第六话——明白器械的工作原理

上回说到临床评价要从了解研发背景开始，知道产品为什么要创新或改进，如何不断满足临床需求，这也是逐渐地了解产品工作原理和作用机理的过程。

撰写报告时，我们常会直接复制产品说明书有关工作原理的描述，而没有真正地去理解”，在理解之后加上“其意义”。说明书中的工作原理多半非常简略，有些将工作原理、功能、作用机理和临床终点的内容混在一起，还有些只罗列了产品结构和材料。在这种情况下，评价人员不易明白器械为什么能完成核心功能，影响论述的逻辑，以及评价指标的选择，进而给人以逻辑不清的感觉。从这个意义上说，搞明白、说清楚工作原理，让临床评价工作有扎实的起点，为产品、评价人员和审评之间建起一座沟通的桥梁。

一、工作原理与作用机理

工作原理是器械完成核心功能时依赖的基本原理和方法，是器械能够正常运行、发挥作用的根本保证，回答了“器械依靠什么原理来实现其功能”。功能通常由结构、材料、能量和控制逻辑共同实现。例如，支架提供机械支撑所依赖的是材料的力学结构与弹性形变原理；涂层释放药物所依赖的是高分子材料的缓控释原理；激光设备产生并发送能量所依赖的是光电转换原理；人工智能影像分析软件所依赖的是图像识别和统计学的原理。工作原理所依赖的基础科学原理已由学术界通过基础研究验证并形成科学共识。厂商在此基础上，通过工程分析、性能研究和台架测试等非临床方法，验证产品是否按照这些原理实现了设计所要求的功能

作用机理则是器械与人体相互作用后，在解剖、生理或病理层面产生的一系列反应。例如，支架使狭窄血管获得支撑后管腔扩大，药物作用于局部组织后抑制细胞过度增殖。与工作原理类似，作用机理已被基础研究所验证，我们关注作用结果即可。而器械的作用结果需要结合生物学评价、动物研究或临床数据来确认。

二、药物洗脱冠脉支架的例子

以药物洗脱冠脉支架为例,它通常由金属支架、聚合物涂层和抗血管内膜增生的药物组成，在血管局部洗脱释放，有效抑制支架内膜增生，以预防支架内再狭窄，用于冠状动脉狭窄病变。

先看器械自身。支架释放后提供径向支撑力的功能，这是基于其材料的力学结构与弹性形变原理；聚合物涂层在设计的释放周期内持续、可控地释放抗血管内膜增生的药物的功能，这是基于高分子材料的缓控释原理。支架的工作原理，主要由这两项功能所依托的原理所构成。

再看人体侧的反应。支撑作用使狭窄部位的管腔扩大，药物作用于局部组织后可抑制平滑肌细胞过度增殖。这些反应是作用机理的作用结果。

这就是之前所谈到的，工作原理说明器械实现其功能所依赖的科学原理，作用机理解释人体对器械工作后的反应。

临床的终点，如再狭窄率、管腔通畅情况和靶病变血运重建率等，依赖于支架能否提供适当的径向支撑力，聚合物涂层能否持续、可控地释放药物。明白了工作原理的内涵和边界，可以为后续的临床评价打下坚实的基础。

三、工作原理如何影响临床评价

工作原理是开展临床评价的重要输入。首先，它是等同性判定的重要考量因素。申报产品与对比器械即使名称相同、适用范围接近，也不能只看表面相似，还要看工作原理和作用方式是否具有可比性。只有清晰地对比和分析产品的核心功能，才能进一步判断差异是否可能带来新的临床风险。

其次，工作原理为选择用于评价的临床终点提供方向。比如，支架的工作原理涉及机械支撑和药物释放的原理，提示临床评价要关注与血管通畅、再狭窄和再次血运重建相关的临床终点。人工智能影像分析软件涉及图像识别和统计学的原理，评价时应关注影像学诊断正确率等临床终点。

最后，工作原理也是风险识别的起点。器械涉及机械部件、药物、能量或软件算法，风险分析就要覆盖相应的失效模式和临床后果。对工作原理理解得越透彻，风险管理越不容易遗漏关键环节，临床证据的取舍也越有根据。

当然，工作原理自身的合理性，不能证明器械是否具有安全性和有效性，这是不同范畴的话题。

四、体会

明白工作原理，是为了理解产品、风险和临床证据之间的逻辑关系，更好地开展临床评价，我们并不需要在报告中详细地说明和论证工作原理。撰写临床评价报告前，可以先问自己几个问题：

• 这款器械的核心功能是什么；
• 这些功能是基于什么工作原理实现的；
• 它通过什么方式与人体相互作用；
• 工作原理所指向的临床终点是什么；
• 核心功能需要哪些非临床证据或临床数据支持。

顺着这样的思路，将工作原理与产品描述有机地结合起来，而不是简单复制产品说明书的内容，后续的评价工作就会水到渠成。

器械作用后，人体的解剖、生理或病理层面会发生一系列反应，这些反应是什么，如何实现预期的效果？这就要谈到作用机理了，咱们下文继续聊。

张剑戈博士（ORCID：https://orcid.org/0000-0003-2182-8686）