医疗器械种类众多，可根据与人体接触时间分为短期、长期和持久接触类，接触性质分为表面接触、外部接入和植入器械。材料方面，可分为高分子、金属和无机非金属等，如聚氯乙烯、聚氨酯、不锈钢、羟基磷灰石等。
无源医疗器械是医疗器械重要类别，主要由高分子或金属材料组成，如聚氨酯、TPU、TPE、ABS、钛合金和不锈钢等。这类器械的特点是原材料是功能载体和安全保障。
为确保产品质量，除选择合适的原材料，还需关注早期设计和生产过程。风险管理原则要求消除产品风险，实现有效功能。因此，原材料选择是风险管理的一部分。
风险管理包括两个层面：一是识别全生命周期风险，通过选材、生产工艺优化控制风险，满足监管需求。二是控制原材料选择过程中的其他因素。这包括参考医疗器械安全和性能基本原则，如一批清单、通用或专用标准和工具；选择优质供应商，确保原材料质量稳定、可靠和持续。
简而言之，无源医疗器械的原材料选择至关重要，需要在风险管理框架下，充分考虑功能、安全性和生产过程。通过合理的原材料选择，确保产品质量和全生命周期风险控制。
第二部分：原材料选择决策因素
涉及到的法规文件：医疗器械安全和性能的基本原则（简称原则）
GHTF（原IMDRF前身）发布的《原则》（https://www.imdrf.org），该要求确保产品在整个生命周期内均符合安全和性能要求。它涵盖了所有有源和无源医疗器械的通用要求，为各类医疗器械产品的设计、生产和上市后管理提供了广泛的规定。
我国在 2020年18号文件发布了的《医疗器械安全和性能的基本原则》(回复 基本原则即可获得。
原则分为两个部分，第一部分是适用于所有医疗器械的通用基本原则（第2节）；第二部分是适用于非体外诊断类医疗器械（第3节）和体外诊断类医疗器械（第4节）的专用基本原则。
医疗器械安全和性能的基本原则
这些基本要求主要包括以下几个方面：
（1）化学、物理和生物学性质；
首先，我们要关注材料的化学性质，如降解性及潜在风险。在选择 PVC、TPU、ABS 等材料时，要考虑其降解特性，并明确预期产品的降解要求，包括降解速度、能力和顺序。
其次，要关注材料本身及成分带来的潜在风险，包括在储存、运输和使用条件下的风险，以及进入人体后的风险。例如，某些成分可能原本是抗氧气，但随时间延长和材料老化，可能产生新的风险。
接下来，考虑材料的物理特性，如多孔性、溶解性、硬度和表面粗糙度等。这些特性会影响材料和产品的生物学特性，从而产生生物学危害，因此在选择材料时要充分考虑。
最后，关注材料的生物学性质，特别是材料在预期使用场景下与组织细胞体液的相容性及接触后产生的生物学风险。此外，还要考虑材料在清洁、运输、储存、使用等环节可能带来的特性改变，如潜在风险和使用环境或储存环境下的影响因素。
（2）灭菌和微生物污染
医疗器械的灭菌过程需充分考虑产品的耐受性、性能影响以及选择合适的原材料。要确保满足安全有效清单要求下的感染和微生物风险控制，如减少原材料微生物污染。不同灭菌方式对材料的影响各异，如复杂灭菌可能引发小分子析出，进而影响某些材料的机械性能。
在选择灭菌方式时，要考虑温度密集影响，特别是对于敏感材料。同时，要关注产品在使用过程中可能与其他器械连接的情况，以及被连接器械可能对产品或材料产生的破坏影响。
医疗器械的灭菌和微生物污染控制至关重要。设计时应考虑以下几点：
方便使用者进行安全清洁、消毒、灭菌和/或重复灭菌（必要时）；
满足微生物限度要求的医疗器械，设计、生产和包装要确保出厂后符合要求；
无菌状态交付的医疗器械，设计、生产和包装需按适当程序进行，确保出厂时无菌，且易于识别包装完整性；
无菌医疗器械的加工、生产、包装和灭菌应经验证，货架有效期按经验证方法确定；
预期无菌使用的医疗器械，生产和包装应在适当且受控的条件和设施下进行；
以非无菌状态交付的医疗器械，包装应尽量减少微生物污染风险，并适用于注册人/备案人规定的灭菌方法；
明确标识医疗器械的交付状态，是无菌还是非无菌状态。
（3）环境和使用条件
医疗器械设计和材料选择时，需考虑以下几个方面：
环境特性和防护：考虑产品或材料是否与其他器械连接使用，以及被连接器械可能带来的破坏影响。预期使用环境的温度、压力等因素，如加温或降温需求，以及可能的高压力场景，对材料和产品的物理性能或其他生物学危害的影响。消除或降低与物理、人体工程学、可用性相关的损伤风险，错误操作风险，外部因素或环境条件相关的风险，固体材料、液体接触产生的风险，非预期析出物导致的环境风险，以及与其他医疗器械互相干扰的风险。
预期使用场景下的影响：考虑与其他材料、液体或气体接触的风险。例如，呼吸管路在临床使用过程中可能产生的气体接触风险。
液体接触环节：包括人体体液、临床实际使用的药液、储存液等。这些液体具有不同的电解质离子强度或其他特征，可能对材料产生影响。在选择材料时，要考虑这些影响因素，以及材料或产品可能产生的风险。
（4）机械风险和其他专用要求
在生产加工使用过程中，机械风险如挤出、注塑、切割、抛光等，以及生产制造过程中的引入风险。
另一个风险是专用要求，针对特殊情况，如动物源性医疗器械、药械组合类医疗器械以及其他与有源器械连接使用的高分子医疗器械，需有专用要求。这些要求在安全和性能基本要求清单中有概述，大家可参考使用。同时，动物源性和药械组合要求指南也有基本概述。
（5）通用型或专用型的标准或指南等工具
这些指南如无源医疗器械的生物学评价标准（ISO10993，国标 GB/T 16886），以及针对骨科类、口腔类等特殊产品的指南。
在选择材料时，可参考同类产品上市后的不良事件分析和文献分析等数据。此外，还需考虑原材料供应商的影响，选择质量稳定可靠的产品。确定合适的原材料供应商或品牌对于确保产品质量和可靠性至关重要。
总之，在选择医疗器械原材料时，要充分考虑相关指南要求，确保产品质量稳定可靠。同时，关注供应商的质量控制，降低潜在风险。通过参考通用型和专用型指南，结合不良事件分析和文献分析，为产品设计提供可靠支持。
第三部分：原材料变化的评价
指南性文件：《无源医疗器械产品原材料变化评价指南》（回复 材料变化即可获得）。
图1 无源医疗器械产品原材料改变评价流程
图1详细概述了原材料变化后的评价流程，简单而言这些变化可能涉及材料组成、结构组成、适用范围、生产工艺、检验方法和质量控制标准等方面。针对这些变化，我们要充分评估可能带来的风险，并在必要时采取措施降低风险至可接受水平，同时符合相关法规要求。
这一指南性文件（评价指南）分为四个部分：基本原则、评价路径、案例分析和适用范围。该指南旨在帮助行业更好地评估原材料变更所带来的风险。在评价过程中，我们需要关注风险管理、参考安全有效要求清单进行充分评估、判断材料变化形式以及进行生物学评价等。此外，指南还提供了一系列案例分析，包括材料类型改变、材料组分或配比改变、制备工艺改变等。
（一）材料类型改变
需综合考虑原材料变化情况、原材料所在组件的作用以及材料变化对产品性能的影响程度。以下五个例子说明了如何在不同情况下进行评估：
中空纤维血液透析器：中空纤维膜变更材料需要进行生物学评价，并关注物理、化学和生物学性能的实验室研究。由于与循环血液接触，临床评价也至关重要；但外壳的原材料改变不会对透析器最主要的清除及滤过性能产生实质性影响，因此材料改变带来的评价一般可通过常规的实验室研究完成，不需要通过临床试验的方式评价其新增风险。
面部植入材料：面部假体材料变更需提交产品理化性能和研究资料，进行生物学评价，并关注填充整形效果和局部植入异物反应等安全性指标的临床评价。
球囊扩张导管：外管材料由聚氨酯变更为聚醚嵌段聚酰胺，需开展实验室研究评价产品性能变化，重点关注物理性能和化学性能，并重新进行生物学评价。通过对比分析变化前后产品性能，评估新增临床风险。
椎间融合器：材料类型变更如从钛制变为 PEEK 制，需进行生物学评价，并关注力学和生物学性能的实验室研究。融合器植入后的椎体间骨融合效果无法通过实验室研究及生物学评价完全验证，则需要临床评价进行验证
骨科手术工具手柄：聚缩醛变成胶木手柄，若满足使用和反复灭菌要求，可不进行临床评价。
（二）材料组分/配比发生变化
在评估医疗器械原材料变更时，需关注材料组分或配比的变化，分为主要组件材料和次要组件材料的变化。以下五个例子说明了如何在不同情况下进行评估：
一次性使用输液器：关注主要组件输液管路的材料变化，评估时需根据产品风险特点确定评价路径。由于绝大部分输液器产品均属于豁免临床试验的产品，因此，即便是管路中材料的组分含量的改变，一般也不需要进行临床验证。
可吸收缝合线：针对材料组分调整，如 PLA 和 PGA 比例改变，需进行实验室研究、生物学评价和动物实验研究，并根据性能差异进行临床评价。
角膜接触镜护理液：针对成分比例调整，需开展理化性能测试，验证产品功能差异，必要时进行临床评价。
彩色角膜接触镜：关注染料成分及配比的变化，需提供新增染料的安全性数据，重新验证萃取率限量要求，并进行生物学评价及褪色试验；若上述临床前研究资料充分，可不需要通过临床评价进一步收集产品安全性及有效性证据。
人工关节用丙烯酸骨水泥：组分和配比改变，仅通过实验室研究和生物学评价无法全面评估风险，需进行临床评价以评估关节固位的有效性。
（三）原材料的制备工艺的改变
医疗器械原材料，如合成高分子材料和金属材料，其制备工艺对产品性能有显著影响。在原材料制备工艺发生变化时，注册人需根据产品特点充分评估差异对产品性能的影响。
合成高分子材料：如硅橡胶植入物，其硫化方式变化（如由双组份加成硫化变为热硫化）可能影响产品的物理、化学和生物相容性。该硫化方式的变化预期影响产品的化学性能，例如干燥失重、微量元素、蒸发残渣、酸碱度、紫外吸收、重金属总量、D4与D5等小分子硅氧烷的残留限量，针对加成硫化方式的硅橡胶需考虑还原物质项目，而针对热硫化的硅橡胶需测试过氧化物项目。鉴于硫化方式的变化对产品理化性能影响较大，建议对产品的安全性及有效性开展规范的临床评价。
金属材料：如 TC4 钛合金，制备工艺的改变（如由传统锻造制备工艺变为增材制造技术）可能导致产品弯曲疲劳性能下降和金属离子析出风险。除进行相关力学性能验证和生物学评价外，还需进行临床评价以证明其安全有效性。
（四）其他相关变更
1-供应商改变
对新增制造商进行质量控制，并提供相关质量协议、检测报告等。如无法确定原材料组分、含量、合成方式相同，需进行性能验证、风险评估（包括生物学评价），并在必要时进行临床评价。
出于生产的需要，对于同一种原材料，注册人常常会采用两个或两个以上的原材料制造商供货，或在产品获批后对其材料制造商进行变更，以确保生产的稳定进行。但对于某些材料特别是对于高分子材料而言，不同制造商商的同一种原材料的组分可能差异较大，甚至相同的高分子聚合物和添加剂组成及比例的不同、聚合物的聚合方式、聚合度等的不同，也会对产品的性能产生较大的影响，因此，对医疗器械原材料制造商改变应区别对待。
骨科植入类产品：当制造商从 A 更换为 B 时，需保持符合的标准和原材料牌号不变。在满足生产质量体系规范的情况下，可通过供应商评估进行更换。例如，使用 TC4 钛合金塑性加工材时，已有成熟国标行标 GB/T13810，可在满足标准和质量体系下更换制造商。
PEEK 材料：不同制造商提供的原材料符合 YY/T0660 标准，但存在理化性能差异。当企业更换制造商或材料牌号时，需通过实验室研究及生物学评价说明其差异可接受外，还需要通过临床评价的方式证明其安全有效性。
硅橡胶乳房植入体：当制造商发生变更时，可调取变化前后的主文档材料进行对比分析，初步掌握材料实质变化情况，确定风险点。进一步要求注册申请人提供有针对性的研究资料。
2-原材料牌号改变
对于部分金属材料来说，改变制造商但不改变其牌号，对其产品性能影响不大，一般不需要额外的评估。但如果是牌号的改变，某些情况下是由于标准的升级而带来的牌号改变，但其实际组分与原来完全相同，则可以认为其未发生变化。但如果牌号改变的同时伴随着组分的改变，则需要根据具体的变更情形参考流程图要求进行评价。
对于高分子材料而言，由于国际上没有统一的牌号，都是由企业根据产品特点自定，因此原材料牌号的改变，企业一般需要根据实际的改变，参考前述材料改变的评价路径具体问题具体分析、评价。
无源医疗器械产品原材料变化评价指南
原材料制备所用材料来源改变：根据实际情况，评估变更对产品性能的影响，确保产品安全有效性。
材料物理形态的改变：分析变更对产品性能和风险的影响，遵循相关评价流程。
控制标准的改变：评估变更对产品质量的影响，确保符合法规要求。
涂层改变：分析涂层变更对产品性能和风险的影响，遵循相关评价过程。
结束语：
原材料选择是风险管理的一部分，需考虑安全和性能的基本原则和适用条款。详解介绍了评价指南中的材料变化的案例，同时材料变化的评价是在风险管理的框架下进行的，风险管理至关重要，需贯穿医疗器械产品的整个生命周期，从设计初期到上市后变更评估。产品上市后，应通过不良事件监测等手段收集、评价、干预、控制和预防产品潜在风险，确保安全有效。在无源医疗器械原材料选择及变化评价中，要充分发挥多专业人员的优势，遵循风险管理要求，持续监测和控制产品风险，确保安全有效。
