《《醫(yī)用增材制造 光固化成形工藝控制和確認(rèn)要求》》

Q/LB.□XXXXX-XXXX醫(yī)用增材制造光固化成形工藝的控制和確認(rèn)要求范圍本文件規(guī)定了醫(yī)用增材制造光固化成形技術(shù)中包括立體光固化成形法（StereolithographyApparatus，SLA）、數(shù)字光處理（DigitalLightProcessing,DLP）和LCD光固化成形（LiquidCrystalDisplayStereolithography,LCD-SL），工藝過程確認(rèn)和常規(guī)控制的要求。涉及其他固化成形技術(shù)時，本文件的相關(guān)內(nèi)容可作為工藝控制和確認(rèn)過程的參考，但其適用性應(yīng)由本文件的使用者進(jìn)行判斷。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T35021增材制造工藝分類及原材料GB/T35351增材制造術(shù)語YY/T0287醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系用于法規(guī)的要求術(shù)語和定義GB/T35021、GB/T35351、YY/T0287界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。光固化（Stereolithography）通過光致聚合作用選擇性的固化液態(tài)光敏聚合物的增材制造工藝。

安裝確認(rèn)（installationqualitation，IQ）有客觀證據(jù)支持，即正確地考慮到所有符合廠商規(guī)格的過程設(shè)備和輔助安裝系統(tǒng)的主要布置和設(shè)備供應(yīng)商的說明。運(yùn)行確認(rèn)（operationqualification，OQ）提供客觀證據(jù)證明過程控制極限和不同控制條件下的產(chǎn)品或結(jié)果滿足預(yù)定要求。

性能確認(rèn)（performancequalification，PQ）有客觀證據(jù)支持，即在預(yù)期條件下，過程連續(xù)地產(chǎn)出符合所有預(yù)定要求的產(chǎn)品。立體光刻技術(shù)（StereolithographyApparatus，SLA）光固化成形技術(shù)的一種，是利用紫外激光作為光源，通過旋轉(zhuǎn)反射鏡精確控制激光光斑掃描截面輪廓，完成一層固化后再固化下一層，這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實(shí)體。數(shù)字光處理（DigitalLightProcessing，DLP）光固化成形技術(shù)的一種，是直接使用紫外投影儀作為光源，通過數(shù)字振鏡器件（DMD）控制投射的光來工作。每次投影一層并固化一層的光敏樹脂，層層疊加構(gòu)成一個三維實(shí)體。數(shù)字振鏡器件（DigitalMicromirrorDevice，DMD）是一種整合的微機(jī)電上層結(jié)構(gòu)電路單元，利用COMSSRAM記憶晶胞所制成。DMD上層結(jié)構(gòu)的制造是從完整CMOS內(nèi)存電路開始，再透過光罩層的使用，制造出鋁金屬層和硬化光阻層交替的上層結(jié)構(gòu)。DMD是DLP技術(shù)中的核心部件。LCD光固化成形（LiquidCrystalDisplayStereoLithography，LCD-SL）光固化成形技術(shù)的一種，是使用液晶顯示面板將光源發(fā)射出的光線選擇性地通過透明離型結(jié)構(gòu)投射到光敏樹脂上完成一層固化，層層疊加構(gòu)成一個三維實(shí)體。通則人員應(yīng)規(guī)定實(shí)施和滿足本部分要求的職責(zé)和權(quán)限，職責(zé)應(yīng)按照YY/T0287的適用條款分配給有能力的人員。人員包括但不限于技術(shù)、生產(chǎn)和質(zhì)量管理部門的負(fù)責(zé)人和操作人員、增材制造設(shè)備操作和維護(hù)人員、參與產(chǎn)品設(shè)計和醫(yī)工交互的臨床醫(yī)師、參與醫(yī)工交互的設(shè)計工程師、設(shè)備制造商、原料供應(yīng)商等。人員通常由具有獨(dú)立質(zhì)量管理體系的多個組織組成，各組織的職責(zé)和權(quán)限應(yīng)加以規(guī)定。一般包括設(shè)備制造商、臨床機(jī)構(gòu)、增材制造產(chǎn)品生產(chǎn)商。各組織宜制定相關(guān)人員的培訓(xùn)要求，如：從事光固化成形的生產(chǎn)人員，應(yīng)接受光固化成形技術(shù)和材料相關(guān)專業(yè)知識的培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容包括但不限于光固化成形設(shè)備及輔助設(shè)備的操作、維護(hù)、校準(zhǔn)、軟件使用、安全防護(hù)、原材料處理、數(shù)據(jù)處理、異常情況處理等，掌握本崗位相關(guān)的技能，具備相關(guān)設(shè)備操作能力和故障辨識、糾正能力。從事光固化成形的檢驗(yàn)人員，應(yīng)按照檢驗(yàn)人員上崗要求接受相關(guān)培訓(xùn)，對產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程當(dāng)中的質(zhì)量控制點(diǎn)能夠進(jìn)行檢驗(yàn)并判定檢驗(yàn)結(jié)果，同時應(yīng)當(dāng)經(jīng)單位授權(quán)部門考核認(rèn)可。針對定制式光固化成形醫(yī)療器械，臨床機(jī)構(gòu)參與產(chǎn)品設(shè)計的臨床醫(yī)師，應(yīng)具有進(jìn)行相應(yīng)產(chǎn)品臨床使用的從業(yè)資質(zhì)，接受定制式光固化成形醫(yī)療器械相關(guān)知識的培訓(xùn)，培訓(xùn)后不僅能提供正確的設(shè)計需求，同時還能判定最終器械能否滿足臨床需要，具備臨床認(rèn)知的能力。設(shè)備設(shè)備的驗(yàn)收應(yīng)按照設(shè)備廠家提供的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)或供需雙方協(xié)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，合格后方能使用。操作者應(yīng)根據(jù)光固化設(shè)備的使用說明書制定維護(hù)保養(yǎng)計劃，維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容按設(shè)備廠商使用說明書或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行（詳見8.1）。應(yīng)定期對設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。維護(hù)或校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)如實(shí)記錄，記錄的保存時間按設(shè)備廠商使用說明書要求（詳見8.1）。環(huán)境安裝設(shè)備的場地應(yīng)具備良好的溫濕度、通風(fēng)、照明條件。有特殊要求的光固化成形醫(yī)療器械（如最終以無菌狀態(tài)交付的產(chǎn)品）的廠房與設(shè)施，可按《醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》及相關(guān)附錄的要求執(zhí)行。原材料光敏樹脂原料的牌號和化學(xué)成分應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。應(yīng)該對原材料光敏樹脂建立質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，明確性能指標(biāo)的要求及檢驗(yàn)方法。應(yīng)明確光敏樹脂原料安全標(biāo)準(zhǔn)（如提供原料安全數(shù)據(jù)表），原料應(yīng)能保證最終成品能夠滿足生物相容性要求，可參照GB/T16886系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。光敏樹脂原料的貯存應(yīng)按照粉末、液體等性狀，根據(jù)供應(yīng)商提供的環(huán)境條件要求執(zhí)行。應(yīng)采取必要措施防止樹脂在使用、貯存、運(yùn)輸、清理等過程中被污染，或發(fā)生化學(xué)危害。需重復(fù)使用的樹脂，應(yīng)符合相關(guān)質(zhì)量要求。工藝過程（見圖1）光固化成形工藝過程三維數(shù)模設(shè)計：通過三維CAD軟件或三維掃描等方式構(gòu)建三維模型。模型前處理：獲得切片輪廓數(shù)據(jù)模型和制造工藝文件。固化成形：利用增材制造設(shè)備通過光致聚合作用選擇性地固化液態(tài)光敏聚合物，得到三維實(shí)體。后處理：去除支撐、二次固化等。文件和記錄應(yīng)制定光固化成形工藝過程確認(rèn)、常規(guī)控制和產(chǎn)品放行程序。所形成的文件和記錄應(yīng)由指定人員進(jìn)行審核和批準(zhǔn)（見4.1.1）。文件和記錄應(yīng)按照YY/T0287的適用條款進(jìn)行控制。確認(rèn)安裝確認(rèn)光固化成形增材制造設(shè)備的安裝環(huán)境需滿足如下要求：裝備應(yīng)設(shè)置在相對獨(dú)立的區(qū)域，明確環(huán)境溫濕度、清潔、通風(fēng)的要求，能對環(huán)境進(jìn)行控制和監(jiān)測。光固化成形設(shè)備對環(huán)境有很高的要求，推薦的環(huán)境要求指標(biāo)如下：環(huán)境溫度：22℃~26℃；相對濕度：不大于40％；防塵；環(huán)境光照無波長＜450nm的紫外光。確認(rèn)系統(tǒng)的硬件已正確安裝并可正常運(yùn)行，確定各裝置的安裝與圖紙的一致性；設(shè)備可按照設(shè)定參數(shù)正常運(yùn)行。機(jī)械模塊：結(jié)構(gòu)組件按照圖紙要求安裝，升降和涂覆結(jié)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，無異響；光學(xué)模塊：光學(xué)器件按照圖紙要求安裝，通電后光學(xué)器件啟動和參數(shù)修改正常；控制模塊：運(yùn)動軸、投光系統(tǒng)、報警系統(tǒng)在設(shè)定的參數(shù)或在參數(shù)閾值下正常運(yùn)行。應(yīng)進(jìn)行公用工程的確認(rèn)，如備用電源、氣泵、水處理設(shè)備等。安裝確認(rèn)的支持文件應(yīng)包括光固化成形增材制造設(shè)備及其附屬設(shè)備或系統(tǒng)的描述、原始采購訂單、裝箱清單、安裝圖紙、使用說明書、電氣圖紙、維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程等。運(yùn)行確認(rèn)根據(jù)實(shí)際使用用途，應(yīng)對設(shè)備的基本功能進(jìn)行確認(rèn)。設(shè)備基本功能可包括但不限于：自動功率校正：確保做件功率的自動校正；光源控制：確保光源的通斷正常；急停保護(hù)：確保設(shè)備遇異常緊急保護(hù)；故障清除：確保設(shè)備異常報警快速處理；開門檢測：確保設(shè)備打印符合安全規(guī)范；樹脂加熱：確保樹脂處于良好的流變狀態(tài)，明確黏度范圍；做件監(jiān)測：確保實(shí)時了解設(shè)備做件狀態(tài)；一鍵啟動：確?？焖匍_啟設(shè)備；一鍵打?。捍_保打印文件導(dǎo)入后直接點(diǎn)擊打?。粩嚯娎m(xù)打：確保斷電后再上電能繼續(xù)打??；設(shè)備狀態(tài)顯示：通過狀態(tài)燈快速識別設(shè)備狀態(tài)。應(yīng)對設(shè)備的自保護(hù)功能進(jìn)行確認(rèn)。光源安全：非工作或工作狀態(tài)，光源長時間照射達(dá)到設(shè)定時長會自動關(guān)閉。加熱保護(hù)：樹脂加熱到設(shè)定溫度后自動停止加熱（如適用）。限位保護(hù)：設(shè)備誤操作或到達(dá)極限位置會自動報警。斷電保護(hù)：設(shè)備斷電自動防止重要器件燒壞。應(yīng)使用適當(dāng)?shù)姆勰┎牧稀⒊尚慰刂栖浖钶d的針對該粉末材料的標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)設(shè)置來實(shí)施運(yùn)行確認(rèn)，以證明該設(shè)備能夠達(dá)到設(shè)備規(guī)范中規(guī)定的性能參數(shù)和運(yùn)行極限的能力。應(yīng)分析光固化成形增材制造設(shè)備記錄的每爐次的傳感器數(shù)據(jù)，形成報告。做件記錄中記錄功率值、液位位置、刮刀位置、做件時間等。性能確認(rèn)應(yīng)首先利用光固化成形增材制造設(shè)備成形試樣，并評估其性能是否滿足設(shè)計要求。打印尺寸精度建議要求（精度測試樣件）：SLA：L≤100mm時，X、Y方向尺寸誤差均不大于±0.1mm；L＞100mm時，X、Y方向尺寸誤差均在±0.1%×L內(nèi)；DLP：80%以上的掃描點(diǎn)，X、Y方向尺寸誤差均在±0.05mm范圍內(nèi)；LCD-SL：誤差在±0.1mm范圍內(nèi)的表面占比≥96%（正畸代型和修復(fù)體模型）。打印質(zhì)量（表面質(zhì)量樣件）：成形樣件表面光滑，無明顯紋路，無缺損、分層、錯層。幅面一致性（置信度測試樣件）：在X、Y、Z三個方向的置信度均應(yīng)不小于80%。對試樣應(yīng)進(jìn)行性能評估以證明光固化成形增材制造過程的有效性和再現(xiàn)性。一般選擇的試樣包括表面質(zhì)量樣件（見圖2）及精度和置信度樣件（見圖3）。表面質(zhì)量樣件優(yōu)點(diǎn)為易觀察，其中方圓件豎直擺放，能呈現(xiàn)最佳的表面打印效果；規(guī)則平板件和曲面件傾斜45°擺放，打印表面效果均需滿足檢測指標(biāo)，如表1所示。精度和置信度樣件的具體檢測指標(biāo)如表2所示。表面質(zhì)量樣件檢測項(xiàng)目檢測內(nèi)容指標(biāo)表面質(zhì)量樣件橫紋質(zhì)量無明顯橫紋或橫紋均勻細(xì)膩視為合格豎紋質(zhì)量無豎紋或無明顯粗豎紋視為合格粗糙度零件表面需光滑、無明顯麻點(diǎn)視為合格表面質(zhì)量樣件的檢測指標(biāo)要求精度、標(biāo)準(zhǔn)樣件和置信度樣件精度和置信度樣件的檢測指標(biāo)檢測項(xiàng)目檢測內(nèi)容指標(biāo)50/150測試件X/Y方向SLA:X或Y方向尺寸精度在150±0.1mm內(nèi)視為合格;DLP:X或Y方向尺寸精度在50±0.05mm內(nèi)視為合格正畸代型和修復(fù)體模型三維掃描結(jié)果與樣件模型文件對比LCD-SL：誤差在±0.1mm范圍內(nèi)的表面占比≥96%視為合格。置信度件XY方向單個XY方向尺寸精度在±0.1mm內(nèi)，整體尺寸精度在80％以上視為合格應(yīng)考慮光固化成形增材制造設(shè)備和工藝參數(shù)的最差情況，對5.3.2中所涉及的試樣性能進(jìn)行再評估。以下為典型技術(shù)的主要參數(shù)介紹。SLA成形關(guān)鍵工藝參數(shù)主要包括：激光功率、掃描間距、分層厚度變化。DLP成形關(guān)鍵工藝參數(shù)主要包括：配置分層厚度、首層曝光時間、單層曝光時間、單層冷卻時間等，其余參數(shù)可由DMD自動配置。LCD-SL成形關(guān)鍵工藝參數(shù)主要包括：配置分層厚度、首層曝光時間、單層曝光時間、單層冷卻時間等。后處理：包括清洗、去除支撐、后固化以及表面處理等。應(yīng)在醫(yī)療器械產(chǎn)品的正常生產(chǎn)過程中添加隨爐試樣，對5.3.1所涉及的試樣性能進(jìn)行再評估。最終確定打印過程的工藝參數(shù)及相關(guān)操作規(guī)程。 應(yīng)形成的文件和記錄應(yīng)審核確認(rèn)數(shù)據(jù)并形成報告，與批準(zhǔn)的打印過程方案相對比，以確定其可接受性，并批準(zhǔn)過程規(guī)范。應(yīng)形成的文件和記錄包括但不限于：經(jīng)批準(zhǔn)的確認(rèn)方案。用于確認(rèn)的原始設(shè)計輸入文件（STL等格式）、工藝模型文件。確認(rèn)過程中應(yīng)當(dāng)保留的記錄（含打印環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的記錄）。確認(rèn)過程中要求獲取或保留的制度、說明書等。經(jīng)批準(zhǔn)的確認(rèn)報告。根據(jù)確認(rèn)結(jié)果形成的打印操作規(guī)程。常規(guī)監(jiān)測和控制在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測過程中應(yīng)當(dāng)采用持續(xù)的過程檢驗(yàn)或過程參數(shù)監(jiān)視和測量的方法支持增材制造過程處于受控狀態(tài)。過程參數(shù)的監(jiān)視和測量相關(guān)要求既可以包含在過程的作業(yè)指導(dǎo)文件中，也可以包含在過程的檢驗(yàn)規(guī)程中。當(dāng)趨勢出現(xiàn)漸進(jìn)性變化時，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行評估，必要時可采取相應(yīng)的措施確保增材制造過程處于受控狀態(tài)。對產(chǎn)品的性能要求和檢驗(yàn)方法進(jìn)行規(guī)定，可以由供需雙方協(xié)商確定檢測項(xiàng)目及技術(shù)指標(biāo)作為交付及驗(yàn)收條件。應(yīng)記錄并保存每一打印過程的數(shù)據(jù)，形成標(biāo)準(zhǔn)化的程序文件或作業(yè)指導(dǎo)書或操作手冊，以證明打印過程規(guī)范。過程放行增材制造過程的合格準(zhǔn)則應(yīng)形成文件，這些準(zhǔn)則應(yīng)包括：確定常規(guī)處理過程記錄的數(shù)據(jù)符合增材制造過程規(guī)范要求。確定增材制造后應(yīng)檢測的隨爐試樣性能符合接收標(biāo)準(zhǔn)。由被授權(quán)的人員對形成的文件及過程記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，確認(rèn)各個環(huán)節(jié)符合所有規(guī)范。若上述規(guī)定的一條或多條合格準(zhǔn)則未滿足，則認(rèn)為產(chǎn)品不合格，并進(jìn)行處理。保持過程有效性設(shè)備維護(hù)應(yīng)對光固化成形設(shè)備進(jìn)行定期校準(zhǔn)并制定計劃。應(yīng)制定根據(jù)連續(xù)工作時間進(jìn)行分級的維護(hù)保養(yǎng)計劃。維護(hù)保養(yǎng)等級越高，檢查、維護(hù)或更換部件的范圍越大。再確認(rèn)和變更評估再確認(rèn)指一項(xiàng)生產(chǎn)過程、一個系統(tǒng)（設(shè)備）或者一種原材料經(jīng)過驗(yàn)證并在使用一個階段以后，為證實(shí)其驗(yàn)證狀態(tài)沒有發(fā)生漂移而進(jìn)行的確認(rèn)。企業(yè)應(yīng)對是否需要再確認(rèn)、再確認(rèn)的范圍（是否需要重復(fù)初次確認(rèn)的所有方面）及變更情況進(jìn)行評估。一般應(yīng)當(dāng)在以下情