原因医疗器械创作者需要设计这套和微流体可制造性和可扩展性,实现最优性能依赖于患者和提供者。
大卫•Franta和马特Berdahl3 m医学材料和技术
医疗点、微流体和可穿戴式医疗设备发挥关键作用积极支持的护理结果和帮助简化护理管理——改变患者的生活质量越好。为了让这些设备达到峰值性能和产生准确的测量和数据用户可以依靠,设计工程师需要特别关注三个要素的开发过程。仔细考虑材料、制造工艺和可伸缩性根据应用程序将设备生活中至关重要的步骤。从样机到产品、材料问题
为了演示功能可靠而被大规模生产的能力,重要的是要使用相同的材料中使用的原型,也将最终产品。如果你使用不同的材料的原型和完工设备,它可以产生意想不到的结果在发展的不同阶段,在整个计划。
设备设计中一些最常见的材料包括玻璃、PMMA、聚碳酸酯、聚苯乙烯,警察或COC PDMS,金属,纸和灵活的网络。玻璃通常具有最好的耐化学性,但它是脆弱的,不是简单的材料,如果设备将大规模生产。考虑所有的权衡根据你的产品和其独特的应用是至关重要的。微流控设备,聚合物电影和床单很受欢迎,因为他们使一个可伸缩的制造过程。
同样重要的是要考虑兼容性和温度条件。如果你的设备中使用的高分子材料相互不兼容,它会影响诊断的完整性。此外,注意到高分子材料thermal-transition的属性,如果设备将暴露在极端温度或敌对的环境中存储。充满敌意的环境中,压力或化学反应和其他恶劣的条件可能需要弹性和多功能材料。
提前计划生产
虽然这听起来很明显,但制造过程影响其他设计的决定之前,你将不得不做出设备可以生产地板。有各种各样的制造方法用于生产医疗设备。有些使用化学物质,如强酸,其他人需要热操作制造设备。这些过程可以对材料性能产生巨大影响。一些常见的方法包括蚀刻,激光作用、铸造成型,压花辊热辊,平面处理。下面是一个简短的总结每个流程之前要记住为您的项目选择一个。
小到大体积的过程
- 轧辊辊处理:这个方法是兼容数组不同的材料。在这个过程中每个材料层单独切。首先,设备设计CAD文件,然后几何切割,内部分清洗,设备的层粘合在一起。记住,这个过程的准确性取决于你选择的切割方法,材料,层登记,和层厚度。
大量的过程
- 热压花:这是一个过程常用的复制产品,因为它通常是容易安装和执行。这对微结构复制是一个首选的过程,工具是相当简单的。
- 注射成型:成型通常用于microreplication和微尺度热塑性复制。尽管它可能有更快的周期时间,它需要更加昂贵,复杂的工具,为了有效执行和更大的投资。
- 其他平面处理:其他类型的平面加工可用于硅或玻璃材料。过程可能涉及化学腐蚀,干蚀刻和粉砂。
其他流程
铸造(体积小):铸造过程创建一个设备的投入(铸造)PDMS的模具产品。
激光(中小卷):这个过程使用无触点微加工系统。激光系统有能力重组产生不同的模式,这使得它们适合微流控生物传感器的设计和开发阶段。
喷粉:粉爆破形成射流通道通过机械去除部分结构的物质粒子喷射机。
蚀刻有几种类型的腐蚀。干蚀刻可以创建深、高密度、高纵横比结构玻璃和硅基板。类似地,湿蚀刻可以创建有用的特性但使用化学物质如氢氟酸创建通道结构玻璃和硅基板。特性保真度和边缘锐度时应评估使用腐蚀过程。
从一开始就使它可伸缩
可伸缩性原型影响材料的选择、终端用户、环境,以及生产过程决策,这就是为什么它需要考虑在设备的早期发展。
有三个主要阶段组成比例的过程。在扩展的第一阶段,材料和单个组件连接创建一个化验工作。这一步完成后,产品的健壮性,包括灵敏度、选择性、专一性和重现性,是实验室性能评价和比较。这个评估将通知是否改进设计是必要的,以减轻任何出现的设计问题或制造变化。扩展可以使用高速复制过程的第二阶段生产所需的批处理/体积的设备,同时还能满足关键设计参数的确定。在扩展的最后阶段,你应该能够产生卷的设备需要满足你的预测yearly-use卷——也许10000设备或在几个月。根据你给你的产品,设定生产目标明确的生产路径需要提出在开始生产之前,为了成功地实现所需的目标卷。
自推出医疗设备是迭代和多步骤的过程,做出深思熟虑的决定在材料选择、制造技术、可伸缩性和开发参数将有助于确保设备开发和生产顺利。如果你决定改变是必要的,在设计和开发阶段,你可能会遇到挫折,如增加成本和时间延迟。访问FindMyAdhesive.com并回答一系列特定项目的问题开始走上正确的道路。确保材料供应商早期参与征求建议,注意这些注意事项,以确保您的解决方案具有可扩展性和成功——从概念到商业化。
更多技巧,读3 m公司的“指导制造微流体设备关键部件”。
大卫Franta是全球业务经理在微流体3 m医学材料和技术。Franta收到明尼苏达大学的材料科学学士学位,双城。他拥有超过25年的经验在3 m产品和过程开发、企业管理、战略产品平台创建和精益六西格玛的操作。他的经验创造新技术在生物医学传感器、生物技术解决方案和医疗粘合剂。
马修Berdahl是全球营销经理压敏胶粘剂和磁带3 m医学材料和技术。Berdahl收到了他的英国航空公司在运营管理以及圣托马斯大学的MBA学位在圣保罗,明尼苏达州。马特有23年的经验在3 m在各种各样的角色,包括供应链、采购、精益六西格玛,销售、营销和业务操作。他的商业经验涉及磁带和粘合剂,用于工业、消费、交通安全和医疗市场。
这篇文章的观点是作者的,不一定反映的医疗设计和外包或员工。