[RA] 의료기기 규제과학전문가 - 제2장 3부: 시판 전 인허가 및 사후 관리

의료기기 기준 규격 및 시험 검사의 이해

 

 의료기기 공통 기준 규격은 크게 아래 2가지로 구성: (1) 포괄적 기준 적용 이후 (2) 품목별로 규격 개별 적용

1.       포괄적으로 적용되는 기준 규격

①       의료기기의 전기`기계적 안전에 관한 공통 기준 규격

②       의료기기의 전자파 안전에 관한 기준 규격

③       의료기기의 생물학적 안전에 관한 기준 규격à 인체에 접촉 or 이식되는 기기에 한해 적용

 

2.       의료기기 품목별로 구분 적용되는 기준 규격

①       전기 사용하는 품목

②       전기 사용하지 않는 품목

 

1-1  포괄 기준 - 전기`기계적 안전에 관한 공통 기준 규격

2015년부터 식약처 제정 [전기`기계적 안전에 관한 공통 규격]: IEC 60601-1 (제3판) 심사의 공정성, 투명성 제공

해당 규격은 의료용 전기기기 (ME기기) 및 의료용 전기시스템(ME시스템)의 기본 안전 및 필수 성능을 확인하여 위험관리 프로세그를 통해 적합성 확인 위해 적용: ME, Medical Electrical

이 규격에 규정된 특정 시험들에 사용되는 방법을 특정(모든) ME기기/시스템에 적용할 것을 권고하기 위함.

그러나, 체외진단용분석기기(IVD)와 인체 이식형 전자의료기기의 이식부품(AIMD, active implantable medical device)에는 적용되지 않음 (별도규격)

 

공통규격: 의료용 전기 기기 안전성, 필수 성능 공통 적용 규격

 

기기, 부속품, 기기 부분을 기술하는 용어 관계:

①       고정형: 영구적 / 공구로만 떼어낼 수/ 고착 시킴

②       거치형: 설치 시 이동을 의도하지 않음

③       운반가능형: 설치되고 사용될 시 접속 유무에 관계없이 이동 제한 없음

④       이동형: 자체 바퀴에 지지된 상태로 이동, 운반 가능

⑤       휴대형: 1인 이상의 사람이 이동시키는 것을 의도

⑥       신체착용형: 기기 의도한 사용이 환자의 착용 상태, 옷에 장착한 상태

⑦       수지형: 손으로 지지

 

ME 위험관리에 대한 일반 요구사항: ISO 14971:2007

 

ME기기 단일 고장 형태:

단일 고장 안전 확보: 위험이 허용될 수 있도록 설계/제조해야

 

ME기기 단일 고장 안전:

a)	고장 확률을 무시할 만큼 줄일 수 있는 단일 수단 사용
b)	단일 고장 상태는 발생하지만: l   위험 줄이는 제2의 수단이 고장 나기 전에 최초의 고장을 감지 l   위험 줄이는 제2의 수단이 고장 날 확률은 무시할 수 있을 정도로 낮다

*   단일 고장 상태가 다른 단일 고장 상태를 발생시킬 경우: 2개의 고장은 1개의 단일 고장으로 간주

 

일반적인 고장의 범주

a)	확률 낮아 무시 가능 이러한 고장 발생 위험- 허용 가능
b)	확률이 고려될 수준으로 높지만, 한번에 1개만 고려할 정도(단일고장) 높지는 않음. 이 범주의 고장은 이 규격에서 정한 모든 단일 고장상태, 그리고 ISO14971 적용 시 단일 고장 포함
c)	확률의 발생 가능성이 매우 높음. 예측이 불가. 탐지 불가. 그 상태를 정상 상태로 간주하고 각각 또는 집단적으로 고려

 

 

비상 정지 장치 요구 사항:

비상정지장치는 조작자가 쉽게 접근할 수 있어야 한다. / ME장치의 정상 가동의 일부분 아니다./ 모든 회로의 부하를 차단./ 하나의 단일 행위 결과로 작동해야 한다. / 붉은색 조작버튼 + STOP표시/비상정지시 장비는 정지 상태 유지.

 

 

ME기기 표시 규격

장착부:

조작지시서 기출:’ 21.11     ISO 7000-1641	재사용 불가 심볼  “Do Not Reuse’” “Single Use Only” ISO 7000-1051	100V-240V 100V와 240V 사이인 공급 전원에 접속 120 / 220 / 240V 120V 또는 220V 또는 240V인 공급 전원에 접속	표시등 색의 의미   RED- 경고: 즉각 대처 YELLOW - 주의: 신속 대처 GREEN- 사용 준비   기타색: 적황녹 이외 의미
	내제세동 B형 장착부 IEC60417-5841 내제세동 BF형 장착부 IEC60417-5334 내제 세동 CF형 장착부 IEC60417-5336		B형 장착부 IEC 60417-5840 BF형 장착부 IEC60417-5333 CF형 장착부 (심장직접) IEC60417-5335
	경고: 전기 ISO 7010-W012		위험전압 IEC 60417-5036
	접지 (대지) IEC 60417-5017		보호접지 (대지) IEC 60417-5019
	OFF IEC 60417-5008 전원스위치		ON IEC60417-5007 전원스위치
	기기 일부분만 OFF IEC 60471-5265		기기 일부분만 ON IEC 60471-5264

※     규격에서 요구하는 심볼은 인용한 IEC 또는 ISO 발행물 요구 사항에 적합해야 한다.

 

ME 시스템 부속 문서: 포함내용들

l   제공되는 비ME 기기의 각 아이템에 대한 부속 문서

l   운반 및 보관 조건을 포함한 ME시스템 사용 허용 환경

l   ME시스템과 같이 사용되는 다중 소켓 아웃렛의 최대 허용 부하

l   ME시스템의 일부로서 규정하거나 ME시스템에 적합하다고 규정한 아이템에만 접속하라는 경고

l   제조자가 의도한 사용법 및 ME시스템을 형성하는 모든 기기 목록을 포함하는 ME사양서

 

부속문서에서 장착부 (+ 그 윗단계는 사용 가능~!)

l  심장에 직접 사용 적합: CF형 장착부

l  환자와 전기에너지/전기생리학적 신호를 교환 의도: BF형 장착부 (+CF)

l  위에 포함되지 않으면: B형 장착부 (=+BF, CF)

 

외부전원에서 에너지를 공급받는 ME 기기 분류:

l   1급 ME기기

l   2급 ME기기

l   내부 전원형 기기

 

ISM기기 분류 (ISM: Industrial Scientific & Medical 산업/과학/의학 용도로 주파수 밴드 사용하는 장비)

l   종에 따라: (1) 1종, (2) 2종 ISM기기

l   등급에 따라: (1) A급기기, (2) B급기기

 

보호수단: MOP, Means Of Protection

장착부 및 기타 접촉 가능 부분이 규정한 제한 값을 초과하지 않도록 하기 위해 ME기기는 2개의 보호 수단을 갖춰야 한다.

2개 모두 고체절연은 규정에 따른 내전압시험에 적합해야 한다.

1.       MOPP: 환자 보호수단

2.       MOOP: 조작자 보호수단

 

[의료기기 전기`기계적 안전에 관한 공통 기준 규격]: IEC 60601 규격 확립

 

IEC 규격 구성: 공통규격/ 보조규격/ 개별규격

IEC 60601-1-2: EMC

 

IEC60601-1 제3판의 주요 차이점 (2판 대비)

구분	IEC 60601-1 2판	IEC 60601-1 3
구성	10장 / 59개절	17개절
요구사항	안전성	안전성 + 필수성능 (심사 공정성 + 투명성 제공)
적용 보조 규격	2개 규격 적용 l   IEC60601-1-2 (전자파) l   IEC60601-1-3 (방사선 방어)	7개 규격 적용 l   IEC60601-1-2 (전자파) l   IEC60601-1-3 (방사선 방어) Xray l   IEC60601-1-6 (사용적합성) l   IEC60601-1-8 (경보시스템) l   IEC60601-1-9 (환경고려설계) l   IEC60601-1- 10 (인체생리학적 폐회로 제어 장치) l   IEC60601-1-11 (개인용의료기기)
시스템 장비 요구사항	없음 (필요시 IEC60601-1-1 적용)	있음
소프트웨어 요구 사항	없음 (필요시 IEC60601-1-4적용)	있음
위험관리 요구사항	없음	있음
제3판: “제품설계” 요구사항이 많아 지고 어려워짐

 

ME기기 유해 침입에 대한 보호 정도:

l  N1: 미립자 물질 침입에 대한 보호 정도를 나타내는 정수 또는 문자 “X”

l  N2: 물의 침입에 대한 보호 정도를 나타내는 정수 또는 문자 “X”

 

ME기기의 과온: [부분의 최대 허용온도]

부분	최대온도 (섭씨)
권선 절연물을 포함한 절연물
l   A종 절연재료	105
l   E종 절연재료	120
l   B종 절연재료	130
l   F종 절연재료	155
l   H종 절연재료	180
T표시를 가지는 부품	Tb
기타 부품 및 재료	C
T 발화점을 가지는 가연성 용액에 접촉하는 부품	T-25
목재	90

 

접촉 가능성 있는 ME기기 부분의 최대 허용 온도: 1초, 10초, 1분

à이 제한 값은 어른 건강한 피부 접촉에 적용 가능. (단, 신체10% 이상이 접촉한 경우에는 적용할 수 없다.)

1.       1초미만

2.       1초이상 10초미민

3.       10초이상 1분미만

4.       1분 이상

환자에게 열을 가하는 것을 의도하지 않은 장착부: 제한값 적용 à 41도씨 (최대온도 사용설명서에 기재, 안전한 접촉을 위한 조건 기재)

 

ME기기의 기계적 위해 요인:

과온은 아님. (NO온도)

전단, 절삭, 진동, 소음, 끼임, 베임, 천공, 고압유체방출, 불안정, 환자이동/위치 등

 

1-2. 전자파 관련 안전 자료

EMC Test: 전자파 적합성 시험 (Electro-Magnetic Compatibility)

1.       EMI: 전자파장해- 기기의 전자파가 다른기기에 성능에 영향 주지 않음 (내가 남에게)

2.      

EMS: 전자파내성- 전자파가 가해지는 환경애서 성능 저하없이 동작 (남으로부터 내가)

[1종기기 방사시험] 0.15~30 / 30~230 230~1,000 MHz

[전자파 안전 시험 전체적 분류]

 

오염의 등급: 연면거리 및 공간거리에서 분류되는 오염 등급

1등급	먼지, 습기 제거 위한 미시 공간
2등급	비전도성 오염만 발생하는 미시환경 (응축에 의한 가끔 일시적 전도성 제외)
3등급	전도성오염 또는 응축에 의한 전도성이 발생하는 비전도성 건조오염
4등급	전도성 먼지, 습기 조건에 의한 지속적인 전도성이 발생하는 미시 환경

 

난연성등급: ME기기 방화 외장 절연

l  FV-0 (V-0): 10초간 버너로 불 붙임 (2회) à 시편이 타는 시간이 10초를 초과해서는 안됨.

l  FV-1 (V-1) / FV-2 (V-2): 10초간 버너로 불 붙임 (2회) à 시편이 타는 시간이 60초를 초과해서는 안됨.

n  수직 연소시험

l  FH (HB): H-B 자체 소화 재질

n  수평 연소시험

 

1-3. 생물학적 안전에 관한 공통 규격

ISO 10993 적용

생물학적 안전성을 평가하려면, 의료기기의 생물학적 안전에 대한 공통 기준 규격에 따라 접촉 특성과 인체접촉 기간, 원자재의 화학적성분을 고려

의료기기 사용 원자재의 선택시 원자재 성질,특성이 사용 목적에 적합한가 고려

원자재, 첨가물, 혼합물, 잔료물, 용해물, 분해산물, 완제품에서 기타 구성성분 및 구성성분의 상호작용, 완제품의 성질과 특징고려

 

인체접촉 특성에 따른 분류:

1.       비접촉형 의료기기: 체외진단

2.       표면 접촉형 의료기기: 점막(위내시경, 콘택렌즈, 치과교정장치) & 피부 (의료용전극) & 파열된 외상표면(창상피복제)

3.       체내`외 연결형 의료기기: 혈관내 카테터, 혈액투석기/혈액여과기, 수액세트

4.       체내 이식형 의료기기: 인공유방, 인공뼈, (혈액)인공심장박동기 전극, 이식형심장충격기, 혈액모니터, 체내약품전달카테터, 백형구제거필터, 혈관내막형산소공급기 (인공폐), 정형외과용핀/플레이트

 

접촉기간에 따른 분류:

1.       제한적 접촉: 24시간 이내 1회나 반복

2.       지속 접촉: 24시간 이상 30일 이내 1회나 반복

3.       영구 접촉: 30일 초과 1회나 반복

 

용출물 세포독성 형태적 등급

l  0등급: 없음 à 과립분리, 세포용헤, 세포 성장 저해 없음

l  1등급: 아주 미약 à 형태 변화 보인 세포 20%

l  2등급: 미약 à 과립소실 세포 50%이내, 세포 성장 저해 50% 이내

l  3등급: 중증도 à 용해된 세포가 70% 이내

l  4등급: 심함 à 세포층이 거의 완전히 파괴됨

*용출: 시간, 온도, 표면적 대 부피의 비율, 용출매체 그리고 원자재의 상평성에 영향을 받는 복잡한 과정이다.

 

추가적 생물학적 안전성 평가 항목:

만성독성시험, 발암성시험, 생식과 발생독성시헙, 생분해성시헙, 독성동태시험, 면역 독성 시험.

조직/뼈에 이식의료기기à 추가적인 안전성 평가항목: 만독성시험 + 발암성시험 (거의 이 2가지)

l  발암성 시험: 한가지 동물 종 만으로 충분히 시험 가능

 

세포독성시험:   배양시험법 (균주 확인법)

1.       용출물시험

2.       직접 접촉법

3.       간접접촉법 (한천 확산 시험)

4.       필터확산법

급성전신독성시험은 아급성독성, 아만성독성, 그리고 이식시험과 같이 수행될 수 있다.

 

EO가스: 화학반응 크고, 강한 살균력à 고분자재료 멸균시 사용: But 피부/점막에 자극성, 용혈성, 변이원성

EO/ECH 가스 허용 한계

접촉시간	EO 일일 평균량	ECH 일일 평균량
영구 접촉	0.1mg >	0.4mg >
연장 접촉	2mg >	2mg >
제한 접촉	4mg >	9mg >

 

피내 반응 시험: 용매나 용출액 주사하여 DERMAL TEST à 인체 조직의 “국소반응” 평가

 

고분자 소재의 의료기기에서 얻어진 분해산물의 확인과 정량의 가속분해 시험은 37도 이상의 온도와 연화범위/용율범위이하의 온도 선정. 타당한 이유가 없는 이상 70도+/-2도 이용해야 한다.

(주의: 의료기기 안정성 시험: 실시간 노화 23도 // 가속노화 60도)

 

실험동물 복지 3R 원칙

개선 (Refinement)- 동물의 통증/스트레스를 최소화/제거하기 위해 개선

대체 (Replacement)- 다른 방법으로 동물실험 대체

감소 (Reduction)- 실험 동물 수 감소

 

 

*****임상적 민감도: 양상인자(100명)가 맞게 양성(98명)으로 나오는 경우 100명중 98명이 양성 - 98%

*****임상적 특이도: 음성인자(600)가 음성(599)으로 나오는 경우 600명중 599명 음성 - 99.8%

 

[체외진단의료기기 허가`신고`심사 등에 관한 규정]에 따라 “임상적 민감도” 및 “임상적 특이도”에 대한 검사항목을 포함하며, 민족적 요인으로 외국 임상시험을 그대로 적용하기 어렵다고 판단되는 경우 식약처장은 국내 거주하는 한국인으로부터 유래한 검체를 대상으로 한 자료를 추가 요구할 수 있다.