1.1固位假体的设计开发 固位假体主要用于在自体骨移植重建下颌骨病例中，精确恢复下颌骨的复杂解剖结构、外形和生理功能；还可用于下颌骨骨折或正颌外科术中精确控制并固定各骨段位置。固位假体的设计应考虑到“应力遮挡”效应，对于萎缩性下颌骨等存在明显力学薄弱区的病例，应当适当增加假体的弹性模量，促进下颌骨生长整合。对于正颌外科等下颌骨无明显力学薄弱区的病例，应当尽可能使假体的弹性模量与下颌骨弹性模量接近，达到“应力共享”，促进下颌骨改建。对于“应力遮挡”式假体，为避免长期应力遮挡引起骨吸收，可以建议患者及术者在术后根据临床情况对假体进行拆除，一般为6-12个月内拆除。对于“应力共享”式假体，可以终身留置体内。 1.2替代假体的设计开发 3D打印下颌骨替代假体主要用于下颌骨节段性缺损未行骨移植修复的病例，假体代替下颌骨缺损区域，并承担全部应力。与常规下颌骨重建术一致，设计时应关注体部四段式与支体成形的角度。鉴于在目前的技术手段下，此类假体常常出现假体断裂、外露等术后并发症，建议临床警示其仅用于临时（一般为1-2年）修复下颌骨节段性缺损。 1.3填充假体的设计开发 3D打印下颌骨填充假体主要用于下颌骨连续性存在的下颌骨畸形整复，假体填充下颌骨体积缺陷区域，改善下颌骨外形。此类假体几乎不承担应力，终身留置体内。假体的设计应充分考虑体积、质量、材料惰性以及材料固位方式等。如需使用接骨板、接骨钉固定，还需考虑不同材料接触界面的腐蚀等理化特征。 1.4应急方案 注册申请人应当制定完善的安全防范措施和风险控制计划，发生严重不良事件等紧急情况时，立即启动应急预案，采取防范控制措施，及时处置。如术中发现定制式假体不能满足临床需求，可采用已上市的标准化产品代替，如重建板、小型钛板等。 1.5明确影像数据提取、处理与建模的细节，明确对组织固位、螺钉固定、曲面设计、实体设计、植骨槽设计、实体与非实体部分的过渡、髁突处理（确保处于关节窝内）、颌间关系控制、预期牙列缺损/缺失整复、咬合关系的设计原则。 2.设计开发的验证 方法可以包括制作试样、设计评价、三维计算机模拟（有限元分析等）、临床信息对比等，设计评价和临床信息对比内容应明确检测设备的评估方案和对比分析，比如设计数据和缺损区域数据的对比分析、设计数据和生产产品的结构检测数据对比分析、生产产品的结构检测数据和缺损区域数据对比分析、生产产品的结构检测数据和临床手术前缺损区域数据对比。 3.材料表征 结合材料属性和工艺流程，分别表征打印前、打印后和终产品材料的化学成分和组成、微观结构、力学性能（粉末除外）等，明确各项性能指标及其接受限值。 3.1材料表征过程的规范性。不同的材料属性的表征方法不同，应明确针对哪些材料属性采用了什么表征方法。针对相应的表征方法和设备，应当明确测定或分析的标准流程、经过培训的专业测试人员、所采用设备的名称、型号及参数设定、测定或分析的条件。测定或分析后应对结果进行解释说明，并形成规范的材料表征报告，并由测试人员和审核人员签章存档。材料表征报告应当完备，细节陈述充分。 3.2材料表征的针对性。当前市场有多种生物材料用于植入性骨的增材制造，如PEEK和钛合金，针对不同材料属性应有相应的表征方法。针对增材制造工艺的不同，应明确工艺条件并提供相应完备的材料表征报告。 3.3材料的力学性能表征。材料的力学性能表征包括3D打印后经后处理的材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度和疲劳等。在此基础上需要明确材料的弹性模量、泊松比、弹塑性应力应变关系等。材料力学性能的测定应当明确温度、湿度、测定装置及条件、试样数量等，试样的数量不能少于5个。材料力学性能表征应采用符合下颌骨的力学载荷条件，并明确测定边界，考虑最差情况的材料力学性能表征。力学试样的设计规范应参考国家金属材料力学试样相关标准。 3.4多孔结构的材料力学性能表征。由于患者匹配下颌骨假体多孔结构设计的差异性，导致了产品材料力学性能的改变，应针对不同多孔结构的设计单元进行材料力学性能的测定。若能界定最差情况的多孔结构，可以仅对其进行测定。 4.产品结构和机械性能 4.1产品的结构表征 产品的结构表征须对产品的表面质量、尺寸精度进行检测。对于多孔结构，需要采用体视学方法、Micro-CT等方法表征3D打印多孔结构，明确关键特征参数，如孔单元形态、孔径大小及其分布、丝径、孔隙率、平均孔隙截距、孔隙渐变梯度、内部连通性、多孔结构的厚度等。 产品的结构表征也应当有规范的方法、操作流程和完备的表征报告控制结果的可靠性。以Micro-CT表征多孔结构为例，表征过程需要专业人员，并明确采集设备的名称、型号以及扫描方向、层厚、分辨率、视野、电压电流、能量等参数符合要求。专业人员须对采集的数据准确性进行验证评估，明确结构表征的精度范围。 4.2产品的机械性能 4.2.1性能测试 根据医疗器械的材料属性和预期用途，应进行产品动静态力学性能测试，如刚度、屈服强度、极限强度、弹性模量、压缩强度、蠕变/粘弹性、疲劳和磨损等。3D打印下颌骨假体可以采用与传统制造工艺产品相同的测试方法，可根据产品适用的相关指导原则、标准要求确定需要的功能试验项目、试验方法，与连接人体与假体的组件（如螺钉）共同进行测试。机械测试性能试验采用满足治疗预期的模型进行测试，测试条件应与产品预期使用部位和预期用途相适宜。根据下颌骨假体固位、替代和填充功能的不同，对假体进行针对性的性能测试，并分别明确接受标准或范围。所有检测项目应建立规范的方法、操作流程和完备的检测报告。 应使用等效模型进行机械试验。等效模型应为与申报产品经过所有相同的打印、打印后处理、清洗、灭菌等工艺步骤，且满足临床预期的结构和尺寸。提供等效模型确定的合理性论证，如使用3D计算机模拟（例如有限元分析）等方法。详细内容可参考相关指导原则。 对于安全性最差、有效性存疑最大的极端产品，也应进行相应的机械性能测试。 下颌骨假体中“固位假体”的测试结果应与传统接骨板钉系统的力学结果做对比。 4.2.2模拟论证 数值模拟需对建模方法进行合理性论证，应采用规范的方法、操作流程和完备的论证报告。有限元分析是最常用的方法，应明确材料的本构关系、产品的装配关系、网格参数、边界条件、部件间的相互作用关系、输出参数等，确定有限元模型的可靠性。有限元分析应对采用的材料本构关系、力学承载边界条件的合理性进行论证评价。对于多孔结构的植入物，应采用相应的材料属性。有限元分析的建模、分析、结果评估及输出、报告编写须符合GB/T 33582-2017《机械产品结构有限元力学分析通用原则》。3D打印下颌骨假体应注意分析螺钉与假体结合界面的应力分布，将三种类型的假体分别进行论证。 基于有限元分析进行功能性评价，有限元建模和分析等均须符合相关标准或指导原则。针对机械性能试验测试情况，建立等效的有限元模型对有限元分析进行论证。有限元分析的优势在于对产品设计多参数的评价和产品植入后长期功能的预测评价，减少试验测试的次数，提高时效性。因此，对产品的一些机械性能的评价，实验手段无法实现或多参数测试的时间及费用成本太高，在有限元方法论证的基础上，应采用有限元模型进行充分分析评价。针对植入物与骨/软组织的连接界面，植入物固定孔的分布、数量、位置和形状应通过有限元分析进行评价。 4.2.3机械性能的测试评估条件 下颌骨假体机械性能的测试和论证评估应考虑符合下颌骨体内生理活动的力学环境条件，包括假体使用的环境、肌肉骨骼的力学作用（如咀嚼、磨牙等动作产生的疲劳载荷）和骨质情况，这些条件都对测试评估的结果有影响，产品机械性能的测试应符合临床患者使用的情况，采用满足治疗预期的至少原则模型进行测试评估。同时，产品的机械性能应明确其临床使用的适用条件和容错范围。评估的条件在做不到精确具体的个性化的情况下，机械性能测试结果应满足统计学意义，提供各项力学测试的标准差及极值，并考虑最差使用情况下力学环境条件。 最差情况的测试应考虑产品结构设计的最差情况、制造工艺的最差情况、体内使用力学环境的最差情况，针对不同的情况进行相应的测试评价。 最差情况的选择应结合产品材料属性测试和有限元模拟等生物力学分析。如必要时，可通过对抗压能力、抗拉能力、抗扭转能力、抗侧弯能力的测试，获得有限元分析所需的材料属性参数。 5.生物相容性 申报产品的生物相容性评价应按照GB/T
16886.1-2011《医疗器械生物学评价第1部分：风险管理过程中的评价与试验》中的系统方法框图及《医疗器械生物学评价和审查指南》（国食药监械〔2007〕345号）中的审查要点进行风险评价，在缺乏相关数据时，应对3D打印后材料进行必要的生物相容性试验。鉴于3D打印下颌骨假体常常具有多孔结构和随之而来的金属离子析出风险，应采用表面体积浸提比进行浸提，并采用最长的浸提时间。同时应考虑在模拟体液和体内应力环境下的动静态长期腐蚀（例如组件间微动腐蚀）的影响，建议使用动态机械性能测试后的样品进行浸提，但应注意排除性能测试引入杂质的干扰。 |
