文/Nypro公司Stephen Costa

如果你想進入醫(yī)用成型領域，那么全球醫(yī)用成型商Nypro公司所提供的“4個E”將會成為你的第一手指導。

醫(yī)療器械制造商的競爭和監(jiān)管要求需要他們與注塑成型商合作，以此可以為他們的設計和制造帶來合適的環(huán)境、設備、工程材料和員工?！?個E”涵蓋了重要的評估標準，醫(yī)療器械制造商通過這些標準在注塑成型商和其他塑料加工商當中確定并衡量他們的合作伙伴。每個E的標準定義如下：

1.環(huán)境（Environment）：包括潔凈室和非潔凈室，以及質量和法規(guī)要求，如cGMP、ISO 13485、ISO 9001和批次的可追溯性。

2.設備（Equipment）：涵蓋注塑機械、模具、機械手和裝配自動化。

3.工 程 材 料（Engineering Materials）：包含具有挑戰(zhàn)工藝要求的非通用塑料，包括供應批次控 制、USP VI級、BSE/TSE和10993合規(guī)性。

4.員工（Employees）：包括高技能人員，他們使用技術先進的模具、設備和工藝來支持復雜的模具和裝配驗證。

“4個E”代表的不僅僅是醫(yī)用成型商的評估標準。在許多方面，它們定義了更高的性能標準，使這些注塑成型商脫穎而出，并使其符合醫(yī)用器械制造的嚴格要求。

有時候，醫(yī)用零部件的組裝必須在潔凈室中進行。這是一個典型的Nypro ISO 8組裝潔凈室

環(huán)境

與他們所服務的行業(yè)一樣，醫(yī)用成型商在高度規(guī)范、高質量的環(huán)境中運作，這往往涉及在需要特殊空氣過濾系統(tǒng)的潔凈室中生產產品。是否使用潔凈室取決于制造過程中所需要的空氣清潔度——隨空氣中顆粒物大小和數(shù)量的變化而變。

為確?？諝馇鍧崳瑵崈羰乙揽堪惭b在天花板上的HEPA過濾器,空氣通過天花板進入房間，并向下掃到墻壁底部，從靠近地板的管道排出。氣流是層流，從上到下，使顆粒物一直漂浮在空氣中，造成污染。

有各種不同的潔凈室分類，每個分類都指明一立方體積的空氣中可允許的顆粒物大小和數(shù)量。潔凈室的分類還決定了空氣完全更換的頻率。在典型的25 000 ft2（約2 325 m2）的ISO 8潔凈室中，整個房間的空氣量更換超過20次/h。當然，HEPA過濾器需要更換，潔凈室需要定期清潔。醫(yī)用成型商根據描述這些和其他要求的嚴格文件化程序進行操作。

例如，員工必須遵循具體的穿衣程序。穿著從上到下完成，首先是頭發(fā)/胡須網，然后是外衣、褲子和鞋套。長凳分隔“干凈”和“臟”的兩側，以便員工的鞋不會污染地板。珠寶首飾必須完全被覆蓋或移除。聽力保護、安全眼鏡和手套也是必須要戴的。

大多數(shù)的成型潔凈室均通過ISO 8標準認證。Nypro公司的成型潔凈室全部通過ISO 8認證，而用于裝配的潔凈室則采用ISO 8或ISO 7標準，后者是一種更嚴格的標準。如果一個項目需要潔凈室制造，則客戶的質量規(guī)格將顯示ISO等級。在醫(yī)用成型中，遵循書面文件和程序尤為重要。

當醫(yī)用器械設計人員不確定成型產品是否需要潔凈室生產時，美國食品藥物管理局（FDA）的器械分類可能會有所幫助。

例如，I類醫(yī)用器械可能不需要潔凈室成型，因為它們具有最低的風險水平，并且遵循最低的監(jiān)管控制。這些簡單器械的例子包括彈性繃帶、牙線、牙線盒和牙刷。II類醫(yī)用器械具有中等復雜性，但風險較高。因此，它們要進行更嚴格的監(jiān)管控制，以確保它們安全有效。

大多數(shù)（但不是全部）的II類醫(yī)用器械都是在ISO 8級潔凈室中成型或組裝的。在潔凈室中成型的醫(yī)用部件包括哮喘吸入器和自動注射器筆。不需要潔凈室生產的II類裝置包括避孕套和妊娠檢測試劑盒。

III類醫(yī)用器械最復雜且風險最高，因此需要實施最嚴格的監(jiān)管控制。例子包括植入式起搏器、連續(xù)葡萄糖監(jiān)測儀和其他植入物，它們通常都是在潔凈室中成型和組裝，以最大限度地減少空氣中顆粒物污染的可能性。

總之，維持這些高度管制和質量密集的環(huán)境所需要的成本和步驟會成為進入醫(yī)用成型的主要障礙，并且這使其操作與常規(guī)的工業(yè)成型商絕然不同。建立質量管理體系（QMS）以滿足FDA對21 CFR 820合規(guī)性、cGMPs和ISO 13485認證的要求是非常昂貴的。它可能還需要雇用另外的質量人員。

Nypro的一個典型的ISO 8成型潔凈室

維持認證和合規(guī)性也可能具有挑戰(zhàn)性。ISO注冊服務機構定期進行審核，客戶進行持續(xù)審核，并由FDA定期進行審核。質量文件開始于進貨檢驗，同時獲得材料的分析證明（COA）作為設備歷史文件（DHF）的一部分。批次記錄必須保存好幾年，并且必須提供完整的可追溯性。

醫(yī)用成型商還需要統(tǒng)計過程控制（SPC）圖以及關鍵和過程敏感尺寸的驗證檢查。所有的模具和裝配自動化必須經過驗證并通過嚴格的安裝鑒定、操作鑒定和性能鑒定（IQ / OQ / PQ）過程。完整記錄的報告包括首件檢查（FAI）和過程能力結果，這些需要客戶的批準以用于生產準備就緒。

設備

毫不奇怪，醫(yī)用成型設備必須經過嚴格的安裝認證程序。確認正確的設置對于合規(guī)性、質量、安全和成本控制至關重要。大多數(shù)的注塑機全部安裝在ISO 8潔凈室內。醫(yī)用成型商還必須識別和記錄他們的設備以支持日常的過程審核。

Nypro公司的大部分注塑機都配備了機械手，它們可以自動脫模成品部件以確保部件保持清潔且完好無損。這些機器安裝的機械手還通過確認部件脫模和防止模具在部件未脫模時關閉來提供模具保護。

注塑機可以是電動也可以是液壓的。由于電動機型所需的電力僅是液壓設備的40%～50%，因而可幫助醫(yī)用成型商降低制造成本。然而，液壓設備仍然更適用于一些較大噸位、薄壁產品的應用。

在醫(yī)用成型領域，不管是電動還是液壓注塑機，必須都是閉環(huán)系統(tǒng)，而且需具有精確的注射和合模移動。今天，許多醫(yī)用器械都包含帶有復雜、多功能幾何形狀的小部件。這需要具有復雜動作或模具移動的注塑模具。

用于醫(yī)用成型的模具可以有多達128個型腔。它們包括熱流道或冷流道、單注射或雙注射的模具設計。由于模具驗證耗時且昂貴，因此模具必須按照高質量標準進行制造，以達到數(shù)百萬次的周期循環(huán)。為了獲得最佳的效果，它們用高質量鋼材制成，如420不銹鋼、H13或S7。

一些醫(yī)療應用禁止使用鍍鎳部件，另一些應用則不允許使用直接與塑料部件接觸的鈹銅部件。用于血液診斷的微量滴定板就是一個很好的例子，因為鈹銅可能會干擾塑料孔內抗原的結合并影響診斷結果。另一個例子是接觸血流或藥物的成型表面，該成型表面由可傳遞鈹銅小顆粒的模具組件形成。

材料處理也是醫(yī)用成型商非常重要的考慮因素。使用錯誤材料造成的污染代價高昂。如果成型商沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，那將是一個更大的問題。醫(yī)用成型商需要控制措施來避免作業(yè)之間的交叉污染，即采用嚴格的生產線清理程序和頻繁的過程審核。

通常，材料處理是在潔凈室外進行。如果需要，材料應從蓋洛德容器真空轉移到干燥器中，然后再真空轉移到注塑機料斗中。

正確的材料處理也有助于防止黑斑污染。通常情況下，塑料零件質量計劃和客戶的質量規(guī)范規(guī)定了黑斑容許極限。大多數(shù)但不是全部的醫(yī)用產品都要求采用100%的純料。當存在污染風險或力學性能損失時，不允許使用回用料。避免使用回用料也可以減少黑斑的存在。

高技能工人是成功的醫(yī)用成型企業(yè)的一個重要組成部分。圖中一名Nypro公司員工操作著一臺復雜的裝配機器

工程材料

許多醫(yī)療成型應用使用高性能工程材料來提高醫(yī)用器械的性能。這些材料可能含有特殊添加劑，如用于低摩擦系數(shù)和低滑行力性能的PTFE（含氟聚合物）或硅樹脂。

與通用材料相比，工程材料難以加工，加工窗口更窄。因此，驗證要求記錄材料的熔體流動指數(shù)（MFI）并確保該值在規(guī)定的范圍內。

Nypro公司要求每批材料都要有材料分析證書（COA）或合格證書（COC），以獲知材料的熔體流動指數(shù)和填料含量。該公司會在進貨檢驗和使用前檢查每批材料的證書。這些材料的批號成為DHF的一部分，并為成型部件中所使用的材料提供可追溯性。對于箱子級別可提供可追溯性解析。

在工程材料中，添加劑如油和填料是按百分比控制的。為了確保穩(wěn)定一致的加工和成型部件的性能，醫(yī)用成型商必須規(guī)定和記錄非替代協(xié)議。工程材料還必須符合諸如USP Class VI（美國藥典生物兼容性）、ISO 10993生物相容性和BSE / TSE（bovine-free compliance，無牛合規(guī)性）的限制或規(guī)定。

當使用大量的著色材料時，Nypro會購買預著色的或混有顏色的材料。少量的著色材料在Nypro通過顏色濃縮物被混合。帶填料的材料通常在材料供應商處預混合。

員工

最后同樣重要的是，高技能員工是醫(yī)用成型商為了成功必須具備的“4個E”之一。經理、工程師、技術人員、檢查員和操作員必須知曉和理解當前針對醫(yī)用成型和組裝的良好操作規(guī)范（cGMP），并謹慎小心地工作以確保高質量和合規(guī)性。

醫(yī)用模具的復雜性和廣泛的驗證需要高技能水平。一般來說，醫(yī)用成型員工的薪資要高于常規(guī)/工業(yè)成型商的員工。

期望從事醫(yī)用器械制造的成型商必須認識到該行業(yè)所面臨的內在挑戰(zhàn)和成本。如果不投資于適當?shù)沫h(huán)境、設備、工程材料加工知識和技術高超的員工，那么成型商一定無法滿足醫(yī)用器械制造商的嚴格要求。醫(yī)用成型的這些關鍵基本要素可以在醫(yī)用器械制造的成功與失敗之間產生差別，并帶來新的機會。