生产工艺论文提纲

论文题目：β-磷酸三钙/聚乙烯醇人工角膜支架生产工艺与应用研究

摘要：β-磷酸三钙（β-TCP）/聚乙烯醇（PVA）人工角膜产品是一种三类无菌植入型医疗器械产品,可通过植入人眼治疗角膜盲患者。根据医疗器械相关法规要求,医疗器械在生产和应用前必须保证产品的质量具有持续可靠的稳定性和达到国家法律法规规定的相关生产质量标准。为保证产品的安全和可靠,企业必须对医疗器械产品的生产实行生产工艺验证,并且满足医疗器械生产质量管理认证（即医疗器械Good Manufacturing Practices,GMP）。目前,β-TCP/PVA人工角膜产品尚未经过系统的生产工艺验证。为了完成β-TCP/PVA人工角膜产品生产工艺验证,本课题以六西格玛质量管理办法为指导,对β-TCP/PVA人工角膜支架产品生产工艺过程进行系统的开发、管理和控制,同时评价β-TCP/PVA人工角膜支架的长期稳定性和生物相容性。本课题的研究内容及结果如下:1、运用六西格玛管理办法对β-TCP/PVA人工角膜支架的生产工艺进行验证研究。结果表明:1)β-TCP/PVA人工角膜支架的关键质量特性为含水率（≥70%）和力学性能（≥0.65MPa）;2)破坏性拉力测量系统研究变差（%Gage R＆R）值为18.65%,容差（%P/T）数值为22.51%,两个的数值均在规定的要求范围内（10%～30%）;3)利用显著性方差分析（P＜0.050）,确定了生产工艺中的关键输入变量——加热温度,加热时间,冷冻温度,冷冻时间,解冻时间和循环次数;4)通过全因子试验得到最优的工艺参数——加热温度95℃±5℃,加热时间3h±0.25h,冷冻温度-30℃±5℃,冷冻时间5.5h±0.5h,解冻时间75min±15min和循环次数13次±1次;5)采用统计过程控制技术（Statistical Process Control,SPC）和计算实际工序能力指数（Complex Process Capability index,CPK）对最优生产工艺参数下的生产过程进行受控分析,确定对过程产生异常波动的因素,发现其含水率、力学性能的均值-极差控制图没有出现特殊原因造成的差异,且CPK值均大于1。2、参照人工晶状体的相关标准,模拟人眼生理环境,对β-TCP/PVA人工角膜支架进行理化性能稳定性评价。研究结果表明:1)利用人工角膜支架的关键质量特性、支架的色度及细菌菌落总数等指标评价不同辐照剂量的实际灭菌效果和产品的质量情况,发现15KGy是最佳的辐照剂量;2)辐照灭菌后的支架在45℃水温下模拟眼内环境5年的水解试验,120天水解试验后含水率和断裂伸长率均有所下降（含水率下降至73%,断裂伸长率下降至313.66%）,而拉伸强度升高至0.9MPa,离子色谱（Ion chromatography,IC）和电感耦合等离子体发射光谱（Inductively coupled plasma emission spectrometer,ICP-OES）测试显示水解液中均有微量Ca2+和Ca元素的析出,但支架性能仍在可控范围内,能满足人工角膜的性能要求;3)55天的加速老化光照反应后支架的含水率降至60%,断裂伸长率降低至281%,拉伸强度增大至0.87MPa,IC和ICP-OES测试发现支架受紫外光照射的影响会有微量的Ca2+和Ca元素析出,但支架性能仍在可控范围内,能满足人工角膜的性能要求。3、根据《医疗器械生物学评价》GB/T16886的要求,对改进后的β-TCP/PVA人工角膜支架进行了体外细胞毒性试验、急性全身毒性试验、动物皮内反应试验和眼刺激试验4项生物学试验,并通过SPSS和MINITAB统计软件分析差异。结果表明:β-TCP/PVA人工角膜支架的体外细胞毒性为1级,无急性全身毒性,无皮内反应和无眼刺激反应,说明改进后β-TCP/PVA人工角膜支架生物相容性优异,符合GB/T16886的要求。

关键词：β-TCP/PVA人工角膜支架;生产工艺验证;六西格玛;稳定性;生物相容性

学科专业：化学工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第1章 前言

1.1 研究背景

1.1.1 医疗器械生产工艺验证

1.1.2 医疗器械生产工艺验证理论

1.1.3 六西格玛理论结合工艺验证

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.3.1 人工角膜

1.3.2 论文研究的目的和意义

1.3.3 论文研究的主要内容

1.3.4 论文研究的创新点

第2章 β-TCP/PVA人工角膜支架生产工艺研究

2.1 引言

2.2 实验方法

2.2.1 实验药品

2.2.2 实验仪器与设备

2.2.3 β-TCP/PVA人工角膜支架的制备方法

2.2.4 β-TCP/PVA人工角膜支架性能测试方法

2.2.5 β-TCP/PVA人工角膜支架工艺研究方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 定义要求和目标分析

2.3.2 测量系统结果分析

2.3.3 关键因素识别结果分析

2.3.4 关键工艺优化结果分析

2.3.5 工艺控制和保持结果分析

2.4 本章小结

第3章 β-TCP/PVA人工角膜支架长期稳定性评估

3.1 引言

3.2 实验方法

3.2.1 实验仪器和设备

3.2.2 实验药品

3.2.3 灭菌技术的剂量确认

3.2.4 长期理化稳定性评价

3.3 结果与讨论

3.3.1 灭菌剂量分析

3.3.2 长期理化稳定性分析

3.4 本章小结

第4章 β-TCP/PVA人工角膜支架生物相容性评价

4.1 引言

4.2 试验方法

4.2.1 实验仪器与设备

4.2.2 实验药品

4.3 生物相容性试验及评价方法

4.3.1 无菌样品准备

4.3.2 体外细胞毒性试验

4.3.3 急性全身毒性试验

4.3.4 皮内反应试验

4.3.5 眼刺激试验

4.4 试验结果与讨论

4.4.1 体外细胞毒性

4.4.2 急性全身毒性

4.4.3 皮内反应试验

4.4.4 眼刺激试验

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

指导教师对研究生学术论文的学术评语

学位论文答辩委员会决议书

致谢