[00:00] Nickが言ったように、私の名前はSamです。今朝お時間を割いてご参加いただきありがとうございます。他のプラスチックウェビナーからお越しの方は、お帰りなさい。このシリーズで初めての方は、ようこそ。

[00:19] まず、私が取り上げる予定の内容を簡単に概観したいと思います。まず、生物医学分野でプラスチックがどのように使用されているか、そしてなぜ重要なのかから始めます。次に、この業界でプラスチックを試験する際に特有の考慮事項について説明し、その後、規制分野、コンプライアンス、試験におけるトレーサビリティについて時間を割きます。そして、Nickが述べたように、Q&Aで締めくくります。

[00:52] 私たちの世界、特に医療や生物医学業界をプラスチックなしで考えることは困難です。通常、材料試験の世界でプラスチックについて話すとき、私たちはそれを原材料として考え、多くの方がよくご存じの均一なドッグボーン形状で試験して、その特性を決定します。生物医学分野では、これらのプラスチックをライフサイクルの後半、つまり部品または完成品として見ることになり、それらは私たちの周りのあらゆる場所にあります。

[01:22] 医薬品セグメントでは、これらは通常、治療目的で薬剤を送達または保管するために使用される製品です。例としては、オートインジェクター、注射器、薬瓶、点滴バッグなどがあります。この小さなサブセグメントでさえ、柔軟で薄いプラスチックである点滴バッグと、はるかに剛性が高く、おそらくチャイルドプルーフキャップが付いている薬瓶との違いを簡単に見ることができます。この業界のプラスチックは非常に多様です。

[02:03] 次に、医療機器があります。これらは、診断または治療手順に使用される製品であり、通常、体温で試験する必要があります。例としては、カテーテル、チューブ、および通常医薬品分野のプラスチックと接続するルアーロックコネクタなどがあります。

[02:24] 次に、バイオテクノロジーがあります。これらの製品は通常、医薬品と医療機器の間に位置します。画面には子宮内避妊器具が表示されています。プラスチック製のフレームがありますが、銅線が体に治療を提供します。

[02:41] 最後に、包装材とPPEがあります。これらは、作業者と患者を保護し、有機物を輸送する消耗品です。例としては、フェイスシールド、実験用ゴーグル、そしておそらく最も重要なのは、単回使用滅菌包装です。これは、細菌、バクテリア、ウイルスに対する私たちの理解が進むにつれて重要になってきました。材料を洗浄する際には、滅菌して長期間保管する必要があり、後で患者に感染のリスクがないようにする必要があります。

[03:19] この業界のほとんどのプラスチック試験は部品または完成品の形で行われますが、選択される原材料プラスチックには重要な考慮事項があります。私の製品は滅菌する必要があるか、その温度に耐えられるか?このプラスチックは長期間体温に耐えられるか?患者へのリスクや不快感が生じる時間的閾値はあるか?この部品が多くの異なるアセンブリで使用される場合、どれだけ迅速かつ効果的に製造できるか?そして、ますます重要になっているのは、患者にとって安全であっても、環境への影響はどうか?

[04:02] 製造可能性から始めましょう。他のプラスチックと同様に、製造能力は非常に重要です。生物医学用途では、射出成形が最も一般的な製造方法の1つです。ここの写真は組立ラインを示しています。特に必要な時期に、これらの製品を迅速に製造することは非常に重要です。

[04:28] 次に、耐久性があります。部品であれ完全なデバイスであれ、通常、意図された期間よりも長く、より極端な条件下で持続する必要があります。ここに示されているゴム手袋について考えてみてください。私たちは、それらが柔軟で、指の動きを制限することなく手全体を覆うことを望んでいます。手の温かさや湿気に耐える必要があります。なぜなら、手袋が破れたり破損したりすると、提供者としてのあなたや患者にリスクが生じるからです。

[05:05] 次に、生体適合性があります。ISO 10993は、生体適合性を評価し、プラスチックを医療グレードとして分類するための規格です。これは、細胞毒性、患者への刺激、全身毒性、つまりデバイスが体の大きなシステムや臓器にリスクをもたらすかどうかを調べます。

[05:36] 最後に、そしてますます重要になっているのは、持続可能性です。多くの医療機器は、滅菌目的で単回使用であり、これは環境に焦点を当てています。オートインジェクター、特にGLP-1薬の増加を考えてみてください。それらは単回使用なので、薬剤が投与された後、シャープスビンに入れられ、廃棄されます。現在、多くのメーカーは、患者が使用済みのオートインジェクターを返送できるようにするイニシアチブを開始しており、シャープスを取り除き、リサイクル可能な部品をリサイクルできるようにしています。

[06:18] この分野のプラスチックについて背景を理解したところで、生物医学部品を試験する際の特有の考慮事項について説明しましょう。

[06:28] 述べたように、生物医学分野のプラスチックはドッグボーン形状であることはほとんどないため、ASTM D638などの最も一般的なプラスチック試験規格の一部に従って試験することはできません。そして、ほとんどの用途と同様に、生物医学業界のプラスチックは真空中に存在するわけではありません。規格は、デバイスをどのように試験すべきかについて優れた概要を提供しますが、誰が使用するか、どこで使用するかなど、デバイスに関連するすべての詳細を捉えられない場合があります。可能な限り、ヒューマンファクターを含め、意図された用途を模倣するように試験手順を適応させる必要があります。

[07:14] いくつかの例を挙げます。まず、投与の重要性:デバイスは緊急使用用か、それとも日常的な使用用か?オートインジェクターに戻ると、エピネフリンオートインジェクターは、アナフィラキシーを治療するために緊急時に使用されます。プラスチックキャップを時間内に取り外せない場合、患者に重大な傷害や危害のリスクがあります。GLP-1オートインジェクターの場合、キャップを取り外せなくても、それほど重大ではなく、リスクははるかに低くなります。

[07:53] 次に、使用環境があります。特にパンデミック以降、多くの治療法が患者の快適さのために在宅使用に移行しています。臨床医または医療従事者が治療を提供しているのか、それとも患者が自宅で行っているのか?デバイスに関する彼らの背景と知識は何か?

[08:17] 患者集団もあります。治療によっては、幼い子供、高齢患者、またはその間の誰でもあり得ます。製品が特定の集団を対象としている場合、彼らのスキルレベル、手のサイズ、細かい運動能力、および彼らが持つ可能性のある制限を考慮してください。

[08:41] 次に、標的経路と頻度があります。毎回体の同じ場所に注射する場合、それは時間の経過とともに有害反応やリスクを引き起こしているか?それは製品の投与方法に問題を引き起こすか?

[09:00] これらは、規格外の追加試験が必要かどうかを決定する際に考慮すべき意図された使用要因のほんの一部です。他の例には、輸送、保管、その他の環境要因が含まれます。これらが意図された使用の一部でなくても、製品が患者または臨床医に届くまでに経験する条件は、使用時のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。

[09:35] 意図された使用についてより良く理解したところで、考慮すべき他の部品固有の要因がいくつかあります。まず、機械試験では、ハードウェアがあり、製品の真の意図された使用を再現しようとしています。次に、温度の考慮事項があります。デバイスが体内で使用される場合、おそらく体温で試験する必要があります。しかし、保管または輸送中に温度が変動するかどうかも考慮する必要があります。

[10:16] これらのプラスチックの多くは複雑な形状をしており、固定が難しい場合があります。薬瓶について考えてみてください。どのように握っているか、そしてそれをハードウェアでどのように再現できるか?画像に見られるように、実際の使用をできるだけ忠実に再現するために、部品試験プレートやその他のユニークな治具、時には顧客が製作したものを使用することがよくあります。

[10:44] 次に、ソフトウェアがあります。試験シーケンスは実際の使用を代表しているか、そしてどれだけ複雑になり得るか?写真では、注射器が包装から取り出されているのが見えます。包装を開ける方法について考えてみてください。絆創膏でもポテトチップスの袋でも。一定の速度で開けるか、それともゆっくりしてから速くするか?ソフトウェアはこれらの異なる使用ケースに対応できるか?

[11:08] ソフトウェアは非機械的特性をサポートできるか?力と変位を捉えることは重要ですが、他の測定はどうか?この写真では、ビデオが撮影されており、数スライド後にそれについてさらに深く掘り下げます。最後に、データはトレーサブルか?データセキュリティへの注目と精査が高まっています。統治機関にデータを提出する際には、それが安全であり、何も変更または操作されていないことを確認する必要があります。

[11:54] 体温での試験について話しましたが、それはどのようなものでしょうか?人間の体温は37°C(98.6°F)であり、その温度で試験する方法は製品によって異なります。

[12:11] 体温でのin vitro試験の場合、水や生理食塩水などの液体中で温度試験を可能にするBioBath^™を提供しています。これは、カテーテルやコンタクトレンズなど、真の用途における機械的特性を理解するために重要です。コンタクトレンズを着用している者として、乾燥すると動作が大きく異なることは確かです。メーカーが私のコンタクトを製造し、品質管理を実施する際には、予期しないことが起こる可能性がある乾燥状態ではなく、使用される方法で試験してほしいと思います。

[12:55] 液体中で行う必要のない試験の場合、体温に保たれたエンクロージャーであるBioBoxも提供しています。これにより、特に水または生理食塩水浴に収まらない可能性のある大きな部品や複雑な固定具に対して、より柔軟性が得られます。体温を超えて、製品が患者に届く前に保管または輸送される方法について懸念がある場合は、極端な高温および低温条件も調査する必要があります。

[13:40] 約束したように、機械的特性を超えた特性評価を見てみましょう。非機械的測定をサポートするソフトウェアは、医療機器がより複雑になるにつれて、ますます重要になっています。

[13:55] 1つの例は、数スライド前の写真で見たような視覚分析です。故障の画像とビデオは、故障モードを特定し、根本原因分析に非常に役立ちます。私がゴム手袋メーカーである場合、毎回同じ場所で手袋が破れるのが見えるか?製造プロセスの問題を示す可能性のある違いが見えるか?データにリンクされたビデオを持つことで、遡って追跡し、解決すべき問題があるかどうかを判断するのに役立ちます。

[14:34] 次に、光学測定があります。すべてのパラメータが力または変位によって特性評価できるわけではありません。オートインジェクターの注射ステップ中、針はデバイスの本体から伸び、どこまで伸びるかを知ることが重要です。正しい治療範囲に達しない場合、薬剤は効果的ではありません。光学カメラと測定を試験システムに統合することで、試験するデバイスを減らしながら、それらの重要な結果を捉えることができます。

[15:16] 次に、デバイス接続性があります。医療機器はより複雑になっており、この傾向は続くと予想しています。インスリンポンプなどの体装着型デバイスは、携帯電話に接続し、データを安全に送信し、医師のメモにリンクできます。これらのデバイスが使いやすくなるにつれて、それらが意図したとおりに機能し、データを必要な場所に配信することを確認したいと考えています。これは主に完成品に適用され、部品には適用されませんが、それは変わる可能性があります。

[15:57] 最後に、音響放射があります。オートインジェクターに戻ると、ほとんどが注射の開始時と終了時にクリック音を発し、患者に投与が開始されたことと配信が完了したことを知らせます。これを包装にも適用できます。私の包装は開封時に破れる音を出すか?出すべきか?その音は、患者または臨床医が包装が滅菌されていると信じるかどうかに影響するか?音響測定は、力と変位を超えてデバイスを特性評価するのに役立ちます。

[16:41] ソフトウェアは、変化する手順と規格にも適応する必要があります。コンプライアンスセクションでさらに詳しく説明しますが、すべての科学的プロセスには画期的な進歩と変化があります。それらに適応するソフトウェアは、データと試験を再現可能に保つために重要です。それを行う1つの方法は、ワークフローを通じてです。

[17:04] 私たちは皆、標準操作手順を持っていますが、試験ステップに組み込まれた小さなリマインダーでさえ、特にプロセスが最近変更された場合や設定が複雑な場合に、オペレーターにとって非常に役立ちます。ワークフローでは、マネージャーまたは管理者が画像と特定のテキストを追加して、適切な手順が守られ、ミスが減るようにできます。

[17:38] この例では、手動使用のための滅菌単回使用皮下注射器のISO 7886-1の設定があります。試験前にかなりの設定があるため、これは正しい設定の画像を配置するのに最適な場所です。試験前または分析前のステップでは、オペレーターが誰であったか、湿度や温度などのラボ条件も記録する場合があります。そうすることで、試験が数日、数週間、または数か月離れていても、同じ手順ができるだけ忠実に守られます。

[18:17] 次は、合格/不合格モジュールです。包装または完全なアセンブリを試験する場合でも、重要な結果があります。製造で何か問題が発生した場合、できるだけ早く特定したいと考えています。大きな結果表では、正しく見えない値を見つけるのが難しい場合があり、それをキャッチして、エスカレートして根本原因を特定できるようにする必要があります。

[18:44] 合格/不合格モジュールは、各試験片および全バッチの受入限界に対してすべての結果をチェックします。次に、大きく太字のインジケーターでオペレーターに、すべてが合格したかどうかを示します。同じ注射器の例では、設定が完了して試験が実行されると、グライドフォースを測定するライブプロットが表示されます。注射器内の破片が試験中にスパイクを引き起こした場合、ソフトウェアはオペレーターとしての私に、何かが正しくなく、これらは調査する必要がある結果であることをすばやく示します。

[19:42] ここで強調したい最後のことは、空気圧グリップ制御です。プラスチックの部品試験では、試験片をどれだけしっかりとクランプするかが結果に影響を与える可能性があります。手動でクランプする場合、ある日から次の日まで同じ力を使用しない可能性があり、オペレーター間でも異なります。空気圧グリップは、その変数を方程式から取り除きます。正しい空気圧がグリップに到達していること、およびクランプ圧力が試験全体で一貫していることがわかります。

[20:15] この例では、ドッグボーンに切断されたゴム手袋が自動システムによって試験されています。各ドッグボーンを取り、ゲージ長の厚さを測定し、空気圧グリップに配置します。1回の試験でも、10回でも、100回でも、グリップが閉じるたびに、すべての試験片に同じクランプ圧力を適用します。私たちは皆、少し強くクランプしすぎたり、ゴム手袋や輪ゴムを絞ったりして、試験結果に影響を与える可能性のある小さな切れ目や裂け目を見たことがあります。空気圧グリップは、そのパラメータを制御する優れた方法です。

[21:07] 用途固有の考慮事項について説明したので、生物医学業界で非常に大きなトピックであるため、コンプライアンスとトレーサビリティについて触れたいと思います。

[21:18] 世界のどこにいるか、プラスチック部品またはデバイスがどこに行き着くかに応じて、製品が準拠しなければならないいくつかの統治規格と機関があります。残念ながら、各統治機関が1つの規格セットを使用するほど単純ではありません。左側には、米国のFDA、EU医療機器規則、中国のNMPAがあります。最も一般的な規格組織のいくつかは、ASTM、ISO、および米国薬局方であるUSPです。

[21:57] 各統治機関が1つのタイプの規格を使用する一対一の関係ではなく、実際にはこのようになります。統治機関は協力し、規格は重複する可能性があり、科学が進歩するにつれて、より良い患者転帰のためにプロセスを改善するための改訂があります。中央にいるあなたにとって、これは、プラスチック試験が個々の部品のパフォーマンス、完全なアセンブリ内での部品の動作、意図された使用との関連性、およびヒューマンファクターの考慮事項を調べる必要があることを意味します。

[22:46] これが実際にどのように見えるかを想像するのは難しい場合があるため、プラスチック注射器を使用して、1つの一見単純な製品に適用される可能性のあるさまざまな規格を示します。

[23:02] ここに包装内の注射器があります。包装から取り出すために、シール強度のASTM F88は、私が試験する可能性のある一般的な規格です。在宅使用でも手術室でも、滅菌バリアを維持しながら包装を簡単に開けられるようにしたいと考えています。数スライド前に、包装内で試験された注射器を見ましたが、上部、下部、側面を評価するために包装のさまざまな部分が切断されることもよくあります。これにより、包装が開けにくすぎないが、密閉されたままであることが確認されます。

[23:50] 注射器が包装から出たら、USP <382>はゴム栓およびその他のエラストマー部品を調べます。液体を押し出すプランジャーの端にある黒い部分を取ります。針で貫通された場合、自己密閉するか?強く押しすぎると、液体がそのシールを通過するか?

[24:14] 別の試験は、ルアーロック接続のISO 80369です。注射器の端には、針ハブまたは点滴チューブに接続するネジがあります。メーカーに関係なく、これらのネジは簡単にトルクをかけたり外したりできる必要があり、接続時に漏れてはなりません。

[24:42] 最後に、ISO 11040、特にブレークルーズフォースとグライドフォースの付録があります。注射器のいくつかの個別の部品を調べましたが、この試験はそれらを一緒に評価します。ブレークルーズフォースは、静止摩擦を克服してプランジャーの動きを開始するために必要な力です。グライドフォースは、プランジャーの動きを維持するために必要な力です。これは、空の注射器、充填された注射器、またはバースト力または閉鎖完全性のためのキャップ付き注射器で試験できます。一見単純なデバイスでも、多くの異なる試験を経る可能性があり、これには、患者がそれをどのように使用するかに影響を与える可能性のある指示やその他のヒューマンファクターさえ含まれていません。

[25:30] 統治機関と規格を試験自体に適用したので、これはデータストレージとデータ整合性にとって何を意味するのでしょうか?ほとんどの方は、スマートフォンやラップトップにパスワードを持っているでしょう。同じことが試験にも当てはまります。意図的または偶発的に変更できないように試験方法をロックダウンすることは、コンプライアンスにとって重要です。

[25:59] おそらくR&Dグループの管理者とマネージャーが方法を作成します。生産では、試験片とデータが誤って削除されないようにしたいと考えています。不良試験は製造の品質問題を示す可能性があるため、そのデータを失いたくありません。特定のユーザーとオペレーターが誤って方法を変更できないようにセキュリティ権限を設定することは、これらの統治機関に準拠するために重要です。

[26:36] Bluehill^® Universalには、標準として改訂履歴も含まれています。誰が変更を行い、それが何であったかをノートに書き留める必要はもうありません。すべてが自動的に追跡および記録されます。コンプライアンスのために、この実行中のリストは非常に役立ちます。特に、内部ネットワークドライブに保存されているレポートでどの方法改訂が使用されたかを文書化する場合です。方法が時間の経過とともに変化するにつれて、履歴を振り返ることができることで、手順がなぜ異なって見えるかを理解するのに役立ちます。Bluehill Universalに固有のデータ整合性のヒントについては、ソフトウェア製品マネージャーが発表した最近のデータ整合性に関するウェビナーをお勧めします。

[27:46] さらに進むと、FDA 21 CFR Part 11をサポートするように設計されたトレーサビリティモジュールがあります。この規制は、米国での販売承認のため、または市販後調査の一環としてFDAに製品文書を提出するすべての製薬・医療機器メーカーに適用されます。要件は主に、電子記録の作成、保持、提出に関するプロセスに適用されます。これらは、ソフトウェアのバリデーション、電子署名、そしてここでご覧いただいているタイムスタンプ付きの検索可能な監査証跡に対応しています。これは試験方法やデータのレベルにとどまらず、試験機本体で何が起きているか（誰がログイン・ログアウトしたか、どのファイルが作成または変更されたか）まで網羅しています。紙の記録を追跡する代わりに、システムの指先一つですべてを確認できるのです。

[28:54] お話しした通り、材料の変更や規制当局・規格からの新しいガイダンスにより、試験方法を変更しなければならないことがあります。電子署名を使用すれば、それらの変更を追跡できます。誰かがメソッドを変更すると、署名とともに承認とタイムスタンプが付与され、その後プロダクション（本番環境）へと送られます。規制当局は、これらが追跡され、提示しやすい状態にあることを求めています。

[29:36] スクリーンショットだけではラボでどのように機能するか分かりにくいので、製造チームとR&Dチームの両方があるラボを例に挙げてみましょう。現在、私のチームは同じバージョンのメソッドで製品をテストしています。そこで画期的な発見があったとします。例えば、異なる原材料のプラスチックを使用しており、その耐久性を確認する必要がある場合や、規格が変更された場合などです。私のR&Dチームは、何が最も適切かを確認するためにメソッドを変更します。納得のいく結果が得られたら、マネージャーが変更内容を確認し、規格に準拠していることを承認します。マネージャーが署名すると、メソッドは正式にバージョン2へと移行します。

[30:28] なぜチームがあるアプローチを他よりも優先したのかという文書化を含め、変更の全履歴はメソッドの改訂履歴に保存されます。新しいバージョンに満足したら、バージョン2を製造チームにも展開することができます。

[30:49] 結論として、プラスチックは私たちの生活、特に患者の良好な転帰に寄与するバイオメディカル業界において不可欠な存在です。原材料として選択したプラスチックを理解し、それが個々のコンポーネントとして、また完成品としてどのように機能するかを知ることは、世界中のどこにおいても患者の転帰、コンプライアンス、そして製品の成功にとって極めて重要です。これらの変化するトレンドに対応できるハードウェアとソフトウェアを備えた試験パートナーを選ぶことは、貴社のグループ、そしてこれらの製品を頼りにしている患者様のために、実環境での使用を反映した試験を行う助けとなるでしょう。それでは、質疑応答に移らせていただきます。

[31:44] いくつか質問が届いています。視聴者の皆様も、引き続き質問を送信してください。できる限りお答えします。最初の質問です。「デバイス開発の非常に初期の段階であっても、試験ソフトウェアにトレーサビリティを持たせる価値はありますか？」

[32:09] 非常に良い質問ですね。答えは「イエス」です。試験方法や手順のバリデーションにかかる時間を考えると、同じソフトウェアでバリデーションを行い、すぐに製造チームに展開できることは非常に有益です。R&Dチーム内でのトレーサビリティにより、何を、いつ、なぜ変更したかの履歴が残ります。これにより、目標とする規制遵守への準備が整います。製造に移行する際、インフラはすでに整っているため、再バリデーションを行う必要がありません。

[32:49] ありがとうございます。次の質問です。「医療機器が体内で使用される場合、すべての試験をその温度で行う必要がありますか？」

[33:04] 答えは「ノー」です。デバイスが主に体内で使用される場合、試験の大部分は体温で行うべきです。しかし、輸送や保管中の高温・低温などの極端なケースも考慮する必要があります。室温やクローゼット、キャビネットの中は、通常、体内よりもずっと低温です。そのような条件が、数ヶ月や数年といった長期間にわたって製品にどのような影響を与えるかをテストし、評価する必要があります。

[33:44] これが最後の質問になりそうです。「非常にユニークな形状のプラスチックをテストする場合、何を推奨しますか？標準的ではないダンベル形試験片を想定しています。」

[34:03] もちろんです。それはコンポーネントの形状とサイズによります。交換可能なジョーフェイスを備えたグリップセットは、良い出発点になります。本当にユニークな形状の場合は、コンポーネントテストプレートや、独自の治具を作成する機能が役立ちます。3Dプリンターは非常に一般的になっており、独自の治具のプロトタイプを作成することさえ、デバイスを固定してテストするための最適な方法を見つけるための有用な第一歩となります。

[34:38] 質問は以上のようなので、まとめに入ります。サム、プレゼンテーションをありがとうございました。

[34:52] 最後にいくつか手短にお知らせがあります。終了までに質問が届いた場合はサムに転送し、彼女からメールで回答させていただきます。このセッションは録画されました。見返したり共有したりしたい場合は、当社のYouTubeチャンネルとウェブサイトに掲載されますので、フォローアップメールのリンクをご確認ください。

[35:18] 先ほど申し上げた通り、これは2026年プラスチック試験シリーズの一環です。次回のテーマはプラスチック試験の自動化です。サムのプレゼンテーションには、当社のAT3システムで実際に稼働している素晴らしいビデオが含まれていました。そのセッションは11月17日に開催されます。詳細は当社のウェビナーページでご確認いただき、ご登録ください。最後に、このウェビナーが終了すると簡単なアンケートが表示されます。皆様のフィードバックをお待ちしております。改めて、プレゼンターのサム、そして本日ご参加いただいた皆様、ありがとうございました。それでは失礼いたします。