Articulo de referencia

Diseño de dispositivos médicos

Debido a la gran cantidad de regulaciones en la industria, el diseño de dispositivos médicos presenta desafíos importantes tanto desde el punto de vista de la ingeniería como de...

Debido a la gran cantidad de regulaciones en la industria, el diseño de dispositivos médicos presenta desafíos importantes tanto desde el punto de vista de la ingeniería como del derecho.

Diseño de dispositivos médicos en los Estados Unidos

La industria de dispositivos médicos de Estados Unidos es uno de los mercados más grandes del mundo, con ingresos anuales superiores a los 110 mil millones de dólares. En 2012, representó el 38% del mercado global y existen más de 6500 empresas de dispositivos médicos en todo el país. Estas empresas son principalmente pequeñas, con menos de 50 empleados. La mayoría de las empresas de dispositivos médicos se encuentran en los estados de California, Florida, Nueva York, Pensilvania, Michigan, Massachusetts, Illinois, Minnesota y Georgia. Washington, Wisconsin y Texas también presentan altos niveles de empleo en la industria de dispositivos médicos. [ 1 ] La industria se divide en ramas: Equipos electromédicos, Aparatos de irradiación, Instrumentos quirúrgicos y médicos, Aparatos y suministros quirúrgicos, y Equipos y suministros dentales. [ 1 ]

Regulación y supervisión de la FDA

Los dispositivos médicos son definidos por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) como cualquier objeto o componente utilizado en el diagnóstico, tratamiento, prevención o cura de afecciones o enfermedades médicas, o que afecte la estructura o función del cuerpo por medios distintos a las reacciones químicas o metabólicas en humanos o animales. [ 2 ] Esto incluye todos los instrumentos médicos, excluyendo los medicamentos, desde depresores linguales hasta escáneres de tomografía axial computarizada (TAC) y tratamientos radiológicos. Debido a la amplia variedad de equipos clasificados como dispositivos médicos, la FDA no tiene un estándar único que deba cumplirse para la fabricación de un dispositivo específico; en su lugar, ha creado una guía integral que todos los fabricantes deben seguir. Los fabricantes están obligados a desarrollar procedimientos exhaustivos dentro del marco de la FDA para producir un dispositivo específico que cumpla con los estándares de seguridad aprobados.

Vía para obtener autorización o aprobación

La FDA de EE. UU. permite tres vías regulatorias para la comercialización de dispositivos médicos. La primera es el autorregistro. [ 3 ] La segunda, y con mucho la más común, es el proceso de autorización 510(k) (llamado así por la sección de la Ley de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos que describe el proceso). [ 3 ] Un nuevo dispositivo médico que demuestre ser "sustancialmente equivalente" a un dispositivo comercializado legalmente con anterioridad puede ser autorizado por la FDA para su comercialización siempre que se cumplan los controles generales y especiales que se describen a continuación. [ 3 ] La gran mayoría de los nuevos dispositivos médicos (99%) ingresan al mercado a través de este proceso. La vía 510(k) rara vez requiere ensayos clínicos. [ 3 ]

La tercera vía regulatoria para nuevos dispositivos médicos es el proceso de Aprobación Previa a la Comercialización (PMA), que se describe a continuación y que es similar al proceso de aprobación de un nuevo fármaco. Por lo general, se requieren ensayos clínicos para esta vía de aprobación previa a la comercialización. [ 4 ]

El proceso de la FDA para medicamentos y dispositivos es diferente, ya que la mayoría de los dispositivos requieren autorización [ 3 ] para su lanzamiento al mercado, no aprobación . La aprobación es necesaria para el proceso PMA de dispositivos de Clase III. [ 3 ]

Cronología

En comparación con un dispositivo, un medicamento tarda hasta nueve años más en llegar al mercado. [ 3 ] [ 5 ] Los medicamentos pueden tardar hasta doce años en obtener la aprobación de la FDA. [ 3 ] [ 5 ] En general, para los dispositivos de clase I, II y III, desde el proceso de diseño hasta la autorización final de comercialización de la FDA, pueden transcurrir entre tres y siete años. [ 3 ] [ 5 ]

Requisitos para las pruebas

Clase I

Los dispositivos de Clase I tienen un bajo riesgo de causar enfermedades o lesiones . [ 5 ] Alrededor del setenta y cinco por ciento de los dispositivos de Clase I, y un pequeño número de dispositivos de Clase II, cumplen los requisitos para estar exentos . Esto significa que no se requiere información sobre seguridad. [ 5 ]

Clase II

Los dispositivos de clase II tienen un riesgo moderado . [ 5 ] Los dispositivos de clase I y II están sujetos a procesos regulatorios menos estrictos que los dispositivos de clase III. [ 5 ] Los dispositivos de clase I o II se centran en el registro, la fabricación y el etiquetado. [ 5 ] En general, no requieren datos clínicos. [ 5 ] La mayoría de los dispositivos de clase II pasan por un proceso de notificación previa a la comercialización (PMN) (una autorización 510[k]). [ 5 ] La PMN no requerirá evidencia rigurosa de ensayos clínicos . [ 5 ]

Clase III

Los dispositivos de clase III son aquellos que apoyan o mantienen la vida humana, son de importancia sustancial para prevenir el deterioro de la salud humana o presentan un riesgo potencial e irrazonable de enfermedad o lesión . [ 5 ]

Todos los dispositivos nuevos se clasifican por defecto en la categoría de clase III. [ 5 ] La FDA exige que estos dispositivos se sometan a revisiones clínicas rigurosas. [ 5 ] Para estas revisiones, la FDA requiere algún tipo de evidencia o ensayos clínicos. [ 5 ] Si el patrocinador cree que el dispositivo tiene un riesgo bajo o moderado, puede solicitar un cambio en esta clasificación predeterminada. [ 5 ] La FDA, tras la revisión, puede reclasificar estos dispositivos como de novo . [ 5 ] Los dispositivos de novo requieren un proceso regulatorio menos riguroso por parte de la FDA [ 5 ] y la FDA los trata como dispositivos de clase I y II. [ 5 ]

Dispositivos de clase III con predicados

Los dispositivos de clase III con dispositivos similares (dispositivos con un dispositivo sustancialmente equivalente ya en el mercado) se reclasifican como dispositivos de clase I o II. [ 5 ] Esto se realiza a través de una vía 513(g). [ 5 ] Los dispositivos de clase III reclasificados como de clase I o II están sujetos a requisitos de prueba menos estrictos. [ 5 ] Como dispositivos de clase II reclasificados, requerirían un proceso PMN (501[k]), [ 5 ] no el proceso PMA. [ 5 ]

Controles regulatorios

Controles generales

Los controles generales incluyen disposiciones relacionadas con:

  • adulteración
  • etiquetado erróneo
  • Registro y listado de dispositivos
  • notificación previa a la comercialización
  • dispositivos prohibidos
  • notificación, incluyendo reparación, reemplazo o reembolso
  • registros e informes
  • dispositivos restringidos
  • buenas prácticas de fabricación [ 6 ]

Controles especiales

Se establecieron controles especiales para los casos en que la seguridad del paciente y la eficacia del producto no están totalmente garantizadas por los controles generales. Estos controles especiales pueden incluir requisitos de etiquetado específicos, normas de rendimiento obligatorias y vigilancia posterior a la comercialización . [ 7 ] Los controles especiales son específicos para cada dispositivo y existen guías de clasificación para diversas ramas de dispositivos médicos. [ 8 ]

Aprobación previa a la comercialización

La aprobación previa a la comercialización es una revisión científica para garantizar la seguridad y eficacia del dispositivo, además de los controles generales de Clase I. [ 9 ] [ 7 ]

Clasificación de riesgos

Según la Ley de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos , la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos reconoce tres clases de dispositivos médicos, según el nivel de control necesario para garantizar la seguridad y la eficacia. [ 9 ] Los procedimientos de clasificación se describen en el Código de Regulaciones Federales , Título 21, parte 860 (generalmente conocido como 21 CFR 860). [ 10 ] Los dispositivos se clasifican en tres categorías:

  • Clase I : Controles generales
  • Clase II : Controles generales y controles especiales
  • Clase III : Controles generales y aprobación previa a la comercialización [ 11 ]

Las regulaciones difieren según la clase en función de su complejidad o los riesgos potenciales en caso de mal funcionamiento. Los dispositivos de Clase I son los que tienen menos probabilidades de causar lesiones corporales graves o la muerte en caso de fallo, y están sujetos a regulaciones menos estrictas que los dispositivos clasificados como Clase II o Clase III. [ 11 ]

En el proceso de regulación, las estadísticas de 2021 mostraron: el 47% de los dispositivos eran de clase I, [ 3 ] el 43% eran de clase II [ 3 ] y el 10% eran de clase III. [ 3 ]

Clase I: Controles generales

Los dispositivos de Clase I están sujetos al menor control regulatorio. Los dispositivos de Clase I están sujetos a "Controles Generales", al igual que los dispositivos de Clase II y Clase III. [ 9 ] [ 7 ] [ 6 ]

Los controles generales son los únicos controles que regulan los dispositivos médicos de Clase I. Estos establecen que los dispositivos de Clase I no están destinados a ser:

  1. Para su uso en el soporte o mantenimiento de la vida;
  2. De gran importancia para prevenir daños a la vida o la salud humana; y
  3. Puede que no presente un riesgo irrazonable de enfermedad o lesión. [ 6 ] [ 12 ]

La mayoría de los dispositivos de Clase I están exentos de la notificación previa a la comercialización y algunos también están exentos de la mayoría de las regulaciones de buenas prácticas de fabricación. [ 9 ] [ 7 ] [ 6 ]

Ejemplos de dispositivos de Clase I incluyen instrumentos quirúrgicos manuales, vendajes (elásticos), guantes de exploración, sistemas de monitorización de pacientes en cama, ropa de cama médica desechable y algunas prótesis como audífonos . [ 7 ] [ 13 ]

Clase II: Controles generales y controles especiales

Los dispositivos de Clase II son aquellos para los que los controles generales por sí solos no pueden garantizar la seguridad y la eficacia, y existen métodos disponibles que proporcionan dichas garantías. [ 9 ] [ 7 ] Los dispositivos de Clase II están sujetos a un mayor nivel de garantía y a requisitos reglamentarios más estrictos que los dispositivos de Clase I, y están diseñados para funcionar según lo indicado sin causar lesiones ni daños al paciente o al usuario. Además de cumplir con los controles generales, los dispositivos de Clase II también están sujetos a controles especiales. [ 7 ]

Ejemplos de dispositivos de Clase II incluyen agujas de acupuntura, sillas de ruedas eléctricas, bombas de infusión, purificadores de aire y campos quirúrgicos. [ 9 ] [ 7 ] [ 14 ]

Algunos dispositivos de Clase II están exentos de la notificación previa a la comercialización. [ 7 ]

Clase III: Controles generales y aprobación previa a la comercialización.

Un dispositivo de Clase III es aquel para el cual no existe información suficiente para asegurar la seguridad y la eficacia únicamente a través de los controles generales o especiales suficientes para los dispositivos de Clase I o Clase II. [ 9 ] [ 7 ] Estos dispositivos se consideran de alto riesgo y suelen ser aquellos que apoyan o mantienen la vida humana, son de importancia sustancial para prevenir el deterioro de la salud humana, plantean un riesgo potencial e irrazonable de lesiones o enfermedades, o son de gran importancia en la atención preventiva. [ 7 ] Por estas razones, los dispositivos de Clase III requieren aprobación previa a la comercialización .

Antes de comercializar un dispositivo de Clase III, el titular o titulares de los derechos o la(s) persona(s) con acceso autorizado deben obtener la aprobación de la FDA. El proceso de revisión puede exceder los seis meses para la determinación final de la seguridad por parte de un comité asesor de la FDA. Muchos dispositivos de Clase III cuentan con directrices establecidas para la Aprobación Previa a la Comercialización (PMA) y, cada vez más, deben cumplir con las regulaciones de identificadores únicos de dispositivos. [ 15 ] Sin embargo, con los continuos avances tecnológicos, muchos dispositivos de Clase III abarcan conceptos no comercializados previamente. Estos dispositivos pueden no ajustarse al alcance de las categorías de dispositivos establecidas y aún no cuentan con directrices desarrolladas por la FDA. [ 16 ]

Ejemplos de dispositivos de Clase III que requieren una notificación previa a la comercialización incluyen marcapasos implantables, generadores de impulsos, pruebas de diagnóstico del VIH, desfibriladores externos automáticos e implantes endoóseos. [ 7 ]

Nanofabricación

Las técnicas de nanofabricación proporcionan un medio para fabricar dispositivos médicos a escala celular (<100 μm). Son particularmente útiles en el contexto de la investigación médica, donde se pueden producir sensores a escala celular que proporcionan mediciones de alta resolución de fenómenos a escala celular. [ 17 ] Las técnicas comunes en el área son las técnicas de nanopatterning de escritura directa, como la nanolitografía de pluma de inmersión , la fotolitografía de haz de electrones y la impresión por microcontacto, los métodos de autoensamblaje dirigido y la administración de nanopartículas funcionales (NFP), donde las sondas de nanofuente administran material molecular líquido que es arrastrado a través de canales de nanopatrones por acción capilar . [ 18 ]

Fabricación aditiva

Los procesos de fabricación aditiva (FA) constituyen un modo de producción dominante para dispositivos médicos que se utilizan dentro del cuerpo, como implantes, trasplantes y prótesis, debido a su capacidad para replicar formas orgánicas y volúmenes cerrados que son difíciles de fabricar. [ 19 ] La incapacidad de los sistemas de donación para satisfacer la demanda de trasplantes de órganos, en particular, ha propiciado el auge de la FA en la fabricación de dispositivos médicos. [ 20 ]

Biocompatibilidad

El principal problema en la integración de técnicas de fabricación aditiva en la fabricación de dispositivos médicos es la biocompatibilidad . Estos problemas surgen de la estabilidad de los polímeros impresos en 3D en el cuerpo y la dificultad de esterilizar las regiones entre capas impresas. [ 21 ] Además del uso de limpiadores y disolventes primarios para eliminar las impurezas superficiales, que comúnmente son alcohol isopropílico , peróxidos y lejía, [ 22 ] se deben usar disolventes secundarios sucesivamente para eliminar los productos químicos de limpieza aplicados previamente, un problema que aumenta con la porosidad del material utilizado. [ 21 ] Los materiales de fabricación aditiva compatibles comunes incluyen nailon [ 23 ] y tejido del paciente huésped. [ 22 ]

Ciberseguridad

Muchos dispositivos médicos han sido atacados con éxito o han presentado vulnerabilidades potencialmente mortales, incluyendo equipos de diagnóstico hospitalarios [ 24 ] y dispositivos implantados como marcapasos [ 25 ] y bombas de insulina [ 26 ] . El 28 de diciembre de 2016, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. publicó recomendaciones, que no son legalmente vinculantes, sobre cómo los fabricantes de dispositivos médicos deben mantener la seguridad de los dispositivos conectados a Internet [ 27 ] [ 28 ] .

Referencias

  1. 1 2 "La industria de dispositivos médicos en los Estados Unidos" . selectusa.commerce.gov . Consultado el 17 de febrero de 2016 .
  2. Salud, Centro de Dispositivos y Radiología. "Clasifique su dispositivo médico: ¿es el producto un dispositivo médico?" . www.fda.gov . Archivado del original el 5 de junio de 2009. Consultado el 17 de febrero de 2016 .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Fenton, Robert (27 de julio de 2021). "¿Cuánto tiempo tarda el proceso de aprobación de dispositivos médicos de la FDA?" . qualio.com . Recuperado el 29 de agosto de 2022 .
  4. Zuckerman, Diana (2011), "Retiradas de dispositivos médicos y el proceso de aprobación de la FDA", Archives of Internal Medicine , 171 (11): 1006–11 , doi : 10.1001/archinternmed.2011.30 , PMID 21321283 
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Van Norman, Gail A. (2016). " Medicamentos, dispositivos y la FDA: Parte 2: Una descripción general de los procesos de aprobación: Aprobación de dispositivos médicos por la FDA" . JACC : Basic to Translational Science . 1 (4): 277– 287. doi : 10.1016/j.jacbts.2016.03.009 . PMC 6113340. PMID 30167516 .  
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  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 "Controles generales y especiales" . Dispositivos médicos . Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Archivado del original el 3 de junio de 2009. Recuperado el 15 de octubre de 2010 .
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  11. 1 2 Salud, Centro de Dispositivos y Radiología. "Clasifique su dispositivo médico" . www.fda.gov . Archivado del original el 3 de junio de 2009. Recuperado el 17 de febrero de 2016 .
  12. Salud, Centro de Dispositivos y Radiología. "Controles reglamentarios (dispositivos médicos) - Controles generales para dispositivos médicos" . www.fda.gov . Archivado del original el 6 de junio de 2009. Consultado el 17 de febrero de 2016 .
  13. Salud, Centro de Dispositivos y Radiología. "Clasifique su dispositivo médico - Paneles de clasificación de dispositivos" . www.fda.gov . Archivado del original el 5 de junio de 2009. Consultado el 17 de febrero de 2016 .
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