Appunti di Dispositivi medicali e diagnostici

Dispositivi medicali e diagnostici

Aspetti teorici e quantitativi dei dispositivi medicali e apparecchiature per la diagnosi. Conoscenza dei campi applicativi e delle tecnologie alla base dei dispositivi e capire mediante quali procedimenti si è arrivati alla soluzione migliore per realizzarlo attraverso criteri di progettazione e monitoraggio.

L’aspetto cruciale di questo corso è che ci sono tecnologie basate su aspetti meccanici, elettronici, informatici. Per progettare il dispositivo e costruirlo servono queste tre figure. Invece, predisporre come utilizzarlo, gestirlo e monitorare serve la nostra figura, che non sarà autonoma nelle fasi di progettazione, ma sa come utilizzarlo, come funziona e come adattarlo alle esigenze. Sarà inoltre necessario affrontare le problematiche relative alla sicurezza e alle certificazioni. Il corso sarà costituito da due parti: una dedicata ai dispositivi medicali e una ai dispositivi diagnostici.

Tecnologie medicali

Le tecnologie mediche possono suddividersi in quattro categorie principali:

• Medicali
• Diagnostici
• Tecnologia dell’informazione
• Sistemi per la riabilitazione

L’applicazione delle tecnologie medicali, nel contesto dell’attività clinica, si occupa di capire le malattie presenti nel soggetto, quindi un’attività diagnostica, e di definire gli interventi terapeutici o riabilitativi adeguati. Le tecnologie aiutano i medici in entrambe le aree. Per l’area diagnostica serve validare la funzione di alcuni sistemi e organi attraverso sistemi in grado di raccogliere dati. Diagnostica clinica basata su esami e test di laboratorio.

Una volta stabilito l’intervento terapeutico, il tutto è svolto con strumenti tecnologici. La gestione delle informazioni cliniche è diventata fondamentale: lo scopo di cura è scontato, ma ci sono anche gli aspetti medico legali e le richieste di rimborso delle prestazioni. Con la cartella clinica cartacea viene spedita all’ufficio cartelle cliniche, il quale si occupa dei diversi aspetti. Ora viene utilizzato un supporto tecnologico, con basi di dati, la cartella clinica elettronica. Sistema complesso da gestire, ma così ogni attività ha il suo supporto tecnologico, che ne aumenta l’efficienza.

La medicina si avvale della tecnologia, che deve essere molto efficiente, altrimenti il problema si riflette sulla clinica del paziente. La diagnosi è basata su valutazioni funzionali, diagnostica e immagini. L’area terapeutica comprende diversi rami e per questo la sua organizzazione è particolarmente impegnativa. Comprende infatti terapia chirurgica, organi artificiali e protesi, interventi a bassa invasività per guarire patologie molto diffuse; non richiedono molta tecnologia, ma l’aspetto organizzativo viene gestito da diversi strumenti tecnologici.

Vanno anche tenuti sotto controllo i costi, molto elevati nella sanità. L’aspetto terapeutico, la terapia è spesso farmacologica, non invasiva. Anche qui però la prescrizione e la distribuzione dei farmaci sono gestite dalla tecnologia. Necessità di supporto anche per la riabilitazione. Una serie di attività mediche su cui è basata la medicina che si devono basare sulla tecnologia.

Dobbiamo capire cosa serve per sviluppare un dispositivo medicale e cosa gli permette di essere utilizzato ed efficiente. Lo sviluppo di un prodotto medicale è simile a un prodotto per il mercato in generale. Nello sviluppo industriale si è cercato di avvicinare le catene produttive per sfruttare delle sinergie. Ci sono condizioni diverse per i dispositivi medicali perché interagiscono con la vita degli individui che li utilizzano.

L’obiettivo è quello di garantire il buon funzionamento del mercato interno EU garantendo qualità ed efficienza, ma anche salute e sicurezza a diversi utilizzatori, prima che venga introdotto sul mercato. Se sviluppiamo dispositivo efficace e sicuro sappiamo che facciamo un passo avanti nella cura dei pazienti e sono vantaggiose per gli stessi, quindi se è a vantaggio del paziente allora lo sarà anche per tutta la catena di valore che ci sta dietro.

Negli anni sono state emanate normative per regolamentare queste attività. Quando si sviluppa qualcosa di innovativo non si può seguire una regolamentazione. Sulla base di ciò, dopo che sono stati inventati dei dispositivi efficienti e vantaggiosi per il paziente, si creava il business attorno a questi dispositivi. Gli effetti collaterali ci sono per forza in una certa percentuale. Percorso preclinico dei farmaci, risultato di sperimentazioni o in vitro o nell’animale. Sulla base delle evidenze precliniche se ne dimostra l’efficacia.

Per i dispositivi medicali c’erano solo delle direttive, non delle regolamentazioni, fino al 2017 quando è stato emanato un regolamento che regola una nuova normativa. Il regolamento del parlamento europeo e del consiglio relativo ai dispositivi medici è il New EU Medical Device Regulations, entrato in vigore nel 2020 mentre per i dispositivi diagnostici entrerà in vigore nel 2022.

New EU Medical Device Regulations

Questa normativa deve riuscire ad equiparare il medical device al farmaco, garantire un elevato standard di qualità, efficienza e sicurezza. Introdurre una normativa non è facile perché se sei una realtà industriale che sviluppa un prodotto e devi sottostare alla regolamentazione, può diventare stringente per le industrie di questi dispositivi. Dal 2017 al 2020 hanno avuto il tempo di organizzarsi, devono dunque avere delle persone che si occupino di ciò. La road map dal 2017, per i dispositivi medici attivi da maggio 2020. Ci sarà la necessità di affrontare sia il livello clinico che quello industriale.

Dobbiamo stabilire cosa è un dispositivo medico: qualunque strumento, apparecchio, apparecchiatura, software, impianto, reagente materiale o altro destinato dal fabbricante a essere impiegato sull’uomo, da solo o in combinazione, per una o più delle seguenti destinazioni d’uso mediche:

• Diagnosi, prevenzione, monitoraggio, previsione, trattamento o attenuazione di malattie.
• Diagnosi, monitoraggio e cura o compensazione delle disabilità.
• Studio, sostituzione o modifica di un processo o stato fisiologico o patologico.

Nomenclatura dei dispositivi medici

La normativa vigente assegna al Ministero della Salute, in qualità di Autorità competente, il compito di coordinare la vigilanza e il monitoraggio sulla circolazione dei Dispositivi Medici. Stabilire quali dispositivi vanno considerati dispositivi medicali, se il dispositivo entra in una di queste voci si sa già che c’è una regolamentazione ed è stato modificato per gestire il suo elenco e le caratteristiche per far rientrare il dispositivo nella categoria.

Le direttive suddividono i dispositivi in tre categorie:

• Diagnostici in vitro (IVD)
• Dispositivi medici
• Dispositivi impiantabili attivi

I dispositivi medici, non in vitro, disciplinati dal decreto del '97 prevedono quattro categorie:

• Classe I: dispositivi meno critici, basso rischio: non attivi e non invasivi, non sterili e non per misura.
• Classe IIa: dispositivi a rischio medio, non attivi e attivi che interagiscono con il corpo in modo non pericoloso.
• Classe IIb: con un certo rischio, non attivi o attivi, invasivi, ma interagiscono con il corpo in modo pericoloso.
• Classe III: alto rischio impiantabili, con farmaci o con farmaci che derivano da composti isolati agli animali, dispositivi che agiscono su organi vitali.

Regolamentazione: tutti i prodotti devono essere conformi alla regolamentazione. Ci sono prodotti della medicina estetica che sono molto invasivi per il paziente e anche questi devono esser ben regolamentati. Per la prima volta sono coperta da un regolamento. La classificazione è basata sul rischio insito nel prodotto medicale. Questa nuova regolamentazione ha uniformato le cose in unico documento rendendolo più organico aggiungendo nuovi elementi: controllo più rigoroso per i dispositivi ad alto rischio, ci si è concentrati su alcuni dispositivi per riuscire a prevenire le malfunzioni e incidenti di questi, poter controllare questo sistema permette di diminuire le collocazioni maggiori dell’utilizzo di questi dispositivi medici.

Mentre un farmaco viene utilizzato per un periodo breve, alcuni dispositivi sono a lunga durata ed è necessario un controllo più rigoroso per tenere sotto controllo tutta la vita del prodotto dallo sviluppo all’utilizzo. Questo risulta impegnativo per l’industria che si occupa di produrlo, garantire che per diversi anni il dispositivo sia sicuro è problematico.

Rafforzamento per la designazione e il controllo degli organismi notificati. In Europa ci sono questi organismi notificati che fanno le verifiche di questi dispositivi; se questi enti superano determinate prova possono richiedere lo stato di organismo notificato e vanno anche verificati. All’inizio le maglie erano lasse, ora sono aumentati i controlli di questi organismi. Introduzione di un nuovo sistema di classificazione per i sistemi di organizzazione della diagnostica in vitro. Maggiore trasparenza con istituzione di una banca dati dell’unione europea mediante il collegamento di questa banca dati Europa con le altre banche dati. Sistema di tracciabilità basato sull’identificazione univoca del dispositivo. Osservare dopo anni problemi di un dispositivo in un individuo, sistema per tracciare il dispositivo medicale.

Il soggetto può risalire al processo che ha prodotto il dispositivo medicale e vedere se c’è qualcosa di anomalo. È stata introdotta una scheda d’impianto che contiene info relative al dispositivo medico impiantato nel paziente. Si hanno anche le caratteristiche delle condizioni che hanno dato luogo alla creazione e all’impianto del dispositivo.

Rafforzamento delle norme sull’evidenza dell’efficacia clinica, vanno prodotte evidenze che il dispositivo sia efficace. Vincolante per l’industria del settore perché deve anche dimostrare il vantaggio clinico altrimenti non conviene usarlo a livello clinico, per dispositivo medicali che fanno poco è difficile dimostrarlo perché l’effetto può essere davvero blando. L’efficacia clinica è dimostrata essenzialmente per i farmaci e non si è riusciti a dimostrare ad esempio l’efficacia dei farmaci omeopatici, quindi queste sostanze non rientrano nella classificazione dei farmaci. Avviene lo stesso per i dispositivi medici, per questo sono necessari studi clinici, attivare una serie di attività legate all’azione di alcuni attori, tra cui medici e il personale che gestisce la raccolta e l’analisi dei dati. Ci sarà sempre più necessità che dimostri l’efficacia clinica di questi dispositivi.

Altro elemento è il rafforzamento dei requisiti di sorveglianza post-commercializzazione per i produttori, monitoraggio periodico dei pazienti. Sistemi di monitoraggio basati su sistemi di raccolta dati e valutazioni ambulatoriali o di laboratorio. Meccanismo di coordinamento tra i paesi dell’unione europea nei settori della vigilanza. Si è cercato di ottimizzare l’azione di sorveglianza dell’UE. I dispositivi devono essere progettati e fabbricati in modo da garantire le caratteristiche e le prestazioni. Questi elementi innovativi devono permettere che la progettazione e la fabbricazione deve essere basata su materiali accettabili dall’organismo non tossici e non infiammabili.

Ci deve essere compatibilità tra i materiali utilizzati e i tessuti biologici e i risultati della modellistica teorica devono essere dimostrati e utilizzati nella valutazione del medical device. Mediante lo studio teorico si può dimostrare se uno strumento funziona o meno con l’organismo. Dobbiamo dimostrare la validità del sistema durante uno studio clinico. La sperimentazione può essere fatta con modelli teorici e dati che ci permettono di dimostrare a livello teorico se il sistema ha le basi per esser efficace.

Se il dispositivo deve essere usato dai medici allora il campo si restringe. Se chi lo produce deve anche dimostrane l’efficacia lo può fare con modelli teorici, chiaramente questa sarà fatto da ingegneri. Persone in grado di lavorare su modelli teorici, considerare variabili non solo tecniche, ma anche cliniche. Si tratta di dimostrare l’efficacia e la sicurezza partendo da modelli teorici. Figura dell’ingegnere che lavora nell’ambito biomedico e si stanno predisponendo elenchi di ingegneri che possono certificare che studi con modelli teorici sono adeguati secondo la normativa europea.

Conformity Assessment: verifica = un processo specifico svolto dal produttore per dimostrare che un prodotto è conforme ai requisiti legislativi prima di essere immesso sul mercato. Sono definiti due aspetti dei prodotti: progetto e produzione. Ci sono diverse possibilità in base al livello di rischio: per la classe I può essere fatta dal produttore, essendo a basso livello di rischio. Per le altre classi, questa verifica che il dispositivo risponda ai criteri della normativa deve essere fatta da un ente notificatore, abilitato a questa funzione se ha le competenze per poter giudicare un dispositivo medicale.

Necessità di verificare il prodotto sia tracciabile, mettere in piedi e mantenere un sistema che assicuri che ogni prodotto singolo va controllato partendo dal materiale utilizzato/processato e tenere traccia delle manipolazioni, delle lavorazioni e del packaging. Inoltre, è importante l’immagazzinamento, il trasporto e la consegna. Bisogna avere un’infrastruttura impegnativa. Lo spin off dovrà essere l’occasione per mettere a punto il prodotto e se funziona viene poi acquistato da una multinazionale.

Si parte dalla normativa e poi la produzione deve esser in regola con la normativa. Successivamente si deve vedere se viene approvato con operazioni di validazione coinvolgendo terze parti, come gli enti notificati. Poi verifica che può dar luogo a risultato positivo se l’ente notificato lo ritiene adeguato, altrimenti bisogna tornare al punto iniziale, mettendo in discussione tutto il percorso. Un medical device potrebbe esser il software. La varietà dei dispositivi è ampia, si sta creando un mondo molto più ampio di quello dei farmaci. Alcuni farmaci sono anticorpi monoclonali. I primi anticorpi sono stati estratti da animali o con biotecnologie. Tutta la farmacologia alla base dell’industria farmaceutica è basata su composti chimici e farmaci biologici. Dopodiché vi è la terapia cellulare.

Il mondo dei dispositivi medicali si basa su di una eterogeneità enorme. Questo mondo di materiali e sistemi che devono interagire con l’organismo è più complicato quindi sono necessarie figure che sappiano lavorare su argomenti eterogenei, come la nostra figura professionale, una figura trasversale. Devi essere in grado di conoscere diverse tipologie di tecnologie. Dopo che è stato identificato il procedimento va determinata la nomenclatura e verificare che tutto sia adeguato e funzioni. Viene identificato come prodotto che ha superato la regolamentazione con il marchio CE che può coprire alcune esigenze della normativa riguardo a diversi aspetti come l’impatto ambientale, la sicurezza delle persone.

Ci sarà il marchio CE per i medical device, procedure di conformità che verifica i requisiti essenziali, certificazione rilasciata dagli organismi notificati accreditati. Normative ISO, sistemi di gestione per la qualità. Per chiudere il percorso serve attuare le procedure, documentare la qualità e dimostrare a terzi la qualità del procedimento. Chi certifica questo livello di qualità deve essere a sua volta certificato per poter giudicare questo processo. Il fabbricante può rivolgersi a qualsiasi organismo notificato e fare il conformity assessment. Va tutto registrato nella banca dati del ministero della salute.

Dopo la certificazione è necessario un identificatore univoco che permetterà di tracciare il dispositivo. Ci saranno poi restrizioni e obblighi per la catena di distribuzione che deve permetter di gestire il tutto in modo sicuro e tracciabile. Sorveglianza dopo la vendita. La stessa cosa deve essere applicata ai farmaci. Capita, infatti, che talvolta siano ritirati dal mercato se insorgono problemi clinici sulla popolazione generale. Anche nel settore dei dispositivi sono necessari nuovi servizi che lavorano sulla sorveglianza post-vendita.

Nomenclatura dei dispositivi medici: categorie

• A: Dispositivi da somministrazione e prelievo di composti.
• B: Dispositivi per emotrasfusioni ed ematologia.
• C: Per l’apparato cardiocircolatorio.
• F: Dispositivi dialitici.
• G: Per apparato gastrointestinale.
• H: Dispositivi da sutura con caratteristiche regolate e controllate per resistenza adeguata, deve interagire con i tessuti in modo adeguato e deve garantire le caratteristiche che servono a seconda delle esigenze del chirurgo.
• J: Impiantabili e attivi.
• K: Elettrochirurgia e chirurgia mininvasiva.
• L: Strumentario chirurgico pluriuso.
• M: Per medicazioni generali e specialistiche.
• N: Per sistema nervoso e midollare.
• P: Dispositivi protesici impiantabili per osteosintesi.
• Q: Per odontoiatria, oftalmologia e otorinolaringoiatria.
• R: Apparato respiratorio e anestesia.
• S: Per sterilizzazione.
• T: Protezione.
• U: Apparato urogenitale.
• V: Vari.
• W: Dispositivi medico-diagnostico in vitro.
• Y: Supporti per disabili.

Le categorie a loro volta sono suddivise in sottocategorie. Ci sono più di 7000 codici nella classificazione nazionale dei dispositivi medici.

Information technology

Software per dispositivi medici

• Software per uso clinico: Con l’entrata in vigore del nuovo regolamento europeo sui dispositivi medici (UE 2017/45).