Atualmente, organismos reguladores têm dado muita atenção aos aspectos de desempenho de implantes cirúrgicos não-ativos em ambiente de ressonância magnética (RM). Historicamente, houve muita restrição para implantes ativos (marcapassos, por exemplo) quanto a riscos eletromagnéticos devido a presença de componentes eletrônicos no produto. Mas, quando se trata de implantes não-ativos, a admissibilidade de submeter pacientes ao ambiente de ressonância magnética mantém-se em discussão. Implantes fabricados de aço inoxidável, com características ferromagnéticas, são notadamente incompatíveis com ambiente de RM. Já para implantes fabricados com metais não-ferromagnéticos podem ser necessárias análises quanto aos riscos com base em métodos de ensaio e avaliações que identificam parâmetros como deslocamento induzido, aquecimento induzido e formação de artefato em diagnósticos por imagem. Para alguns implantes cirúrgicos de alta classe de risco, como os clipes de aneurisma, a realização de ensaios físicos de compatibilidade em ambiente de RM é obrigatória. Para diversos outros, a realização deste tipo de ensaio não é habitual. Produtos não-ferromagnéticos apresentam risco em MRI? Ferromagnetismo é o mecanismo básico pelo qual certos materiais, como o ferro, formam campos magnéticos permanentes, ou são atraídos por campos magnéticos. O fato de um implante ser fabricado de material não-ferromagnético não significa, entretanto, que não apresentará risco quanto a sua exposição a campo eletromagnético. Existem outros mecanismos de resposta a campos eletromagnéticos, como o paramagnetismo. Além disso, metais não ferromagnéticos ainda podem interferir nos campos criados pelos equipamentos de MRI e distorcer imagens de modo que elas não possam ser interpretadas de maneira apropriada. A maioria dos implantes ortopédicos, materiais e dispositivos avaliados para questões de MRI são feitos de materiais não-ferromagnéticos e, portanto, são potencialmente seguros ou condicionalmente seguros, quando respeitados os cuidados necessários. De acordo com estudos consultados, os implantes de titânio geram significativamente menos artefatos e levarão a melhores imagens de qualidade diagnóstica. Entretanto, devido ao comprimento do implante ou à formação de uma alça condutiva, o aquecimento induzido, relacionado ao procedimento de RM, pode ser um problema para alguns implantes ortopédicos, especialmente dispositivos de fixação cervical e sistemas de fixação interna ou externa. Adicionalmente a energia criada pela ressonância magnética pode causar problemas com qualquer metal condutor dentro de um implante, que pode inadvertidamente se tornar um transceptor de rádio. Quando isso acontece, o metal pode absorver a energia e começar a superaquecer, potencialmente danificando o implante e qualquer tecido que o rodeia. Como o FDA trata o tema De acordo com o FDA (Food and Drug Agency – EUA), para avaliação de implantes em ambiente de ressonância magnética, o fabricante pode declarar o seu produto como seguro, condicionalmente seguro ou não-seguro em ambiente de ressonância magnética. Para subsidiar a declaração, podem ser necessários racionais científicos, simulações computacionais e, até mesmo, ensaios físicos para diferentes intensidades de campo eletromagnético. Independente disso, os riscos associados à uma possível submissão de pacientes com implantes ao ambiente de RM precisam estar previstos no Gerenciamento de Riscos, de acordo com a norma ISO 14971. Há ganho comercial em afirmar que um implante é compatível? A tendência mundial é que sejam exigidos estudos mais completos sobre a compatibilidade de implantes não ativos em ambiente de RM. Reuniões técnicas estabelecendo as normativas sobre o tema estão em alto nível de atividade, os organismos notificadores da União Europeia têm sido rigorosos e há intensa troca de experiências no IMDRF. Naturalmente, médicos e pacientes irão preferir as próteses e implantes que foram avaliadas e atestam que são compatíveis com ambiente de ressonância magnética, trazendo maior segurança na tomada de decisões. Sendo assim, a realização de ensaios pode ser vista não apenas sob a ótica regulatória, mas também sob a ótica de diferencial de mercado. Avalie seu produto A MSC MED conta com especialistas focados em soluções que envolvem simulações computacionais para definição de casos críticos e comportamento de implantes em ambiente de RM, bem como estabelecimento de racionais baseados em literatura científica visando definir a necessidade e otimizar os testes físicos em cabine para avaliação do seu dispositivo médico em ambiente de RM. Estamos a disposição para atendê-lo. Referências Kumar, Ritabh, et al. “Safety of orthopedic implants in magnetic resonance imaging: an experimental verification.” Journal of orthopaedic research 24.9 (2006): 1799-1802. Koch, K. M., et al. “Magnetic resonance imaging near metal implants.” Journal of Magnetic Resonance Imaging 32.4 (2010): 773-787. ORTHOPEDIC Implants, Materials, and Devices. Disponível em: <http://www.mrisafety.com/SafetyInfov.asp?s_keyword=implant&s_Anywords=&SafetyInfoID=189>. Acesso em: 17 ago. 2018. THE FACTS About MRIs and Metal Implants. Disponível em: <https://www.verywellhealth.com/mri-with-a-metal-implant-or-joint-replacement-2549531>. Acesso em: 17 ago. 2018.
Análise por Elementos Finitos na Fase Regulatória do Projeto de Dispositivos Médicos
O uso da ferramenta computacional já é uma realidade para as agências reguladoras e pode ajudar durante a Fase Regulatória do projeto de dispositivos médicos. A Análise por Elementos Finitos (FEA) pode ser utilizada com a finalidade de reduzir tempo e custos regulatórios e, ao mesmo tempo, melhorar a qualidade e a assertividade da documentação relativa à comprovação de segurança e eficácia apresentada à agências reguladoras. Embora haja muita dúvida e desinformação sobre a correta utilização deste tipo de ferramenta na área de tecnologias médicas, a Food and Drug Administration (FDA) afirma que, se bem aplicada, a modelagem computacional tem potencial para acelerar o processo de aprovação de um produto. Gerenciamento de Risco para Dispositivos Implantáveis A etapa crítica para obter a licença para a comercialização de dispositivos abrange a seleção de ensaios pré-clínicos, seguida da avaliação da segurança e eficácia do dispositivo. A MSC MED possui um fluxo de trabalho bem definido para a avaliação de dispositivos médicos, conforme a figura abaixo: Como utilizar FEA na Fase Regulatória? Existem diversas aplicações para utilização de FEA no setor de tecnologias médicas, sendo que muitas dizem respeito a simulação de aspectos funcionais na fase de projeto do produto. Porém, as que melhor se aplicam à fase regulatória são: Definição de Casos Críticos (Worst-Cases) A análise por elementos finitos pode ser utilizada quando existem tamanhos e modelos diferentes de um determinado produto, com variação de múltiplos parâmetros que interferem na escolha de casos críticos para ensaio, o que dificulta a definição apenas com base em métodos analíticos. É muito importante correlacionar o conhecimento clínico sobre o produto e o conhecimento técnico sobre os ensaios para tomar as melhores escolhas quanto a simulação. Proposição de configuração de ensaios que melhor reproduzem o uso clínico Mesmo quando não existem normas vigentes que definam ensaios pré-clínicos para o produto, a realização de testes que comprovem a segurança de um dispositivo se faz necessária. Com uma análise por Elementos Finitos, é possível simular o uso clínico do produto de modo a entender a quais cargas o produto está submetido e assim, definir métodos de ensaio que irão reproduzir com maior fidelidade o uso clínico. Avaliação do efeito de pequenas modificações do projeto Quando um produto já está sendo comercializado e uma pequena alteração de projeto é apresentada, é possível simulá-lo por Elementos Finitos para verificar se será necessário refazer os ensaios mecânicos já enviados ao órgão regulador. Observações Importantes Vários cuidados devem ser tomados na utilização deste tipo de ferramenta. O seu uso deve ser feito com responsabilidade e coerência, por profissionais especializados. Não é recomendada a substituição de ensaios mecânicos por análises por elementos finitos, pelo fato destas não conseguirem simular defeitos de fabricação e consistirem, de fato, em aproximações controladas da realidade. Devem ser seguidos requisitos técnicos mínimos e boas práticas para Análise por Elementos Finitos, entre elas: Geometria: toda simplificação geométrica deve ser relatada e não devem influenciar o resultado da análise. Programas e Softwares: devem ser capazes de desenvolver completamente os recursos geométricos e idealizar as condições de contorno para o implante ortopédico. Densidade de Malha: é necessário fazer um estudo de malha, para verificar se caracterizou-se convergência na aproximação realizada. Tipo de Elemento: é recomendável a utilização de elementos tetraédricos ou hexaédricos. Ficou curioso para saber se a análise de Elementos Finitos pode te ajudar na rota regulatória? Entre em contato com um de nossos consultores.
O futuro computacional do projeto de Dispositivos Médicos
Como a simulação computacional vem ajudando os fabricantes de dispositivos médicos a melhorarem o design e acelerarem a comercialização. As ferramentas de modelagem computacional e simulação tornaram-se grandes aliados para o sucesso no projeto e na fabricação de dispositivos médicos. Apesar de aplicações para as ciências da vida estarem nos estágios iniciais de desenvolvimento, eles estão começando a produzir resultados relevantes. Estas ferramentas estão se tornando não apenas mais sofisticadas, mas também mais fáceis de usar. De acordo com a Revista Medical Design Briefs (Abril/2018), a FDA está interessada em encorajar novos métodos de modelagem e simulação para acelerar o ritmo da inovação nas ciências da vida. Certamente isto terá consequências de longo alcance para o projeto, o desenvolvimento e a aprovação regulatória de produtos. Desafios de projeto Há uma série de desafios atualmente enfrentados pelos desenvolvedores e fabricantes de dispositivos médicos. Dentre estes, alguns merecem destaque. O primeiro é aquele relacionado aos custos de desenvolvimento. O uso de ferramentas computacionais permite realizar avaliações comparativas de desempenho frente a diferentes escolhas de projeto sem precisar da fabricação de um único protótipo. É justamente na etapa de projeto onde as ferramentas numéricas de análise apresentam seu maior potencial de exprimir o melhor desempenho pretendido de um dispositivo com o menor custo possível. O segundo é garantir que tal desenvolvimento seja eficaz, isto é, que ele possa ser efetivamente aplicável à população. Historicamente, os desenvolvimentos têm sido pautados pela busca de soluções a problemas genéricos da população, sendo que a aplicabilidade desta solução a um individuo específico depende da experiência e conhecimento clínico do médico interveniente. Agora estamos chegando ao ponto em que dispositivos e tratamentos podem ser personalizados de acordo com as características de um indivíduo, dependendo para isto de técnicas computacionais de tratamento de imagens e análises numéricas específicas para o caso tratado. O terceiro desafio é a necessidade de desenvolver soluções em tempos mais curtos. Fica assim claro que os processos tradicionais, que envolvem experimentos de bancada, testes em animais e estudos clínicos típicos, podem e devem ser potencializados por avaliações previas realizadas em forma virtual utilizando ferramentas computacionais de imagens e análise numérica. Posicionamento da FDA. A FDA vem incentivando a adoção de novas tecnologias de modelagem e simulação para avaliação de soluções e desta forma acelerar o ritmo da inovação. Já há algum tempo a agência aceita dados de simulação como elementos de comprovação para aprovação de dispositivos. É claro que, para garantir que essa adoção seja feita de maneira consistente, a FDA também está trabalhando para refinar diretrizes importantes, como verificação e validação destes modelos, para garantir que as simulações sejam realizadas de maneira sistemática e controlada. A FDA está trabalhando em direção a um futuro em que metade ou mais dos dados enviados para aprovação regulatória venham de modelagem computacional, pacientes virtuais ou ensaios clínicos virtuais. Quer saber mais sobre simulação computacional de dispositivos médicos? Assista nosso webinar gratuito sobre como utilizar essa ferramenta na fase regulatória de projeto!
[WEBINAR] Como reduzir custos na fase regulatória de dispositivos médicos?
O custo com a fase regulatória em produtos para saúde é, muitas vezes, maior que o esperado. Isso acontece pois, além das taxas pagas às agências reguladoras, muitos ensaios e testes devem ser realizados. Uma forma prática de reduzir os custos foi abordada no Webinar “Reduza custos na fase regulatória do projeto”. A MSC MED e ESSS, parceira exclusiva da ANSYS no Brasil, desenvolveram um Webinar sobre a aplicação da ferramenta de Elementos Finitos para Dispositivos Médicos. O CEO Heitor Korndorfer abordou o tema “Reduza custos na fase regulatória do projeto”. A aula abordou a análise por elementos finitos como ferramenta útil para redução de custos, aplicações na fase de desenvolvimento de projeto e na avaliação da segurança e eficácia do produto, além da demonstração de um estudo de caso aplicado a próteses de quadril. O engenheiro da MSC MED apresentou metodologias utilizadas para a avaliação computacional de implantes, incluindo boas práticas e requisitos técnicos necessários para a assertividade da utilização deste tipo de recurso frente a agências reguladoras, como a ANVISA. “A proposta de compartilhar o conhecimento online tem por objetivo disseminar o conceito das principais agências reguladoras sanitárias do mundo, que vêm ampliando a aceitação do uso de simulação computacional para a avaliação de segurança e eficácia de produtos médicos”, revela Korndorfer. “Em recente declaração, o FDA (Food and Drug Administration – EUA) diz que a análise computacional por elementos finitos tem potencial para acelerar o processo de aprovação, se for bem utilizada”. Você pode acessar o webinar pelo link abaixo.