运怡医疗成功完成可植入级聚醚醚酮(PEEK)颗粒注塑工艺主文档登记
发表于:2021-12-29
12月24日,我司完成聚醚醚酮(PEEK)注塑工艺主文档登记(登记编号:M2021027-000)。这是国家药监局颁布实施主文档登记制度以来,我司获得的第一个主文档登记事项。
一、什么是主文档?
主文档是由所有者提交给医疗器械技术审评机构,用于授权申请人在申报医疗器械注册时使用,但不向其直接披露内容的技术资料。主文档可用于支持医疗器械注册、变更、临床试验审批等事项的注册申请。
二、主文档实施的意义
主文档制度已在全球范围运行多年,在药品、医疗器械上市审批审评过程中具有重要意义。主文档制度一方面满足了企业保护其商业秘密的需求,解决医疗器械注册申请人无法提交外购部分,如:原材料等相关技术资料的问题,同时,为满足监管部门对产品安全有效性评价的需要,也便于其掌握必要的技术信息。此外,避免了相同技术资料的重复提交,方便了申报和审评。
主文档登记制度是一种对提交注册申报资料方式的改变或补充,但其对我国医疗器械行业的发展影响深远。通过主文档制度可以引导医疗器械采用质量更可靠的原材料,进一步促进医用原材料行业的发展。此外,主文档制度还可以帮助医疗器械注册人识别主文档内容的更改,如外购原材料或外包工艺参数的变化,并评估这些变化对医疗器械的影响,以确定在质量体系和注册申报上是否采取相应措施。这将提高医疗器械注册人对医疗器械的风险把控能力。相反,在没有主文档制度的情况下,医疗器械注册人往往会因为未在这些变化的监控上投入应有的关注,或缺乏有效的制约措施,而使得供应商或外包商忽视对医疗器械注册人告知义务的履行,从而增加医疗器械的风险。
三、聚醚醚酮(PEEK)注塑工艺
聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)是英国ICI公司于1977年开发成功,在20世纪80年代初期由Victrex公司实现商业化的一种高性能特种工程塑料。PEEK具有耐热等级高、耐辐射、耐化学药品腐蚀、耐蠕变,抗冲击性能、抗疲劳性能好等特点,在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料,成为当今最热门的高性能特种工程塑料之一。此外,PEEK材料具有良好的生物相容性,而且经过传统的蒸汽、γ-射线和环氧乙烷反复杀毒除菌后,均可保持其力学强度。在生理盐水的作用下,对耐磨性、光滑性和刚性等物理性能没有明显影响,而且溶胀率变化也很小。这些优良特性使其在医疗器械领域(如手术器械和口腔器械)广泛应用。
PEEK以4,4-二氟二苯甲酮、对苯二酚为原料,在碱式碳酸盐的催化下,以二苯砜为溶剂,通过亲电或亲核反应路径合成。合成的初步产物为含有灰分、催化剂、重金属离子、微生物等杂质和残留物的粗制粉片,此形态的PEEK材料的力学性能和生物学安全性均无法满足直接用于生产加工的要求,必须在受控的洁净环境下通过特殊的清洁净化程序和挤出造粒后才能得到同时具备出色的生物相容性和力学性能的可植入级PEEK颗粒。PEEK颗粒通常适用于注塑成型工艺,但成型工艺难度大,检测手段有限,并且模具开发投资较大,综合成本较高,以致于大部分传统医疗器械生产企业难以开展。
目前国内很多企业仍然倾向使用由PEEK颗粒经过再次挤出成型制成的棒材或板材等PEEK型材,通过数控机床的切削加工制成最终的可植入性医疗器械,但PEEK型材的生产工艺也很复杂,特别是对材料的结晶度和内应力的控制难度很大,目前基本依赖昂贵的进口材料。型材切削成型耗费的工时远超注塑成型并且会产生大量毛刺从而进一步增加了修整毛刺的工时;对于如弧度较大或有中空结构的产品,切削过程中会产生大量原材料的浪费,导致综合生产成本过高,并且有的复杂结构如界面螺钉的贯通全长内孔难以通过机加工实现;此外,机加工成型的产品,若对力学性能和加工公差要求较高,则须进行退火处理,让材料内部的应力充分释放,以防止出现应力变形或开裂。而在这个过程中,应力释放是否充分,将直接影响成品的力学性能。
采用注塑成型的加工方式可以完美解决PEEK型材机加工的诸多不足。注塑成型是一个涉及材料、模具、注塑设备、工艺参数等多方面因素的复杂加工流程,具有可以生产复杂结构的塑料制品的优势,通过更换成型模具,可以实现不同产品的生产,具有自动化程度高、生产效率高等特点,是现代制造业不可或缺的技术路径。而医用PEEK材料的注塑工艺相比较其它树脂材料,更是面临特殊的挑战:首先,可植入级PEEK材料本身具有工作温度高、流动性差、对于薄壁或细小部件填充困难,极易出现填充不良导致的气孔等缺陷,并且对此风险的检测手段有限;其次,PEEK材料粘度高,在注塑机塑化单元的螺杆搅拌剪切作用下易发生降解,并且易对螺杆造成严重损耗,需要频繁清理维护注塑机料桶和螺杆,以确保产品的生物安全性;再次,传统的工业注塑设备机器吨位大,开关机损耗大,生产过程中的烟气排放大、油污和粉尘污染严重,对洁净生产环境造成巨大挑战。这些问题都会严重影响到终产品的性能。
我公司专注于可植入级PEEK材料在运动医学、数字化齿科修复材料和个性化人体植入器材方面的应用,通过多年来不断的探索与改进,通过一系列对注塑机和辅助设备的适用性改造和对洁净环境的控制,有效解决了微小部件的填充缺陷问题并摸索出了一整套灵敏度和特异性很高的检测方法,同时,避免了材料在注射成型过程中的降解问题,并且无须频繁进行螺杆和料桶的维护清理,确保了在洁净受控的环境中进行注塑生产的质量可靠性和稳定性。通过对PEEK材料的洁净注塑工艺进行长期验证,我们确认了最佳的注塑工艺参数和过程控制方法,目前已有多个由我司特色的注塑成型工艺制成的PEEK产品获得了NMPA的上市许可,并且在临床使用中广泛赢得了医生的认可。未来,我们将持续优化、升级这一平台性技术,为运怡医疗跨赛道的发展战略提供强有力的技术支撑!