Validación del desempeño de dispositivos médicos, una mirada desde la ingeniería biomédica

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Ante la abundancia de normas y estándares que rigen y orientan la evaluación de dispositivos médicos, tanto en países individuales como en cabeza de organismos internacionales, se hace necesario buscar consensos, unificar criterios y aplicar la metodología científica para la implementación y operación de un sistema práctico de gestión de calidad.

Resumen

La validación del desempeño de un dispositivo médico es importante desde el punto de vista del mercado, puesto que un producto validado está cumpliendo con las especificaciones de seguridad propuestas por normativas internacionales y nacionales6, 7, 8, atendiendo simultáneamente los requerimientos de las diferentes regulaciones nacionales para su comercialización2. Cumplir con estos requerimientos, implica que el producto puede ser comercializado generando ganancias a diseñadores, productores y transformadores de dispositivos médicos.

Desde la ingeniería biomédica se pretende asociar el término validación con conceptos entendibles y que permitan dar una definición del mismo desde la investigación aplicada en ingeniería. Este trabajo presenta como, bajo la metodología de Evaluación de Tecnologías en Salud (ETS), se enlazaron los requerimientos que pide la normativa internacional mediante estándares como el ISO 13485:2003, con soluciones planteadas desde la ingeniería.

Se concluye que la validación debe desarrollarse a dos niveles: la evaluación pre-mercado; donde se deben llevar a cabo actividades de evaluación de viabilidad económica, viabilidad técnica, viabilidad ética y legal, estudio de factores de riesgo epidemiológicos y ensayos clínicos de producto; y una evaluación post-mercado; donde se deben llevar a cabo actividades de evaluación en la trazabilidad del proceso (auditoría interna y externa), viabilidad económica post mercado y sostenibilidad del producto en el tiempo. Esto permitirá obtener evidencia de base científica para tomar decisiones adecuadas a la hora de diseñar, fabricar y transformar materiales en dispositivos médicos con un grado elevado de calidad.

Definiciones

Según la Real Academia Española (RAE), un proceso de validación se entiende como “la acción de afirmar, reforzar y asegurar la subsistencia de algún acto”1. Esta acción se aplica a cualquier actividad cotidiana con el fin concreto de asegurar su correcta ejecución.

De acuerdo con el decreto 4725 de 2005, del ministerio de la Salud y la Protección Social de Colombia, un dispositivo médico se entiende “para uso humano, cualquier instrumento, aparato, máquina, software, equipo biomédico u otro artículo similar o relacionado, utilizado sólo o en combinación, incluyendo sus componentes, partes, accesorios o programas informáticos que intervengan en su correcta aplicación propuesta por su fabricante” para su uso en “a. Diagnóstico, prevención, supervisión, tratamiento o alivio de una enfermedad; b. Diagnóstico, prevención, supervisión, tratamiento, alivio o compensación de una lesión o de una deficiencia; c. Investigación, sustitución, modificación o soporte de la estructura anatómica o de un proceso fisiológico; d. Diagnóstico del embarazo y control de la concepción; e. Cuidado durante el embarazo, el nacimiento, después del mismo incluyendo el cuidado del recién nacido; f. Productos para desinfección y/o esterilización de dispositivos médicos”2.

La normalización o estandarización es el proceso de aplicar normas utilizadas en diferentes actividades científicas, económicas e industriales, con el fin de implementar estas actividades o mejorarlas. Según la International Standard Organization (ISO) un estándar es un documento que proporciona los requisitos, especificaciones, directrices o características que pueden ser utilizadas consistentemente para asegurar que los materiales, productos, procesos y servicios son adecuados para su propósito3. Según la American Section of the International Association for Testing Materials (ASTM), se define como estandarización al proceso de formular y aplicar reglas para una aproximación ordenada a una actividad especifica para obtener un beneficio4.

Un sistema de gestión de calidad se entiende como el conjunto de actividades enlazadas en procesos secuenciales, replicables y trazables, que tiene como objetivo generar productos o servicios que satisfagan necesidades y cumplan las expectativas generadas en un cliente o consumidor final5. Este tipo de sistemas tienen requerimientos de puesta en marcha, que proponen ideas en aspectos específicos a efectos de permitir la implementación del sistema de gestión de calidad. Estos requisitos en su generalidad consisten en establecer, documentar, implementar y mantener un sistema de gestión de calidad, mejorando continuamente su eficacia de acuerdo con los planteamientos de la norma internacional.

Según estos planteamientos, la organización debe: a) determinar los procesos necesarios para el sistema de gestión de la calidad y su aplicación a través de la organización; b) determinar la secuencia e interacción de estos procesos; c) determinar los criterios y los métodos necesarios para asegurarse de que tanto la operación como el control de estos procesos sean eficaces; d) asegurarse de la disponibilidad de recursos e información necesarios para apoyar la operación y el seguimiento de estos procesos; e) realizar el seguimiento, la medición cuando sea aplicable y el análisis de estos procesos; f) implementar las acciones necesarias para alcanzar los resultados planificados y la mejora continua de estos procesos6.

Estándares asociados a la gestión de la calidad en procesos de transformación para la fabricación de dispositivos médicos

Los estándares como el ISO 9001:2008, son ampliamente aceptados en todas las áreas del conocimiento desde la ingeniería hasta las ciencias de la salud. Sin embargo, existen estándares específicos que abordan un área concreta del conocimiento, como es el caso del ISO 13485:2003 para dispositivos médicos. En este último se mencionan los aspectos más relevantes para construir un sistema de gestión de calidad para la fabricación y el diseño de dispositivos médicos. Se enumeran los requerimientos para que el dispositivo médico satisfaga las necesidades y cumpla las expectativas del consumidor final7. Este estándar provee conceptos que se relacionan con estándares posteriores como el ISO 14971:2012 (que recomienda la elaboración de un sistema de gestión de riesgos asociados a dispositivos médicos) y con estándares contemporáneos como los de la serie IEC 60601, que aplica para dispositivos médicos que involucran el manejo de corrientes eléctricas.

Además, los estándares permiten a entidades regulatorias regionales afinar conceptos en sus normatividades, como ocurre con la familia 21 CFR 820 de la Food and Drug Administration (FDA) y la directiva 93/42/EEC de la Unión Europea (UE). Ambas contienen directrices de buenas prácticas de manufactura que describen el sistema de gestión de riesgos asociados a dispositivos médicos en los Estados Unidos y Europa respectivamente. Las mencionadas normativas enumeran requisitos de necesario cumplimiento en el trabajo directo con dispositivos médicos.

Otros estándares contienen recomendaciones para asegurar la integridad de los dispositivos médicos, mediante protocolos para el montaje de ensayos de medida en laboratorio y que describen actividades generales para asegurar la compatibilidad del dispositivo médico con el paciente, y su calidad. Entre estos cabe mencionar los siguientes:

  • ISO 10993:1999 - evaluación biológica de dispositivos médicos
  • ISO 11607 - validación de empaques estériles para dispositivos médicos
  • ASTM D1585 - porosidad en empaques médicos
  • F2097 - empaques flexibles primarios para dispositivos médicos
  • E2314 - efectividad en la limpieza mediante simulación de condiciones biológicas
  • D7225 - efectividad de detergentes y desinfectantes para lavado de residuos de sangre
  • F2459 - extracción de residuos en dispositivos metálicos por medio de gravimetría
  • F2847 - presentación de informes y evaluación de residuos en dispositivos implantables

Existen organizaciones que hacen una revisión de los estándares existentes y los agrupan en categorías especificas como es el caso de la Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI) de los Estados Unidos de América. Bajo un tema específico, la entidad agrupa una cantidad de estándares de aseguramiento en procesos de calidad y evaluación, en un documento constituido por diversas fuentes. Un ejemplo claro es el Technical Information Report (TIR) 30:2011, que es un compendio de procesos, materiales, ensayos y criterios de aceptación para limpiar dispositivos médicos reusables8. En Colombia las Normas Técnicas (NTC) que provee el INCONTEC, son equivalentes nacionales de la revisión anterior. Las normas nacionales adoptan puntos críticos y concretos de los estándares internacionales, haciendo un esfuerzo por lograr la armonización global bajo las condiciones presentes en Colombia9.

La validación en los estándares internacionales sobre el desarrollo de dispositivos médicos

Los estándares entregan información de cómo construir un sistema de gestión de calidad. Sin embargo, estos abordan aspectos generales recomendando pasos a seguir y planteando siempre la posibilidad - sin asociarla a un único proceso especifico - de configurar el sistema de gestión de calidad a través de una serie de alternativas que deben ser trazables.

Al buscar establecer un sistema de gestión de calidad, se debe partir de los resultados obtenidos mediante la experiencia e investigación en ciencia aplicada. Debido a esto, los estándares proporcionan parámetros de comparación con un alto grado de confiabilidad. En este orden de ideas, y de acuerdo con el estándar ISO 13485:2003, la validación funcional del diseño y fabricación de dispositivos médicos tiene siete alternativas de implementación (Fig.1).

La herramienta utilizada para construir un sistema de gestión de calidad consiste en la aplicación del ciclo Planear, Hacer, Verificar y Actuar (PHVA)6, que permite listar actividades bajo criterios de especificidad, precisión, reproducibilidad, límite de detección, límite de cuantificación, curva de ajuste y aptitud del sistema. En el proceso de validación se listan los siguientes requerimientos7:

  • La promoción y conocimiento de los requisitos regulatorios como una responsabilidad de gestión.
  • Control del ambiente de trabajo para asegurar la seguridad del producto.
  • Enfoque en las actividades de gestión de riesgos y actividades de control de diseño durante el desarrollo de productos.
  • Requisitos específicos para la inspección y la trazabilidad de los productos implantables.
  • Requisitos específicos para la documentación y validación de los procesos de los productos sanitarios estériles.
  • Requisitos específicos para la verificación de la eficacia de las acciones correctivas y preventivas.

El numeral 7.6 del estándar 13485:2003 que trata sobre la implementación de un sistema de gestión de calidad para el diseño y fabricación de dispositivos médicos, habla explícitamente de las condiciones de control, monitoreo y medición a las que deben ser sometidas dichos elementos médicos. Los requisitos a ser considerados en el proceso de validación de la funcionalidad de los dispositivos médicos, específicamente en lo concerniente a los equipos de medición y monitoreo de los mismos, son7:

  • Los equipos de medición deben ser calibrados o verificados en intervalos determinados o antes de su uso, frente a patrones de medición trazables a las normas internacionales o nacionales de medición. Donde no existan tales normas, la base utilizada para calibración o verificación debe ser registrada.
  • Deben permitir su ajuste o reajuste según necesidad.
  • Deben poder ser identificados para determinar su estado de calibración.
  • Deben estar protegidos contra ajustes que pudieran invalidar el resultado de la medición.
  • Deben protegerse contra daños y deterioro durante su manipulación, mantenimiento y almacenamiento.

Aunque se observan variaciones en los estándares según su origen, existen puntos generales en común. Por ejemplo, el ISO retoma recomendaciones del ASTM y asimismo, muchas adaptaciones regionales - como las del INCONTEC - en sus normas técnicas retoman conceptos de los estándares antes mencionados.

En el universo de los dispositivos médicos, existen organizaciones que definen referencias generales que sirven y son aplicables internacionalmente. En un principio, la Global Harmonization Task Force (GHTF) era la organización que promovía la armonización alrededor del mundo. Recientemente, esta función fue heredada por el Internacional Medical Device Regulation Forum (IMDRF)10. Los boletines suministrados por esta organización han permitido a entes regulatorios regionales, como la FDA o la UE, ajustar sus normativas ante la globalización de la salud y homologar posturas en atención al potencial que tiene el turismo en salud desde finales del siglo XX. El ministerio de Protección Social y Salud de Colombia no es ajeno a dicha dinámica y retoma criterios generales antes nombrados por el estándar como son2:

  • Eliminar o reducir los riesgos en la medida de lo posible (seguridad inherente al diseño y a la fabricación).
  • Adoptar las oportunas medidas de protección, incluso alarmas, en caso de que fuesen necesarias, frente a los riesgos que no puedan eliminarse.
  • Informar a los usuarios de los riesgos residuales debidos a la incompleta eficacia de las medidas de protección adoptadas.

Evaluación de Tecnologías Sanitarias (ETS) y validación de dispositivos médicos

La ETS se entiende como el eslabón que enlaza directamente problemas puntuales con respuestas concretas (Fig.2), utilizando las diversas áreas del conocimiento que ofrece la investigación aplicada y teniendo en cuenta que un problema puede resolverse haciendo coincidir diferentes puntos de vista (Fig. 3)11. Es una herramienta secuencial que permite comprender la reglamentación de tecnologías sanitarias, evaluarlas y gestionarlas12.

Validación de dispositivos utilizando principios de Ingeniería Biomédica.

La ingeniería diseña escenarios para la aplicación de los estándares internacionales de validación. En particular, la ingeniería biomédica, clínica y hospitalaria utilizan la ETS para diseñar estrategias hacia la toma de decisiones que solucionen problemas concretos. El uso de la ETS permite responder requerimientos sobre la certificación en estándares y provee buena información sobre requisitos a cumplir en legislaciones regionales. Para la fabricación y diseño de dispositivos médicos, se requiere primero validar las condiciones del mercado en general, desde dos niveles: el pre-mercado y el post-mercado. La viabilidad del producto se obtiene a través de los resultados de sendas validaciones (Fig. 4).

La validación del pre-mercado plantea criterios siguiendo la metodología de diseño de concepto desde la ingeniería. Entre estos cabe mencionar: la viabilidad económica, la viabilidad técnica y la viabilidad ética y legal. Además, la caracterización de los factores de riesgo asociados a la tecnología y los ensayos clínicos son necesarios para poder lanzar al mercado un producto.

El post-mercadeo involucra criterios para la validación de la funcionalidad de los dispositivos médicos, entre estos: la trazabilidad del proceso compuesto, las auditorias (interna y externa), la viabilidad económica y la sostenibilidad del producto13.

Conclusiones

Los estándares internacionales son utilizados para adelantar procesos de acreditación en las instituciones y generalmente entregan resultados que pueden ser replicables para atender requerimientos de habilitación de orden regional y local. Los estándares proveen una fuente fiable de información para definir procesos en las instituciones - basados en gestión de la calidad - para diseñadores, fabricantes o transformadores de dispositivos médicos. Estos estándares son interpretables según las capacidades de cada institución. No obstante existen herramientas como las ETS que permiten construir un puente entre la investigación y las decisiones, con el fin de optimizar recursos. El método de investigación en tecnologías sanitarias es ampliamente aceptado por la comunidad científica en salud desde finales del siglo XX.

La validación de la funcionalidad de un dispositivo médico es importante para que su comercialización y uso no generen eventos adversos sobre el paciente. Validar el comportamiento de los dispositivos médicos es esencial en la adecuada implementación de sistemas de gestión de calidad, como por ejemplo los estándares ISO 9001:2008 e ISO 13485:2003.

La tecnovigilancia lleva a la práctica los conceptos de control, vigilancia e inspección, según principios de investigación y aplicación de conocimientos previos basados en la experiencia. Las ETS permiten fortalecer la tecnovigilancia, permitiendo potenciar la toma de decisiones soportadas en evidencia científica obtenida a través de la investigación académica.

Este artículo contiene algunos de los criterios de evaluación basados en ETS y categorizados por niveles. Estos fueron definidos a través del método de investigación en ingeniería biomédica, clínica y hospitalaria. En la evaluación de dispositivos médicos se deben tener en cuenta las ciencias financieras, las epidemiológicas, las éticas, las legales y las técnicas, para establecer un proceso adecuado de validación. Se recomienda que en los procesos de investigación, utilización y desarrollo de dispositivos médicos, se apropien los criterios mencionados en este trabajo para lograr establecer un sistema de gestión de calidad adecuado y fundamentado en la toma de decisiones con base en evidencia científica.

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