《醫(yī)療器械設計和開發(fā)輸入要求和應用》解讀

1、解讀：醫(yī)療器械設計和開發(fā)輸入要求近日，器審中心發(fā)文醫(yī)療器械設計和開發(fā)輸入要求和應用，結合醫(yī)療器械設計和開發(fā)輸 入相關標準和法規(guī)要求，對設計和開發(fā)輸入在醫(yī)療器械產(chǎn)品性能評價中的應用進行探討。摘 要如下：1、醫(yī)械設計和開發(fā)輸入要求行業(yè)標準YY/T0287-2017(ISO 13485:2016，IDT)醫(yī)療器械質量管理體系用于法規(guī)的要求對設計和 開發(fā)輸入內容進行了具體規(guī)定，并對YY/T0287-2003進行了完善，輸入應包括：根據(jù)預期用 途規(guī)定的功能、性能和安全要求；適用的法律、法規(guī)要求；適用時，以前類似設計提供的信 息；設計和開發(fā)所必需的其他要求；風險管理的輸出；對輸入進行評審，確保輸入是充分和

2、 適宜的，要求應完整、清楚，并且不能自相矛盾。2、質量管理體系法規(guī)重視設計和開發(fā)輸入作用在醫(yī)療器械質量體系法規(guī)中，我國在2000年發(fā)布的醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)質量體系考核辦法 規(guī)定了設計開發(fā)、產(chǎn)品檢驗等過程的質量管理要求。在對醫(yī)療器械生產(chǎn)質量管理規(guī)范(試 行)相關內容修訂后，2014年12月發(fā)布的醫(yī)療器械生產(chǎn)質量管理規(guī)范中要求：設計 開發(fā)輸入應當包括預期用途規(guī)定的功能、性能和安全要求；法規(guī)要求；風險管理控制措施和 其他要求；對設計和開發(fā)輸入應當進行評審并得到批準，保持相關記錄。與我國法規(guī)設計和開發(fā)輸入要求相比，美國FDA醫(yī)療器械法規(guī)對設計和開發(fā)要求更為具體， 設計和開發(fā)內容在1997年美國FDA公布

3、的“醫(yī)療器械質量體系規(guī)范”(FDA 21 CFR 820)中 納入醫(yī)療器械質量管理體系法規(guī)，要求生產(chǎn)企業(yè)建立并保持從設計開發(fā)到服務全過程控制的 質量管理體系。包括：制造商應建立和維護程序，應確保對器械相關的設計要求適當，討論 包括使用者和患者需求的器械預期用途，要求輸入時應建立機制以應解決不完整、模糊和有 沖突的要求，輸入應形成文件并進行評審和批準等。鑒于法規(guī)、標準文本的簡潔和原則性，部分概念和要求可能造成對相關要求的誤解或忽視， 為進一步闡述對設計和開發(fā)過程的要求，F(xiàn)DA在發(fā)布的醫(yī)療器械生產(chǎn)商的設計控制指南 中對質量管理體系法規(guī)設計控制章節(jié)(FDA 21 CFR 820.30)進行了說明，在

4、對設計和開發(fā)計 劃、輸入、輸出、評審、驗證、確認、轉換、變更等要求進一步明確，其中關于設計和開發(fā) 輸入要求占據(jù)了最大的篇幅。首先強調設計和開發(fā)輸入為后續(xù)輸出和確認等階段構筑基礎，因此通過設計和開發(fā)輸入形成 設計需求的堅實基礎是最重要的設計控制活動，要求重視設計輸入對設計和開發(fā)過程、產(chǎn)品 質量和設計和開發(fā)過程返工等方面的影響，切實把輸入的要求作為認真遵循的原則。其次，指南要求對設計和開發(fā)輸入的產(chǎn)品概念進行詳細闡述，擴展并轉化為一套完整的詳細 記錄到工程水平的設計輸入要求集合。輸入是由產(chǎn)品開發(fā)人員將用戶和/或患者需求轉化為 可在實施前進行確認的一套要求，同時也需要生產(chǎn)人員、關鍵供應商等的支持和全面

5、參與，以確保輸入要求的完整。再次，輸入要注意對術語和相關信息的準確理解和甄別，避免因對相關情況的不正確假設造 成后續(xù)設計和開發(fā)工作中的溝通不暢和后期輸出的偏差。最后，需要強調的是設計輸入的全面性，尤其是對于首次實施設計和開發(fā)的生產(chǎn)商。為更清 晰闡述設計和輸入內容要求，將其概述為三類要求：規(guī)定器械功能上的具體要求，重點包括 器械的使用操作、輸入和結果輸出等；性能要求規(guī)定器械必須達到多少量值或什么程度，解 決諸如速度、強度、響應時間、準確度、操作限制等問題，這包括使用環(huán)境的定量表征，包 括例如溫度、濕度、震動、振動和電磁兼容性等，關于器械可靠性和安全性的要求也符合該 類別；接口要求規(guī)定了對外部系統(tǒng)

6、兼容性至關重要的器械特性，具體來說，是那些需授權給 外部系統(tǒng)并且不受開發(fā)人員控制之下的特征，其中在每個器械中均非常重要的是與使用者和 /或患者的接口。設計和開發(fā)輸入范圍取決于器械的復雜性和風險情況，一般應包括功能、性能、安全性和監(jiān) 管方面的要求，要求的內容應以工程術語在設計輸入要求中明確說明。對于設計和開發(fā)輸入 應投入足夠的時間和資源保證輸入的完整和全面，輸入階段花費時間占總項目時間的30%以 上。在驗證中不可避免會出現(xiàn)需變更設計輸入的情況，設計輸入要求的變更應受到控制，糾正一 個問題的設計變更可能會產(chǎn)生一個必須解決的新問題，設計和開發(fā)整個過程中出現(xiàn)的變更均 應評估對產(chǎn)品實現(xiàn)總體的影響。3、設

7、計和開發(fā)輸入在產(chǎn)品性能評價中應用日益增加隨著醫(yī)療器械注冊相關法規(guī)完善，醫(yī)療器械監(jiān)管中對產(chǎn)品性能評價重點從最終產(chǎn)品質量控制 轉向生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)全過程，產(chǎn)品性能評價方式由倚重終產(chǎn)品檢測變?yōu)楫a(chǎn)品性能檢測和評 價并重。2014年公布實施醫(yī)療器械注冊管理辦法中重要變化體現(xiàn)在醫(yī)療器械產(chǎn)品生物 相容性、臨床評價方式上，改變了由主要通過試驗評價產(chǎn)品相關性能的模式?，F(xiàn)行醫(yī)療器 械注冊管理辦法及配套法規(guī)，在生物相容性評價研究資料包括產(chǎn)品所用材料的描述及與人 體接觸的性質、對于現(xiàn)有數(shù)據(jù)的評價等內容，臨床性能評價中新增加了通過同品種醫(yī)療器械 臨床試驗或臨床使用獲得的數(shù)據(jù)開展評價的路徑。產(chǎn)品設計和開發(fā)輸入時需要從制造

8、材料、結構設計、工作原理、作用機理、生產(chǎn)工藝等方面 加強同類/前代產(chǎn)品信息的檢索收集，深入認識理解開發(fā)產(chǎn)品，同時加強對法規(guī)、標準、臨 床使用信息的收集，以同類/前代產(chǎn)品和相關科學研究報道數(shù)據(jù)為基礎，結合臨床使用需求， 構建產(chǎn)品性能評價體系。設計和開發(fā)輸入是產(chǎn)品性能評價體系構建基礎，同時通過設計和開 發(fā)輸入數(shù)據(jù)為性能評價提供支持可以減少不必要的試驗，提升設計和開發(fā)的效率。按照醫(yī)療器械注冊管理辦法的要求，注冊申報資料來源于質量管理體系控制下產(chǎn)品研制、 生產(chǎn)制造等過程形成的體系文件，除產(chǎn)品自身檢測數(shù)據(jù)外，其余證明產(chǎn)品安全有效性的證據(jù) 大多直接或間接來源于設計和開發(fā)的輸入。4、設計和開發(fā)輸入在產(chǎn)品性能

9、評價應用仍需加強設計和開發(fā)輸入在法規(guī)對產(chǎn)品性能評價中應用日益增加，但行業(yè)對醫(yī)療器械設計和開發(fā)輸入 的重視程度仍有待提高，輸入質量良莠不齊，行業(yè)整體在設計和開發(fā)輸入投入的時間與美國 FDA醫(yī)療器械生產(chǎn)商的設計控制指南推薦的超過項目整體時間30%要求具有較大差距。 在醫(yī)療器械產(chǎn)品性能評價方面，因為設計和開發(fā)輸入的不充分，醫(yī)療器械產(chǎn)品性能評價工作 與研發(fā)過程相互脫節(jié)的現(xiàn)象，有三種情況應該得到重視：因輸入不充分，設計和開發(fā)中不 斷進行變更，造成變更控制失控，遺留風險隱患；輸入資料不充分，未對設計和開發(fā)工作 提供充分的支持，設計和開發(fā)系統(tǒng)性差導致性能研究數(shù)據(jù)、產(chǎn)品性能評價關聯(lián)性差，性能評 價結論支持依據(jù)

10、不充分；對產(chǎn)品性能要求和評價支持依據(jù)有重大缺失，設計和開發(fā)階段忽 視了對相關性能的研究和評價，在提交技術審評對產(chǎn)品性能評價資料的要求時，脫離設計和 開發(fā)過程編制產(chǎn)品性能評價報告。質量管理體系中設計和開發(fā)等過程系統(tǒng)性強，一個過程的輸出直接形成下一個過程的輸入， 設計和開發(fā)輸入的變更將可能對整個產(chǎn)品輸出、驗證、確認和設計轉換產(chǎn)生影響，甚至造成 相關工作的重新開展。對于輸入不充分造成的頻繁變更帶來的風險，美國FDA醫(yī)療器械 生產(chǎn)商的設計控制指南提醒糾正一個問題的設計變更可能會產(chǎn)生其它新的問題，設計和開 發(fā)過程要重視變更的整體影響。2015年公布施行的境內第三類醫(yī)療器械注冊質量管理體 系核查工作程序（

11、暫行）加強了產(chǎn)品性能評價工作中技術審評與注冊質量管理體系核查的 結合，設計和開發(fā)程序文件、計劃書、決定書、評審報告等內容是審評人員在現(xiàn)場審評過程 中主要關注點之一，通過對輸入及其變更的關注，現(xiàn)場審評將進一步識別和控制輸入不充分 造成的設計和開發(fā)變更遺留的風險。在醫(yī)療器械性能評價中，研究數(shù)據(jù)和產(chǎn)品性能評價關聯(lián)性對評價報告結論具有關鍵性影響， 如果充分將已有數(shù)據(jù)和性能研究數(shù)據(jù)有機結合會產(chǎn)生事半功倍的效果，反之如果研究數(shù)據(jù)因 為和性能評價相關性差，就會出現(xiàn)事倍功半的結果。以產(chǎn)品性能研究和臨床評價為例，收集 的比對產(chǎn)品臨床數(shù)據(jù)應該與開展性能研究時對比產(chǎn)品一致，設計和開發(fā)全過程應有明確的產(chǎn) 品根據(jù)預期用

12、途所確定功能、性能、可用性和安全要求，并明確參考產(chǎn)品（一個或多個）的 信息。輸入是產(chǎn)品設計和開發(fā)的起點，好的開始是成功的一半，設計和開發(fā)輸入應盡量清楚完整地 做好產(chǎn)品在材料、結構、性能、作用機理，以及適用的法規(guī)和標準等范圍內資料的收集、分 析，并對關鍵信息進行論證確認，以避免因對相關需求不正確假設產(chǎn)生的后果。設計和開發(fā) 輸入信息要盡可能詳細和定量表述，對于輸入階段無法定量的因素，可以將相關要求確定后， 以待定數(shù)值或待定區(qū)間來表述要求，并提請階段評審時評估該項要求對輸入完整性的影響， 制定在設計和開發(fā)過程跟蹤的要求，以減少不完整輸入對產(chǎn)品實現(xiàn)的影響。監(jiān)管法規(guī)明確要求醫(yī)療器械申請人應建立與產(chǎn)品研制

13、、生產(chǎn)有關的質量管理體系，并保持運 行，注冊申報資料是質量管理體系控制下，在設計開發(fā)、生產(chǎn)制造等過程中形成的體系文件 的一部分。因法規(guī)意識淡薄，輸入資料有重大要素缺失，會導致在技術審評時提出補充提交 性能研究或評價資料。產(chǎn)品設計和開發(fā)是一個系統(tǒng)性很強的過程，在完成輸出后，還進行了 確保設計和開發(fā)輸出滿足輸入要求的驗證、確保產(chǎn)品滿足規(guī)定的應用要求和預期用途要求確 認、設計和開發(fā)輸出向制造轉換等。產(chǎn)品性能評價貫穿在設計和開發(fā)各階段，補充收集輸入 信息來完善產(chǎn)品性能評價，相關信息會具有較強的主觀性，以打哪指哪的方式針對性進行信 息的輸入，評價過程會受主觀傾向影響，同時也很難評估和控制輸入變更對過程整

14、體的影響。 脫離質量管理體系編寫產(chǎn)品性能評價資料時，支持依據(jù)和產(chǎn)品性能之間油水分離，甚至是關 公戰(zhàn)秦瓊的情形，用看似詳實，實則相互之間無關聯(lián)性的數(shù)據(jù)來評價產(chǎn)品性能，難以完成支 持產(chǎn)品安全有效的評價報告。附：醫(yī)療器械產(chǎn)品的設計與開發(fā)文件清單一、設計和開發(fā)的概念：1、設計一一設計是把計劃、規(guī)劃、設想、（甚至幻想）通過視覺的形式傳達出來的過程，是 一種造物活動。2、研發(fā)（開發(fā)）一一產(chǎn)品研發(fā)是指創(chuàng)造性研制新產(chǎn)品或改良原有產(chǎn)品或仿制已有產(chǎn)品的發(fā) 明、組合、增減、革新等活動的過程。二、設計和開發(fā)的一般過程：1、設計和開發(fā)的策劃；1）建立設計和開發(fā)的程序2）成立相應的隊伍3）提出設想2、設計和開發(fā)的輸入：1

15、）根據(jù)要求提出產(chǎn)品的功能、性能和安全要求；2）搜集使用的法律、法規(guī)；3）搜集同類產(chǎn)品的相關信息；4）風險管理要求。3、設計和開發(fā)的輸入內容。（經(jīng)評審、確認、批準后應形成文件，文件包括：1）預期用途；2）性能、功效（包括儲存搬運和維護）；3）對患者和使用者的要求；4）人員、設備、生產(chǎn)環(huán)境等要求；5）安全性和可靠性；6）毒性和生物相容性（如果有）；7）電磁兼容性；8）公差或極限公差；9）檢驗儀器（包括過程檢驗和出廠檢驗）；10）適用的法律、法規(guī)要求；11）強制性標準及推薦性標準；12）產(chǎn)品所適用的材料；13）產(chǎn)品適用壽命；14）滅菌要求（如果有）。4、設計和開發(fā)的輸出：1）設計輸出首先應滿足設計輸

16、入的要求。2）給出所需材料、組件、部件的技術要求或接收準則；3）生產(chǎn)工藝及工藝過程及其生產(chǎn)設備；4）產(chǎn)品圖紙和部件清單；5）產(chǎn)品標準；6）生產(chǎn)所需環(huán)境；7）檢驗程序、方法及其設備；8）包裝及包裝標記；9）追溯標記（銘牌）；10）最終產(chǎn)品（樣品或樣機）；11）安裝及適用說明書及其所需要的工程技術人員；12）設計和開發(fā)的記錄。5、設計和開發(fā)的評審：設計和評審是為了確保設計和開發(fā)的結果的適宜性、有效性，是否達到規(guī)定的目標所進行的 系統(tǒng)活動。其目的是評價設計和開發(fā)各階段的結果是否滿足設計的要求，是否滿足法律法規(guī) 的要求；找出存在的問題，提出解決問題的措施，在早期避免產(chǎn)品的不合格。設計和和開發(fā)各階段評審

17、的內容：1）設計是否滿足所有規(guī)定的要求；2）輸入的內容是否滿足設計和開發(fā)的要求；3）產(chǎn)品性能的壽命周期數(shù)據(jù)的科學性和依據(jù)是否充分；4）設計和開發(fā)的能力是否滿足了設計的要求（包括專業(yè)技術人員、資金設備、場地等）；5）產(chǎn)品對環(huán)境的影響；6）設計是否滿足設計和操作要求；7）選擇的材料是否適宜；8）部件是否具有可靠性、可獲得性，維修服務是否具有可維護性；9）公差的設計在滿足要求的前提下是否考慮了互換或替代（為部件的加工、采購和維修留 有余地）；10）設計實施計劃技術上是否可行（如生產(chǎn)、安裝、檢驗等）；11）設計過程是否進行了安全要素的風險分析；12）設計是否合理并達到預期醫(yī)療用途；13）產(chǎn)品的包裝是否

18、符合要求；14）設計過程中等更改效果控制如何？問題是否得以發(fā)現(xiàn)并得到糾正；15）設計和開發(fā)的進度的評審。6、設計和開發(fā)的驗證：為確保設計和開發(fā)的輸出滿足輸入的要求，依據(jù)策劃的安排對設計和開發(fā)進行驗證。設計和開發(fā)的驗證方法或要求：1）對設計的數(shù)據(jù)或要求采取不同的方法進行計算和驗證；2）與類似設計進行比較；3）制作樣機試驗和演示（如穩(wěn)定性）；4）對樣機進行自測；5）請第三方檢測；6）對文件的評審（由有經(jīng)驗的人員或專家對設計和開發(fā)文件進行評審）。7、設計和開發(fā)確認：為確保產(chǎn)品能夠滿足規(guī)定的適用要求或已知預期用途要求，應依據(jù)所策劃的安排對設計和開發(fā)進行確認。評價方法：1）進行臨床評價；2）模擬對比評價；3）性能評價（檢驗和試驗）；4）家用儀器實際使用評價等。8、設計和開發(fā)更改和設計更改評審：1）導致設計更改的原因：2）設計階段所產(chǎn)生的錯誤；3）設計后期發(fā)現(xiàn)在制造、安裝、維修等環(huán)節(jié)的問題；4）監(jiān)管部門技術審評提出的設計更改；5）法規(guī)要求的更改（安全性要求、標準升級、強制性標準的執(zhí)行等）；6）風險分析所要求的更改；7）上市后發(fā)生不良事件因設計缺陷引起的更改等。以上更改都需進行評審。9、設計轉換三、設計和開發(fā)過程所涉及的規(guī)范性文件、技術文件及其記錄（文末可免費下載）（一）設計開發(fā)文件：（二）物單料設備清單：（三）產(chǎn)品技術標準：（四）技術圖紙：（