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3D打印定制式义齿工序流程及审评思考

嘉峪检测网        2020-11-12 09:44

作者:卢静 梁国泉* 袁榕穗 段玉林 陈长艳 刘静 陆梅元 熊钊

单位:广西食品药品审评查验中心 (广西 南宁 530029)
 
 
介绍当前市场上生产使用的几种热门3D打印技术,分析目前义齿生产企业预期采用的3D打印模式,使用这些生产方式将面临的一些基本注册审评问题,根据现有的通知和指导原则,提出初步的注册审评思路。
 
关 键 词:3D打印   定制式固定义齿   审评
 
近年来,医疗器械制造技术发展迅速,传统的义齿手工生产方式已不能满足市场需求。3D打印是个性化医疗器械发展的趋势,该技术成型快、精度高,适合定制具有复杂精细结构的物体,受到义齿生产企业的关注[1]。本文从3D打印技术、义齿生产工序流程以及注册审评等方面进行归总和分析,为准备开展3D打印义齿生产企业提供一些借鉴和参考。
 
1.3D打印技术类型
 
随着科技的创新和发展,3D打印技术产业不断拓展出新的3D打印技术路线和实现方法。根据所用材料及生成层片方式的区别,大致可归纳为光聚合成型、挤出成型、粉状粉末物料成型三大技术类型,这三大类型又各包括一种或多种技术路线。下文概括介绍现阶段的3D打印技术的几种类型。
 
1.1熔融沉积成型
熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM),生产的时候将丝状材料如蜡、金属或热塑性塑料的熔丝从加热的喷嘴中挤出,设定好产品每一层的预定轨迹,按照相同的速率进行熔体沉积。使用的主要材料有热塑性材料、ABS和PLA。
 
1.2光固化成型
光固化成型(Stereolithography Apparatus,SLA),这种工艺是将强度的激光与特定波长聚焦到光固化材料的表面,先是由点到线,再由线到面的顺序进行凝固,完成了一个层面的绘图作业之后,升降台上下移动到另一个层片的高度,再固化其他层面,通过层层叠加的方式构成一个三维实体[2]。使用的主要材料为光敏树脂。
 
1.3三维粉末粘接
三维粉末粘接(Three Dimensional Printing and Gluing,3DP),又称三维打印,采用的是普通打印机的原理,以数字模型文件为基础,用激光注射器将塑料或粉末状金属等可黏合材料一层一层累积起来,通过逐层打印的方式将计算机上的蓝图变成实物。使用的主要材料为粉末材料,如塑料粉末、金属粉末、陶瓷粉末。
 
1.4选择性激光烧结
选择性激光烧结(Selective Laser sintering,SLS)是加热材料至其熔点附近,激光按设定轨迹直接烧结材料固化[3]。使用的主要材料是粉末材料。
 
1.5数字光处理
数字光处理(Digital Light Processing,DLP)是使用一种较高分辨率的数字光处理器来固化液态光聚合物,逐层对液态聚合物进行固化,如此循环往复,直到最终模型完成[4]。使用的主要材料为液态树脂。
 
1.6电子束熔炼
电子束熔炼(Electron Beam Melting,EBM)作为一种高能束加工手段,它是采用高能电子束作为加工热源,成型可通过操纵磁偏转线圈进行[5]。使用的主要材料为钛合金。
 
2.义齿采用的3D打印方式及具体工序
 
2.1传统工艺下的生产工艺流程
 
金属铸造烤瓷桥的生产工艺流程见图1。
3D打印定制式义齿工序流程及审评思考
 
图1. 金属铸造烤瓷桥的生产工艺流程
 
 
金属铸造桥的生产工艺流程见图2。
 
3D打印定制式义齿工序流程及审评思考
 
图2. 金属铸造桥的生产工艺流程
 
2.2 3D打印技术下的生产工艺流程
 
目前,大部分义齿生产企业比较倾向于用3D打印技术代替手工蜡型,以及用3D打印技术代替铸造。前者是在原基础上采用FDM熔融沉积成型3D打印技术代替手工蜡型工序,其余工序与原有工序一致。后者是采用SLS选择性激光烧结3D打印技术,代替铸造工序。工序流程会有一些变化:①SLS选择性激光烧结技术下的金属铸造烤瓷桥工序流程见图3;②SLS选择性激光烧结技术下的金属铸造桥工序流程见图4。
 
3D打印定制式义齿工序流程及审评思考
图3. SLS选择性激光烧结技术下的金属铸造烤瓷桥工序流程图
 
3D打印定制式义齿工序流程及审评思考
图4. SLS选择性激光烧结技术下的金属铸造桥工序流程图
 
3.企业对注册面临的疑惑
 
2018年修订的《定制式义齿注册技术审查指导原则》(2018年第80号)明确该指导原则适用范围不适用于种植体(包括种植体基台及其附件)、颌面赝复体、预成型冠、定制式矫治和保持器、3D打印工艺制作的牙科修复体[6]。大部分企业主要存在以下疑惑:①用3D打印代替传统手工蜡型工序是否要做注册变更;②3D打印技术代替铸造工序的牙科修复体该如何分类,应该按哪种注册类型进行申报,如何命名规格型号等问题。
 
4.解决的方式和措施
 
4.1用FDM熔融沉积成型3D打印技术代替手工蜡型工序
 
蜡型工序在整个生产环节中,为铸造做前期准备,主要是对最终产品起内管设计作用,蜡型工序用手工模式修整还是用3D打印方式对整个生产流程并没有多大影响,生产义齿的主要原材料并没有变化,只要制作出来的蜡型精度准确,后期加工出来的义齿并无差异。综上,无论是生产工序还是产品主要原材料,并没有太大改变,更重要的是产品主要性能并无变化。因此,可无需做注册变更。
 
4.2用SLS选择性激光烧结3D打印技术代替铸造工序
 
2019年2月18日,中检院发布《2018年医疗器械产品分类界定结果汇总》,第二部分按照Ⅱ类医疗器械管理的产品中第20.定制式固定义齿(3D激光熔铸钴铬合金烤瓷冠、桥):由钴铬合金粉末通过3D激光熔铸打印技术制成内冠和外部义齿瓷粉(即烤瓷粉、糊剂、釉粉、釉水)烧结组成。为使用已注册的义齿材料生产。用于牙体、牙列缺失或缺损的固定修复。分类编码:17-06。
 
根据分类界定结果,使用已注册的金属粉末通过SLS技术生产的牙科修复体可以按Ⅱ类医疗器械管理,如企业之前已获批定制式固定义齿注册证,可以申报定制式固定义齿注册变更,如未获批定制式固定义齿注册证,则按首次注册申报。产品具体型号命名应能反映制作产品的主要材料、工艺和结构,并适当考虑临床的命名方式。一般采用“主要材料+工艺+结构功能”的命名方法,也可以参考分类界定中3D激光熔铸钴铬合金烤瓷冠、桥的命名方式。
 
5.小结
 
目前,3D打印技术作为一种新型创新技术,替代传统工艺的优势越来越显著,义齿生产企业出于成本、技术等多方面的考虑,对以上两种生产模式的生产及注册尤为关注,但是大部分企业普遍存在重生产轻法规的现象,对法规规章更新的关注度不够,理解不足。希望通过多方面的法律法规知识普及宣贯,加大培训交流力度,为企业提供更全面的注册技术审评服务。
 
参考文献(略)
 
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来源:中国医疗器械信息