「積層製造」(Additive Manufacturing)，又稱為3D Printing，是這幾年來被公認是未來最具前景的新興跨產業製造技術之一，從汽車、航太、醫療、國防等高階工業製程，到一般性消費商品、教學訓練用具等等，其應用領域的廣泛與多元，很可能已遠超過你(妳)我的想像；而事實上，早在許多年前，在醫療領域中即發現已開始有運用3D Printing技術的蹤跡，比如說：利用3D Printing技術來製造可供復健或輔助病患行動用的輔具(如外骨骼)、或可供醫學教學用的解剖模型，同時，也由於此項新興技術本身還兼有著快速與便利等特性，故使得其被更進一步地拿來應用在「定點照護」(Point of Care，簡稱PoC)場合中製造Patient-Matched醫療器材，來更快速的回應病患需求並提供其個人化照護。對此，根據美國「食品藥物管理局」(Food and Drug Administration，簡稱FDA)於去年所發布的一份官方消息指出，為解決在COVID-19大流行期間所造成的醫療器材製造供應鏈中斷與產品嚴重短缺等問題，該國境內的一些「健康照護機構」(Healthcare Facility，簡稱HCF)與醫療專業人員已開始積極地與3D Printer製造商合作，透過共同使用3D Printing技術並妥善利用當地可得的材料等方式，來生產例如：面罩、面罩支架、鼻咽拭子與呼吸器零件等防護用醫療器材。由於在這段期間3D Printing技術的大量使用，成功的為該國的防疫工作帶來了相當大的助益，故也使得FDA的焦點，又再次落在了將3D Printing技術運用在PoC場合來製造醫療器材產品時所展現出的靈活性與發展潛力上，並且指出，於前述這類新型態的異業合作製造模式下，雖然HCF不太可能會像傳統醫療器材製造商般，非常熟稔FDA的醫療器材法規監管要求，但即便如此，HCF仍然要確保其將3D Printing技術應用至PoC場合中所製造的任何最終成品，皆為可發揮預期功能且不會讓病患面臨不合理安全風險的高品質醫療器材；且同時，由於HCF可透過不同的模式於PoC場合中進行3D Printing相關活動，故針對每一種可能模式(或者說潛在情境)，於實務上，各皆有其相應的問題待解。有鑑於此，在歷經多次與國內相關業者的互動討論後，FDA終於在2021年12月10日時，發布了一份名為「於定點照護場合中3D Printing醫療器材(3D Printing Medical Devices at the Point of Care)」的「討論文件」(Discussion Paper)，其主要目的，是希望在其將來正式提出指引文件草案前，能夠事先收集到外界(例如：醫療器材產業界、製造商、醫療照護服務提供者、醫療機構和其他利益相關者等)對於主管機關針對「在PoC場合中以3D Printing技術製造醫療器材的法規監管方法所提出的初步構想」以及「在不同製造情境下所可能面臨的潛在問題」所提供的回饋或建議。由於各界對這份討論文件的意見回饋，勢必將牽動到未來美國FDA對於3D Printing技術於醫療器材領域應用的管理走向，故以下，筆者決定將藉由拆分為(上)(下)兩篇文章的方式，來與讀者們較詳細的分享一下，在這份新公布的討論文件中，到底有哪些個重要內容？
在初看這份「討論文件」內容後，筆者認為其約莫涉及如後幾個部分：(一)點出FDA事先所考量的相關背景(此包括：用詞定義、於現行規範架構下與醫療器材製造商有關的法規要求、「醫療器材與放射健康中心」(Center for Devices and Radiological Health，簡稱CDRH)過往對於3D Printing所採取的規範態度、以及PoC 3D Printing Facility本身所既有的相關能力將如何影響其所製造的醫療器材的安全與有效性等)；(二)鑑別出於PoC場合以3D Printing製造醫療器材所帶來的挑戰，並針對於不同製造模式(例如：HCF與傳統醫療器材製造商同地協作)嘗試提出幾種可能的法規監管方法與問題，以作為將來制定政策時的重要參考基礎；(三)提出待討論的關鍵問題向各利益相關者尋求回饋意見與相關建議。而考量篇幅，筆者打算在這(上)篇文章中(即本文)，先針對前述第(一)與第(二)點的部分內容，進行重點式說明(至於FDA針對不同的製造模式究竟嘗試提出了哪些個可能的法規監管方向？以及於前述第(三)點所提到的關鍵問題等部分，則將會留到(下)篇文章中，再續與讀者們介紹)，如下：
文件適用範圍
1. 首先，這份文件並不是打算要提出(或實施)一項關於「在PoC場合以3D Printing製造醫療器材」的法規監管政策，取而代之者，FDA之所以會發布這份文件的目的，主要是想要引發此領域各利益相關者的積極討論與回饋，並想為將來進一步制訂適當的法規監管方法，提供重要參考資訊。
2. 其次，這份文件僅適用於當CDRH是FDA對上市前審查與法規監管具主要管轄權的醫療器材。
3. 再者，就這份文件中所提到的相關規範概念，遇有下述情況亦不適用：
(1) 對於不受醫療器材、生物列印(Bioprinting)等法規監管的藥物、生物製劑、人體細胞、組織或「以細胞或組織為基礎的產品(HCT/Ps)」的3D Printing。
(2) 對於組合式產品中所含之非醫療器材組成構件，或組合式產品中所含之醫療器材組成構件，而CDRH不是FDA負責上市前審查和監管的主要管轄中心。
4. 另外，對於發生在non-PoC facilities的3D Printing活動，也不在這份文件的適用範圍內。
重要用詞定義
就於這份文件中所提到的幾個重要用詞，略臚列於下：
- 「健康照護機構」(Healthcare Facility 即HCF)：
a. 係指主要負責為特定及一般性醫療情況提供診斷、治療(例如：醫療、職業、語言、物理)、手術與其他病患服務之機構。
b. 於HCF內部亦可包含用於PoC場合之3D Printing設施設備。
c. HCF的相關人員可包括：醫師、外科醫師、牙醫師及其他臨床醫師與專業健康照護人員(例如：臨床工程師、工程師及研究人員)。
- 「於定點照護場合執行3D Printing之機構」(PoC 3D printing facility)：
a. 係指於病患附近或現場(例如：醫院、非住院手術機構、門診治療機構、醫師辦公室或某些牙科實驗室)進行以3D Printing設備來製造醫療器材相關活動的物理位置。
- 「3D Printing醫療器材生產系統」(3D printing medical device production system，簡稱MDPS)：
a. 於實務上，MDPS是一種結合原材料、軟體與數位檔案、主要生產設備及後續加工處理設備(如適用)的整合系統，它可供健康照護服務提供者或健康照護機構使用，以便在PoC場合中製造能夠用來治療或診斷病人、或預防或減輕疾病、或影響身體結構(或功能)的某種特定類型的醫療器材。
b. 一個MDPS，亦包含了其所意圖生產製造的特定醫療器材。
FDA先前對3D Printing究竟抱持著何種規範態度？
1. 原則上，FDA並不會就所有的3D Printing活動進行管制，但當這類活動是為了製造醫療器材，例如意圖供醫療目的使用之的產品時，FDA便會對這類以製造供醫療目的使用的醫療器材的活動進行法規監管。
2. 當3D Printing活動是基於一般性、非醫療目的(例如在教育、建築、藝術與珠寶等方面應用)時，其產品上市並不需要取得FDA的上市許可，且在前述情況下，FD&C Act中所有關於醫療器材的法規要求，亦不適用於這些產品的製造商(因理由是該產品並不符合法定醫療器材的定義)。
3. 就意圖供在PoC場合中製造特定類型醫療器材而使用的3D Printing System(也就是前面內容所提到的MDPS)，基本上可以上市並進行商業性販售的，且針對這類案例，該MDPS將會被FDA認為是一種可以「共同達成某種醫療目的」的產品，依FD&C Act規定，該MDPS將會被視為是一種醫療器材(這裡值得留意的是…FDA也將會對生產該MDPS產品的製造商及進行商業販售的法人單位應擔負的責任進行管控)。
PoC 3D Printing Facility本身既有的相關能力將如何影響其所製造的醫療器材的安全與有效性？
1. 根據近兩年的實務觀察，FDA發覺到，HCF可以藉由多種不同的模式(例如：與MDPS產品製造商共同合作)，來進行特定類型(或客製化)的醫療器材的製造，且不同的PoC 3D Printing Facility其各自也可能有著不同的以3D Printing技術來製造醫療器材的能力與經驗。
2. 承上述，從機構營運的角度來看，當某HCF打算於其下所設置的PoC 3D Printing Facility中以3D Printing技術來製造醫療器材時，其最可能且便利的情況，便是直接援用該HCF內部的既有流程，例如：
- 相關認證
- 州層級法規
- 自願性共識標準
- 臨床實務指引文件
- 內部管控程序
3. 綜合上開內容，FDA乃作出如後結論，亦即：於單一HCF內所設置的PoC 3D Printing Facility，雖依其本身既有能力與經驗，或能夠以3D Printing技術來製造某些特定類型的醫療器材，但由於不同的醫療器材產品本身所具有的複雜度與風險並不相同，故實際上較難輕易的被擴張套用至其他不同類型醫療器材的製造上。
除考量上述相關背景外，FDA還更進一步地把其在COVID-19大流行前與大流行期間所觀察到的「於PoC場合中以3D Printing技術來製造醫療器材時所可能帶來的挑戰」放進了這份討論文件中，故趁著這機會，筆者也一併把這部分的重點(也就是FDA發現有哪些挑戰與原因理由)為讀者們整理於下：
(一) 要如何確保在PoC場合中以3D Printing技術製造的醫療器材是為安全與有效的？
相關說明：FDA指出，進行法規監管的目的，主要是聚焦在要為所製造使用的醫療器材產品，確實為安全且有效提供合理保證此點上；而從整體產品生命週期管控的角度來看，前述保證，當然也應適用在該產品究竟是在何處？以及其究如何被製造等部分，因此，在PoC場合中(即何處)，以3D Printing技術製造(即其如何被製造)的醫療器材，要如何能夠確保其仍為安全且有效的，便是促進這領域正向發展時，在法規監管上所最先面臨到的挑戰之一。
(二) 要如何確保對於PoC場合以3D Printing製造的醫療器材有進行適當管控？
相關說明：在醫療器材產品的設計與製造過程中，適當的管控有助於確保該項產品的規格可確實符合相關要求，雖然，在傳統醫療器材製造的過程中，那些管控方法已經被良好的加以定義，但是，針對在PoC場合利用3D Printing技術來製造醫療器材的過程中，到底有哪些公認合適的管控方法可以被業者加以採用？至目前為止，仍然不夠明確，而這便是在法規監管上所面臨到的挑戰之二。
(三) 要如何釐清並明確化責任主體？
相關說明：FDA解釋，按現行FD&C Act規定，就相關法規要求的適用，主要是以該法人單位於醫療器材整體產品生命週期內所進行的活動來加以判斷，不過，FDA也補充，於現階段針對於PoC場合中所進行的3D Printing相關活動的責任擔負(例如：產品設計、測試、上市前文件提交、製造、品質管控、客訴處理、不良事件報告與矯正措施等)，可能會存在著某種程度的不確定性！有鑑於此，FDA乃於此文件中特別提醒並建議負責PoC的3D Printing的法人單位，應該要主動的瞭解與這些活動相關的醫療器材法規要求，而這，便是在法規監管上所面臨到的挑戰之三。
(四) 要如何強化PoC的能力與訓練？
相關說明：FDA於文件中提到了幾個思考面向：
- 第一，是技術面：指出目前已出現許多3D Printing技術(例如：立體生物列印技術、噴墨列印技術、選擇性雷射燒結技術、熔融沉積成型技術、立體光刻成型技術等)，而每一種技術，在不同的臨床應用中，都各自有其優/缺點。
- 第二，是角色功能面：根據FDA所收集的實務案例顯示，有不少情況是PoC 3D Printing Facility專責所製造醫療器材的後階段複雜度較高的後處理，例如：病患-匹配(Patient-Matching)處理或後續加工處理(Post-Processing)等活動，以產生最終的醫療器材成品。
- 而第三，則是風險面：點出不同的醫療器材產品風險，可能會因為其本身預期用途與所包含的技術性特徵而有所差異。
在綜合了以上三個面向的前提下，FDA提醒在PoC場合中進行3D Printing相關活動的法人單位，當其在執行這些活動時，除應具備必要的專業知識與專長外，也應該再進一步思考要如何透過合適的教育訓練來強化其相關操作人員的能力？而這，即是在法規監管上所面臨到的第四項挑戰。
參考資料
- For more information about the “FDA In Brief: FDA Publishes Discussion Paper and Seeks Public Input on 3D Printing of Medical Devices at the Point of Care”, please refer to this website：https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-brief-fda-publishes-discussion-paper-and-seeks-public-input-3d-printing-medical-devices-point
- For more information about the “3D Printing Medical Devices at the Point of Care: Discussion Paper”, please refer to this website：https://www.fda.gov/medical-devices/3d-printing-medical-devices/3d-printing-medical-devices-point-care-discussion-paper
- About the full text of “3D Printing Medical Devices at the Point of Care: Discussion Paper”, available at this website：https://www.fda.gov/media/154729/download
- For more information about the “3D Printing of Medical Devices”, please refer to this website：https://www.fda.gov/medical-devices/products-and-medical-procedures/3d-printing-medical-devices
- For more information about the “Leveraging 3D Printing Capacity in Times of Crisis: Recommendations for COVID-19 Distributed Manufacturing for Medical Equipment Rapid Response”, please refer to this website：https://www.mdpi.com/1660-4601/17/13/4634/htm
