八、修改 个性化匹配产品应确定何种情况下需进行设计修改，确定设计修改工作涉及的设计流程，设计修改结果的验证和确认指标。 （一）个性化匹配骨植入物的设计修改 确定在何种情况下需要对骨植入物进行设计修改，并明确设计修改结果的确认复验的控制指标，双方需对设计修改过程中可能发生的可能发生的力学性能的改变以及对功能微结构的影响进行评估。 1.医方职责 如涉及到设计修改环节，医生需要在转化环节结束后对植入再次进行确认复验，同时要征询工程人员在转化过程中可能发生的力学性能的改变以及对功能微结构的影响。 2.工程师职责 （1）应明确因为设计修改而需要重新进行的设计、生产验证/确认工作。 （2）针对需要重新开展的工作，严格按照前述相应的流程和要求展开工作。特别注意要对加工制造过程的可行性进行验证，确保加工制造过程稳定、受控。 （3）应按照质量体系的要求对文件进行归档处理，确保工作的可追溯性。 3.医工交互内容 （1）确定植入物设计修改后终产品的接受指标，包括产品的制造精度、力学性能、表面改性要求、残余粉末清洗、灭菌要求等。 （2）设计修改过程应按照质量体系要求对文件进行归档，确保可追溯性。 （二）个性化匹配骨植入物配套工具的设计修改 确定配套工具设计修改工作的触发条件，明确设计修改结果的确认复验的指标。 1.医方职责 医生对配套工具的设计修改仍是关注设计修改后与植入物的匹配，以及使用过程中的性能。 2.工程师职责 参照个性化匹配骨植入物的设计修改中的工程师职责。 3.医工交互内容 参照个性化匹配骨植入物的设计修改中的医工交互内容。 九、更改 每一例产品的设计都要经历前述的设计开发评审、验证和确认的流程。若新产品相较于前序产品，主要功能、软硬组织固定方式的设计发生改变，或临床评价指标的累积数据趋势突破了预设可接受限，应重新分析前序已植入或已使用产品的风险，增加对前序病患的随访时点、随访内容、预防性的干预措施、再干预治疗，并将相关经验纳入后续新产品的设计开发。 （一）个性化匹配骨植入物的更改 1.医方职责 在个性化设计植入的应用随访过程中医生应适时与工程人员沟通交流前序植入物的应用随访情况，并将临床随访数据应用于后续开发设计的改进工作中。因个性化设计的临床数据量有限，更需要临床随访数据的反馈来提高植入物的精确度。 2.工程师职责 （1）应根据风险再评估的结果，确定因为变更而需要重新进行的设计、生产验证/确认工作。 （2）针对需要重新开展的工作，严格按照前述相应的流程和要求展开工作。特别注意要对加工制造过程的可行性进行验证，确保加工制造过程稳定、受控。 （3）应按照质量体系的要求对文件进行归档处理，确保工作的可追溯性。 （4）企业应设定风险再评价的程序与具体分析要点，并对再评价结果与采取的应对措施及影响结果进行记录，应将对历史病例的术后再干预列入临床确认方案中。 3.医工交互内容 （1）双方根据随访过程中存在的问题进行沟通，将随访问题及数据用于后续开发设计的改进工作中。 （2）确保对随访中发现的问题及改进工作的可追溯性。 （二）个性化匹配骨植入物配套工具的更改 1.医方职责 个性化匹配骨植入物配套工具的更改需要临床医生及时将术中操作过程中遇到的问题以及配套工具使用体会告知工程人员，不断提高配套工具的设计。 2.工程师职责 参照个性化匹配骨植入物的更改中的工程师职责。 3.医工交互内容 参照个性化匹配骨植入物的更改中的医工交互内容。 十、记录与留样 按照解剖部位与功能需求（尤其主应力区），将个性化匹配骨植入物划分为不同的产品族，分别进行设计开发文档的记录和存档，文件存储应严格按照设计开发的时间轴进行存储，避免未经授权的单方面改动。所有改动都不得删除或掩盖原存储内容，所有变更过程都应留下可复查轨迹。个体化匹配设计开发的数据量较大，且可能在医工交互过程中，随病情进展而循环往复进行设计修改或后续产品更改，并与临床长期累积风险的评价紧密相关，故而输入输出的数据及记录须确保可追溯性。同时，数据拥有者可能是多方和多时空分布的，数据的不可篡改性与信息安全性显得尤为重要，鼓励运用区块链等先进的分布式数据管理技术。 （一）个性化匹配骨植入物的记录与留样 植入物的设计开发过程中的原始影像数据、三维模型、有限元分析文件、设计开发文档等应严格按照时间轴进行存储，任何变更过程都应经医工双方核实并留下可复查轨迹。骨植入物的制造过程应有相应留样，留样可为相同完整产品或标准测试样块，任何进行台架力学实验的完整产品或标准测试样块都应有同批留样，禁止事后补制。 1.医方职责 留样环节中医生应全流程把控，首先从患者的影像学数据的获取备份以及设计过程中的所有CAD文件及其衍生数据等，包括打印的病理模型和未使用的备选植入物等，均应在医生参与的过程中留样保存，如留样记录中需医生签字。 2.工程师职责 （1）实际植入产品应在生产制造中有相应留样，生物力学及台架力学验证时，无论完整产品还是测试样块或原型，均应有同批留样，且不能事后进行补制。 （2）设计开发确认过程中所有阶段性统计分析结果，都应及时准确地记录于临床确认文档。 （3）应严格按照质量体系的要求对设计形成的文件进行管理，并采用诸如区块链等分布式数据管理技术，确保数据不可篡改性与信息安全性 3.医工交互内容 （1）双方共同对设计过程中确定植入物制造过程中原始影像数据、三维模型、有限元分析文件、设计开发文档等的变更进行核实。 （2）双方共同确定留样形式与留样数目。 （3）所有阶段性统计分析结果，都应及时准确地记录于临床确认文档，并确保医师、工程师、康复师、护师及统计师签字确认。 （二）个性化匹配骨植入物配套工具的记录与留样 配套工具的设计开发过程中使用的植入物和病患组织三维模型、设计开发文档等应严格按照时间轴进行存储，任何变更过程都应经医工双方核实并留下可复查轨迹。 1.医方职责 每次个性化手术结束后配套工具应与未使用植入物等同时留样保存。 2.工程师职责 参照个性化匹配骨植入物的记录与留样中的工程师职责。 3.医工交互内容 参照个性化匹配骨植入物的记录与留样中的医工交互内容。 十一、个体化匹配骨植入物及配套工具设计开发有限元分析注意事项 有限元分析是在设计开发中评估植入物在人体内的安全性和有效性的重要工具，对于个性化匹配骨植入物的有限元分析工作的开展，应参考以下内容： 1.明确有限元分析的对象、目的及分析结果的评价指标。 2.明确开展有限元分析所使用的软件系统。 3.描述有限元模型的建立依据，需明确指出所建立的有限元模型与实际骨植入物设计模型及其预期使用环境在关键要素上的一致性和差异。以上关键要素包括骨骼的几何模型、植入物几何模型以及有限元模型中的载荷、边界条件、材料属性、装配关系与接触定义。鉴于结构形态及功能差异，理论上每个病患每次定制设计的产品均应进行单独的有限元分析计算。若结构形态按解剖部位与产品功能区进行了足够细分，可以设定计算边界，简化一定设计范围内不同产品之间的迭代计算。 4.个性化匹配植入物的有限元建模： 几何模型：应指出有限元分析所使用的骨及植入物的几何模型与原始设计模型之间的差异及其原因； 材料属性：应明确植入物材料性能及其来源，若植入物为非均质材料或包含多孔部分，需提供详细的各部位材料力学性能及其获取方式。随着功能区划分的不同，骨填充区和骨结合区的多孔结构力学性能参数、主应力区表面处理对材料力学性能的影响，都会影响有限元分析的建模，包括软组织力学参数设定，这些都应在有限元分析方案中特别界定； 边界条件：应根据骨植入物及周围骨在人体内的受力及约束情况为有限元模型施加边界条件，应指出边界条件与实际情况之间的差异及其合理性； 接触属性：骨植入物的有限元分析通常包含植入物和周围组织两个部分，根据策划文件中的植入物固定方案，在有限元模型中确定各个组件间的接触属性，并叙述其与植入物固定方案之间的关联； 载荷：根据植入物的使用环境，为有限元模型施加载荷，需明确载荷施加的方式及载荷类型、大小，并叙述其与植入物使用环境的关联。应明确植入物或工具最大应力的判定方法。在应力模型中明确所设置的受力点、载荷分布，应确保能使分析中产品所受应力风险“大于”所有可能的实际工况加载风险。应规定“大于”的程度，明确评估方法和指标，至少应包括对最大主应力、应变与位移的分析。模型修正与分析应明确静态与动态力学加载工况。静态应明确载荷加载点与约束部位，动态应明确步态、体态等运动状态载荷的变化及施力点； 单元类型和网格尺寸：应对模型的网格质量进行检查，避免网格划分的失真；应检查有限元模型的网格的收敛性。通过对同一模型不同网格密度的计算结果进行对比，证明所使用的网格密度的收敛性。如果运用了模型简化方法，应在建模前预先明确其合理性。网格划分应明确对几何自由边和硬点的清理规则，避免网格划分的失真。体单元网格质量应明确尺寸（长宽比、偏斜度、角度、雅可比，等等）和边界范围。规定产品与骨、产品组件间接触区域、孔、角、螺纹等局部特征的网格加密方式，网格收敛的应力变化限度。对多孔区与网格区的精细划分，建议运用对实物样件的X射线显微CT检测结果，保障模型仿真的准确性，与对孔隙结构缺陷的辨识。 5.有限元模型需经过验证才能证明其有效性，验证的方式包括常识性判断、与实际物理实验结果对比或与类似产品的研究报告对比等。有限元分析方案应根据计算精度设置计算时间步长，应经多次试算和两种以上方法进行结果评估，规定网格收敛性与应力集中的结果偏离限度，以及对调整模型参数与位移边界的限定。模型参数至少应包括单元数量、尺寸、材料属性。 6.有限元分析的结果，均应经所设计植入物或工具的动静态力学实测验证，所以应规定测试所需要的样本量。对耗时较长、可能延误定制产品及时交付使用的疲劳测试，应明确触发新的实际测试的条件，应明确既往经疲劳试验验证的有限元分析模型可涵盖的最大主应力、应变、位移、边界条件、应力/应变分布的范围。若新的个体化匹配产品设计突破此范围，应开展新的疲劳试验。 7.有限元分析的报告应按照预定的格式，按照上述要求叙述建模、验证过程及其合理性，并根据预期评价指标对分析结果进行呈现，呈现形式包括整体、组件和骨骼端的应力/应变分布变化云图、数值曲线等。 十二、参考文献 1.《医疗器械监督管理条例》（中华人民共和国国务院令第680号） 2.《医疗器械注册管理办法》（国家食品药品监督管理总局令第4号） 3.《医疗器械生产质量管理规范》（国家食品药品监督管理总局公告2014年第64号） 4.《无源植入性医疗器械产品注册申报资料指导原则》（食药监办械函[2009]519号） 5. YY/T 0316-2016《医疗器械风险管理对医疗器械的应用》 6. YY/T 0287-2017《医疗器械 质量管理体系 用于法规的要求》 附录：1.个性化匹配骨植入物及配套工具设计的通用流程 2.颌面（上颌、下颌）植入物及配套工具设计开发医工交互流程 3.颅（颅面、颅）植入物及配套工具设计开发医工交互流程 4.肩关节（肩胛骨、肱骨、锁骨）植入物及配套工具设计开发医工交互流程（需求到输入） 5.胸肋骨植入物及配套工具设计开发医工交互流程（需求到输入） 6.脊柱植入物及配套工具设计开发医工交互流程图（需求到输入） 7.骨盆植入物（非髋关节）及配套工具设计开发医工交互流程（需求到输入） 8.膝关节植入物及配套工具设计开发医工交互流程 9.髋关节植入物及配套工具设计开发医工交互流程 10.足踝关节植入物及配套工具设计开发医工交互流程图（需求到输入） 11.四肢创伤内固定植入物及配套工具设计开发医工交互流程图 |
