化研究，建立了涵蓋原材料、工藝驗證、設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸和風(fēng)險管理的標(biāo)準(zhǔn)體系和質(zhì)控關(guān)鍵點。2018年，中檢院組織制定了醫(yī)用增材制造技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《用于增材制造的醫(yī)用Ti-6AL-4V粉末》，推動增材制造技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，助力增材制造技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的安全有效應(yīng)用。

具備獨特技術(shù)優(yōu)勢
醫(yī)用增材制造技術(shù)是生物醫(yī)用材料、工程和生命科學(xué)交叉融匯并迅速發(fā)展的新興制造學(xué)科�，F(xiàn)階段，3D打印技術(shù)可以應(yīng)用于手術(shù)演練模型、個性化骨科植入醫(yī)療器械以及組織工程支架等的制造。組織工程支架打印結(jié)合細(xì)胞打印，為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域復(fù)雜組織器官的制造帶來了希望。

目前，3D打印的具體成型技術(shù)有8種：①擠出成型技術(shù)，精確度達(dá)20微米～100微米，可打印液體類材料和凝膠類材料，應(yīng)用于高分子類復(fù)雜結(jié)構(gòu)醫(yī)療器械的制造和手術(shù)演練模型的構(gòu)建；②噴墨式成型技術(shù)，精確度為50微米，可打印高分子材料和陶瓷材料，應(yīng)用于齒科產(chǎn)品的制造；
③光固化成型技術(shù)，精確度為0.5微米～50微米，可打印凝膠、高分子和陶瓷復(fù)合材料；
④激光/電子束熔融成型技術(shù)，精確度為5微米～10微米，可打印金屬材料，應(yīng)用于骨科植入物的制造；
⑤三維拼裝成型技術(shù)，精確度為100微米，可打印凝膠高分子和陶瓷復(fù)合材料；
⑥熔融層積成型技術(shù)，精確度為100微米，可打印熱敏樹脂及復(fù)合材料；
⑦選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)，精確度為50微米，可打印高分子和陶瓷材料；
⑧生物激光打印技術(shù)，精確度為10微米，可打印液體和凝膠類材料。

3D打印應(yīng)用于醫(yī)療器械制備具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢。首先，可加工材料范圍廣。金屬、高分子、凝膠甚至液體類材料都可通過3D打印技術(shù)成型為醫(yī)療器械產(chǎn)品。其次，可制造精密復(fù)雜結(jié)構(gòu)和個性化結(jié)構(gòu)。醫(yī)療器械種類繁多，很多醫(yī)療器械的獨特精密和內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)對其臨床預(yù)期用途的發(fā)揮至關(guān)重要。3D打印技術(shù)可以精確控制內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)，使工藝的可控性增強。例如，在個性化體外模型制造領(lǐng)域，手術(shù)演練模型被界定為二類醫(yī)療器械，已經(jīng)有3D打印技術(shù)制備的下頜骨手術(shù)演練模型和肝腫瘤切除模型應(yīng)用于臨床；在個性化植入體制造方面，個性化的骨科植入物已應(yīng)用于臨床，用于修復(fù)骨腫瘤切除后的骨組織修復(fù)；在可降解組織工程支架制造方面，可降解的3D打印腦膜修復(fù)材料已在臨床應(yīng)用；細(xì)胞3D打印應(yīng)用于體外構(gòu)建組織工程血管和腫瘤藥物篩選用模型的制備。

發(fā)展受到高度重視
醫(yī)用增材制造技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的巨大前景受到各個國家的高度重視。歐盟和美國正在積極設(shè)立專項研究計劃，推動3D打印技術(shù)的應(yīng)用和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的建設(shè)�！±�如，2017年12月5日，美國食品藥品管理局（FDA）正式發(fā)布《增材制造醫(yī)療器械技術(shù)考量指南》（Technical Considerations Additive For Manufactured Devices），對應(yīng)用3D打印技術(shù)制造醫(yī)療器械應(yīng)該考慮的風(fēng)險點和要求進行了詳細(xì)說明。早在2007年，歐盟就已批準(zhǔn)由激光術(shù)熔融（EMB）技術(shù)制備的關(guān)節(jié)臼杯上市。

我國一直重視醫(yī)用增材制造技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。2015年，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財政部聯(lián)合發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016年）》（以下簡稱《推進計劃》），提出“著力突破增材制造專用材料”，包含醫(yī)用增材制造專用材料；“加快提升增材制造工藝技術(shù)水平”，包含用于醫(yī)用植入物、金屬牙冠、手術(shù)導(dǎo)板、醫(yī)療模型等材料的增材制造工藝技術(shù)；“加速發(fā)展增材制造裝備及核心器件”，包含醫(yī)用增材制造裝備；“大力推進應(yīng)用示范”，包含完善個性化增材制造醫(yī)療器械在產(chǎn)品分類、臨床驗證、產(chǎn)品注冊、市場準(zhǔn)入等方面的政策法規(guī)。

2017年，按照《中國制造2025》的總體部署，在有效銜接《推進計劃》的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前增材制造產(chǎn)業(yè)面臨的新形勢、新機遇、新需求，工業(yè)和信息化部等12部門聯(lián)合印發(fā)了《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020年）》（以下簡稱《行動計劃》）。其中明確提出提升增材制造專用材料質(zhì)量，提升增材制造裝備、核心器件及軟件質(zhì)量，推動增材制造在醫(yī)療領(lǐng)域規(guī)�；瘧�(yīng)用，其中包括提升生物增材制造材料、生物材料增材制造裝備的材料質(zhì)量，推進“3D打印+醫(yī)療”的示范應(yīng)用。

助推行業(yè)健康發(fā)展
《推進計劃》明確提出建立和完善增材制造產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，其中包括研究制訂增材制造工藝、裝備、材料、數(shù)據(jù)接口、產(chǎn)品質(zhì)量控制與性能評價等行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)。《行動計劃》將增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐體系之一，要求強化企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化活動中的主體地位，加大力度開展增材制造標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，不斷提升標(biāo)準(zhǔn)水平，增強標(biāo)準(zhǔn)有效供給，以標(biāo)準(zhǔn)支撐和引領(lǐng)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

為貫徹落實國家政策部署，2017年12月，中檢院成立了醫(yī)用增材制造標(biāo)準(zhǔn)工作組，開展對醫(yī)用增材制造技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化研究，并著手行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。2018年2月，中檢院提出作為全國醫(yī)用增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)歸口單位的申請，并于2018年5月獲國家藥品監(jiān)管局批準(zhǔn)籌建。籌建期間，中檢院向社會征集并經(jīng)遴選、公示，確定了由3位院士作為顧問、40位專家組成的歸口單位專家組；起草了歸口單位章程草案、歸口管理的標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域和體系框架草案以及未來3年工作規(guī)劃等相關(guān)文件。按照規(guī)定，歸口單位將負(fù)責(zé)制修訂醫(yī)用增材制造技術(shù)涉及的術(shù)語、分類、數(shù)據(jù)、軟件、設(shè)備、原材料與工藝控制的評價方法，以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在上述領(lǐng)域內(nèi)，主要制訂醫(yī)用增材制造技術(shù)所涉及的材料、設(shè)備、軟件和工藝方面的標(biāo)準(zhǔn)。將開展的具體工作為：研究提出醫(yī)用增材制造技術(shù)用于醫(yī)療器械領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂及研究項目的規(guī)劃和計劃建議；承擔(dān)本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂任務(wù)；負(fù)責(zé)報批標(biāo)準(zhǔn)的整理、校核、編輯、上報及修改工作；負(fù)責(zé)收集、整理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料，建立本專業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)檔案；開展本專業(yè)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳貫徹，以及學(xué)術(shù)交流活動和標(biāo)準(zhǔn)化科學(xué)研究工作，協(xié)助培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)化工作人員；積極參與該領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)業(yè)務(wù)工作。

2018年11月，中檢院在北京組織召開了“2018年醫(yī)用增材制造技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)審定會”。來自國家藥品監(jiān)管局醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)管理中心、醫(yī)療器械技術(shù)審評中心、醫(yī)療器械檢驗機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)、臨床機構(gòu)、高等院校、科研院所等醫(yī)用增材制造技術(shù)領(lǐng)域的專家及標(biāo)準(zhǔn)起草組成員等參加了會議。與會者聽取了起草工作組對行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《用于增材制造的醫(yī)用Ti-6AL-4V粉末》主要內(nèi)容、編制過程、征求意見及處理情況的說明，并逐條對標(biāo)準(zhǔn)進行了研究討論，提出修改意見。經(jīng)投票表決，該標(biāo)準(zhǔn)通過專家會審定，目前已進入報批程序。

面對現(xiàn)階段評價技術(shù)的缺乏，中檢院承擔(dān)了“十三五”科技部重點研發(fā)計劃課題“3D 打印醫(yī)療器械檢驗和評價技術(shù)研究”，設(shè)置了學(xué)科帶頭人基金項目“三維打印血管支架的質(zhì)量控制和血管內(nèi)皮化研究”。此外，中檢院醫(yī)療器械檢定所還參與了醫(yī)療器械技術(shù)審評中心牽頭的“十三五”科技部重點研發(fā)計劃項目——“新型醫(yī)用金屬材料及植入器械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及其審評科學(xué)基礎(chǔ)研究”中的課題“低模量鈦合金及植入器械檢測技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化研究”。該課題已于1月8日在北京正式啟動。

醫(yī)用增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進，將促進我國增材制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進程，推動產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。中檢院將加強與其他國家及組織的標(biāo)準(zhǔn)化工作交流與合作，為國家監(jiān)管部門建立相關(guān)法律法規(guī)提出建設(shè)性意見，并為制定特殊風(fēng)險分析、風(fēng)險控制等法規(guī)性指導(dǎo)原則提供技術(shù)支持。

文：韓倩倩 王春仁 楊昭鵬
來源：《中國醫(yī)藥報》