发布时间：2021-09-14所属分类：医学职称论文浏览：1次
摘 要： 〔摘 要〕激光医学是生物医学与激光技术的交叉领域，激光产品作用于人体的作用机理与其预期用途息息相关。技术审评可从医疗器械安全有效基本要求出发，综合衡量激光产品的所有风险以及非预期影响，要求其均应最小化并可接受，在正常使用中受益大于风险。该文
〔摘 要〕激光医学是生物医学与激光技术的交叉领域，激光产品作用于人体的作用机理与其预期用途息息相关。技术审评可从医疗器械安全有效基本要求出发，综合衡量激光产品的所有风险以及非预期影响，要求其均应最小化并可接受，在正常使用中受益大于风险。该文从医疗器械注册技术审评的角度，分析医疗美容类激光产品在医疗器械技术审评过程中的主要关注点，为注册人/申请人和技术审评部门科学、合理地评价医疗美容类激光产品的安全性、有效性提供参考。
〔关键词〕医疗美容;激光;技术审评;关注点
激光是一种相干性高、单色性好、方向性强、功率密度大的光，对组织产生的效应由激光器的主要性能参数及作用于人体组织的特性决定。激光产品的预期用途与激光与生物组织的相互作用及生物效应密切相关，随着此类产品在皮肤科及整形科的应用发展，医疗美容类激光产品不断涌现，成为注册申报的热点。医疗美容类激光产品的作用机理是特定波长的激光可选择性地作用于人体组织中的水、黑色素、血红蛋白等，由于不同波长的光在不同组织中的热传导效率不同，因此，通过控制激光器的能量、脉宽等重要性能参数，可减少对目标靶组织周边组织造成的损伤。
医疗器械安全有效基本要求中明确了注册人/备案人应能够设计和生产在医疗器械全生命周期内均能够达到预期安全和性能要求的产品。其中，生产企业作为确保医疗器械产品安全有效的主体和第一责任人，亦应能够设计和生产在医疗器械全生命周期内均能够达到预期安全和性能要求的产品。本研究根据医疗器械注册相关法规，参考医疗器械安全有效基本要求的思路，结合审评经验，对医疗美容类激光产品在技术审评中的主要关注点进行了归纳分析，以供相关人员参考。
1 产品概况
1.1 管理类别
原国家食品药品监督管理总局发布的《医疗器械分类目录》(2017版)，主要根据医疗器械技术专业和临床使用特点制定，其中，医疗美容类激光产品主要属于物理治疗产品中的激光治疗产品，参考分类编码09-03-01/02，管理类别为三类/二类[1]。
1.2 产品描述
已注册的医疗美容类激光产品通常由激光器、传输装置、冷却装置、瞄准装置、防护装置、控制装置等结构组成，预期用于皮肤浅表性病变、烧伤等整形科、皮肤科的治疗或辅助治疗，主要利用激光与人体组织的相互作用机理达到治疗的目的。
2 审评的主要关注点
2.1 注册单元划分及产品名称
《医疗器械注册单元划分指导原则》针对有源医疗器械注册单元划分已给出基本判断原则(申报产品还应根据GB7247.1-2012《激光产品的安全第1部分：设备分类、要求》激光的类别及申报产品的风险管理确定类别)，其中，大部分已注册的强激光产品，管理类别为三类;部分已注册的用于对某些皮肤病变辅助治疗的弱激光治疗产品，管理类别为二类。产品名称的制定主要参考《医疗器械通用名称命名规则》及《医疗器械通用名称命名指导原则》，其中，激光产品中的主要核心词应能够体现申报产品的实际特征。需要注意的是，注册单元划分及产品名称的确定除了依据激光产品利用哪种工作物质的激光器(半导体、Nd∶YAG等)，设计哪些激光的光束特征(双波长、脉冲、调Q、皮秒)，在哪些临床科室(如皮肤)应用等方面，还应考虑申报产品实际的结构组成、工作原理及作用机理的差异。
2.2 产品结构组成
关于产品结构组成的描述一般应包含配合使用的附件，若产品存在多种型号规格的情况，则应明确各型号规格的区别;此外，应区分主机不同型号之间的结构组成(或配置)、功能、产品特征和运行模式、关键的性能指标等，该区别不仅应包含对主机的描述，还应对附件的异同进行区分，如半导体激光脱毛机中的主机可能配备不同的手具，手具间的差异应在结构组成中体现，从风险管理的角度考虑，不同波长的手具应能够保证实现其预期性能，申报资料应从设计开发和生产的文件反映其区别，如手具加入不同滤光片，则可实现不同波长输出的差异，此外，为了降低激光作用于组织表面的温度，有些手具可能包含冷却装置。需要注意的是，除文字描述外，还应提供产品的外观图及内部示意图进行区分。
综述资料中关于结构组成的信息与产品技术要求、检测报告、临床评价资料、说明书中的相关描述保持一致。综合衡量，申报资料中各部分结构组成描述的一致性在一定程度上可为反映激光产品在预期使用条件下能够达到预期目的而服务。
2.3 工作原理和作用机理
工作原理应能够反映申报产品的实际特点，至少应包括结构组成关键元器件的工作原理，如激光发生的原理、光束传输及控制的原理、不同冷却方式的原理;同时，应能够体现在预期使用条件下产品可达到的预期目的;此外，应具体描述作为设备输出端的附件的工作原理，如点阵二氧化碳激光治疗仪的附件应描述图形发生器的原理、半导体激光脱毛器产生不同波长的手具的原理。综述资料中关于适用范围的描述应当与临床评价资料、产品说明书保持一致。
综述资料还应详述产品发射的激光与生物组织相互作用(明确作用的色基)的机理及量效关系。不同的组织及激光特性会产生不同的效应，常见的激光与组织的相互作用可分为热效应、光化效应、压强效应、强电磁场效应、生物刺激效应[2]，且激光与生物组织的很多效应都是同时发生的，并没有严格的界限，在一定的条件下以某种效应为主。
临床前的设计开发与验证和临床评价过程均是为了证明光源的选择和靶标组织能够匹配，申报资料能够证明产品安全有效。激光产品的作用机理应能够准确描述产品的光束特性与靶标生物组织特性的关系，能够与临床评价资料中的适应证保持一致，举例如下。(1)将半导体激光用于脱毛，主要基于选择性光热作用原理，即特定波长的激光只能选择性地被靶色基吸收;在毛囊和毛干中有丰富的黑色素，其分布于毛母质细胞内，并且能够向毛干的结构中(髓质、皮质和毛小皮)转移，在特定波长激光的作用下，以黑色素为靶色基，毛干中的黑色素在吸收了光能后转化为热能使其温度急剧升高，在脉冲宽度与毛囊组织的热损伤时间相适配的条件下，热能通过毛干内蛋白传导至毛囊隆突部位和毛根部，导致毛囊干细胞或毛乳头生发部位发生不可逆的损伤，从而有效破坏毛囊组织，使毛发再生减少、再生延迟及再生毛发变细变浅[3]。(2)将长脉冲Nd∶YAG激光治疗仪用于色素性疾病的治疗，主要利用两种效应，一种是光的压强效应，由于1064nm波长穿透能力较强，可作用于深层的黑色素，当黑色素吸收的能量超过一定的临界值时，则会气化产生机械波，由于光子的波粒二象性，产生的压力能够爆破黑色素颗粒，另一种是光的热效应，1064nm波长通过选择性光热原理作用于黑色素细胞、颗粒、小体，形成热变分解[4];将长脉冲Nd∶YAG激光治疗仪用于血管性疾病的治疗，主要利用组织中的含氧血红蛋白对激光的吸收从而产生热效应，含氧血红蛋白的吸收峰值为418、532、577、1064nm，短波长穿透深度浅，532、577nm与皮肤中黑色素的吸收峰重叠，因此针对较深的血管性疾病的治疗，1064nm更适合[5]。
量效关系通常理解为激光辐射曝光剂量及激光各光束特性与生物组织的相互作用情况。医疗器械安全有效基本要求中明确，在正常使用条件下，基于当前先进技术水平，比较医疗器械性能带来的受益，所有已知的、可预见的风险及任何不良副作用应最小化且可接受。因此，在明确激光与生物组织(色基等)作用机理的同时，还应评价激光输出能量给患者及操作者带来的风险，如从临床使用的角度分析光源的选择依据，应能够体现合适的波长与曝光剂量可以有针对性地作用于靶组织，同时能够减少对周边正常组织造成的损伤。申报资料应能够体现在产品的设计研发生产阶段，对涉及的能量参数进行了验证和确认，对量效关系及热损伤、非预期的不良反应开展了评估。
2.4 性能参数
性能参数的设定应能够体现申报产品的实际特点，能够满足其设计和生产确保在预期使用条件下达到预期目的。研究资料应着重从机理方面说明能量、脉宽、重复频率等性能指标设定的原因及依据，并提供激光输出各模式(连续、脉冲等)波形图，详述产品调节能量的方式是调节脉宽还是提高功率等。
相关专项指导原则、标准可以作为确定性能参数的参考依据，如《半导体激光脱毛机注册技术审查指导原则》和《半导体激光治疗机(第二类)注册技术审查指导原则》、YY0844-2011《激光治疗设备脉冲二氧化碳激光治疗机》和YY0307-2011《连续波掺钕钇铝石榴石激光治疗机》。由于临床使用目的不同，具体的输出能量并不相同，如关于脉冲二氧化碳激光器脉宽、能量密度、重复频率、光斑大小、最大脉冲功率、脉冲串数量等光束特征，标准中未给出具体数值，提交的支持性资料应该从作用机理及临床应用的角度阐述申报产品性能参数设定的依据。
大部分医疗美容类激光产品的固有特点是在长时间的使用过程中产生热能。激光在皮肤组织中热传递的经典理论公式是Pennes方程式[6-8]，主要变量包括组织密度、组织温度、组织传导率、血流比热、血液温度及血液灌注率等。
由于组织热积聚与热扩散、热损伤的效率不同，各种组织的热弛豫时间并不相同。理论上分析，以相同的能量密度照射相同组织，脉冲波比连续波引起的升温幅度要小;组织越深，热弛豫时间越长。从风险收益比的角度考虑，无论脉冲还是连续，无论采取何种激光器的光束特性，无论治疗皮肤的深浅大小及组织特性，都应评价针对靶组织的激光曝光剂量调节对周边组织的热损伤情况，因此，热损伤的研究应当作为风险分析报告的一部分。总体把握的原则是申报产品应能够证明激光器的关键性能参数设置是安全的并且能够实现其预期性能，与患者受益相比，其风险应是可接受的;对于在激光与组织发生反应的过程中产生的非预期的其他效应，也应开展适当的风险分析及安全评估。
性能参数的设定、热损伤的评估可以从自身各项研究性质的临床前实验得出数据，也可以参考同类产品的实际情况，但产品技术要求中的性能参数应能够反映基本的光束特征，能够体现申报产品的技术特点，与作用机理及临床应用情况保持一致。
若医疗器械预期与其他医疗器械或设备整合使用，则应确保整合使用后系统(包括连接系统)整体的安全性，且不影响器械本身的性能。综述资料、研究资料、说明书中的激光终端输出功率/能量等性能参数应与临床实际应用、检测报告一致[9]。
2.5 其他研究资料
软件及网络安全部分应参考《医疗器械软件注册技术审查指导原则》《医疗器械网络安全注册技术审查指导原则》提交的相应的描述文档。软件需求规范的要求应与验证、确认/测试等文档保持一致。描述文档应针对软件功能描述非主机的操作功能。
医疗美容类激光产品常见的与人体接触的部分为手具、刀头(规矩仪)、光纤等，关于生物学评价的介绍应包含患者和使用者直接或间接接触材料的理化性质的描述。若为豁免实验，则应根据GB/T16886.1-2011《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》及国食药监械〔2007〕345号文《关于印发医疗器械生物学评价和审查指南的通知》的要求提交相应的支持性资料。
针对医疗器械的设计应方便使用者对器械进行安全清洁、消毒、灭菌和(或)重复灭菌;若产品使用期限与消毒、灭菌次数相关，则应提交关于产品耐受性、稳定性的研究资料。关于有效期及包装的验证内容，具体可参考《半导体激光脱毛机注册技术审查指导原则》及《有源医疗器械有效期指导原则》的相应内容。
2.6 产品技术要求
格式的基本要求可以参照《产品技术要求编写指导原则》。由于同一注册单元中存在多种型号规格的产品，因此可采用图示和图表的方式描述;产品技术要求附录中应给出申报产品的外观图及激光输出波形图;检验方法中应明确检测时的环境条件;电磁兼容应考虑在最不利条件下进行测试。
2.7 适用范围
通过临床评价对医疗美容类激光产品的临床数据进行评估，确定医疗器械具有可接受的风险受益比。临床评价中验证的适用范围及适应证应与研究资料中描述的作用机理相匹配，如利用半导体激光的光热作用原理进行脱毛，因此，研究资料中关于激光作用于生物组织的效应、临床评价资料及说明书的内容，申请人都应围绕“脱毛/减少毛发等”展开论述。
在适用范围的表述中，应主要考虑区分不同激光波长的预期用途，如产品可以输出1064nm和532nm两个波段的激光用于不同的适应证，则应分别明确;治疗患者的皮肤类型、毛发情况等与激光脱毛效果密切相关，若无法涵盖所有皮肤类型的安全有效性，则应在适用范围中明确适用的Fitzpatrick皮肤类型;色素颗粒的治疗与激光的穿透深度相关，需要体现研究资料及临床评价中经过验证的皮肤分层(真皮、表皮、真表混合)等。
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3 小结
医疗器械安全有效基本要求中明确，对于安全有效性的基本论述就是医疗器械应实现预期性能，其设计和生产应确保器械在预期使用条件下达到预期目的。这些器械应是安全的并且能够实现其预期性能，与患者受益相比，其风险应是可接受的，且不会损害医疗环境、患者安全、使用者及他人的安全和健康。综述资料中关于产品工作原理、作用机理等的描述应作为“论点”，研究资料中相应的支持性文件、检测报告、临床评价资料等应作为“论据”，能够为“论点”服务，证明申报产品在全生命周期内的安全有效。本文结合“医疗器械安全有效基本要求”及相关激光产品的基本要点及指导原则，对医疗美容类激光产品在技术审评中的主要关注点进行了归纳分析，为注册人/申请人和技术审评部门提供了参考。——论文作者：刘柏东，申高，邱宏
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