Satisfacer la alta demanda de producción de medidores de glucosa en sangre

Visión general

Los medidores de glucosa en sangre son una industria importante y en crecimiento en todo el mundo. Esta categoría de productos incluye tiras reactivas y lectores de glucosa en sangre, y medidores continuos de glucosa (CGM). Los medidores de glucosa portátiles, también conocidos como CGM, son esenciales para pacientes y profesionales médicos. Ayudan a los pacientes a hacer un seguimiento instantáneo de su salud y a los médicos a diagnosticar y tratar problemas médicos complejos.

Los expertos del sector predicen que, en la próxima década, la demanda de medidores de glucosa crecerá más de un 10% anual durante los próximos siete años.Las tendencias también indican que los ingresos mundiales asociados a los CGM crecerán de 13.000 millones de dólares en 2024 a 32.000 millones en 2030.

A medida que aumente el número de personas mayores y mejoren las pruebas, los fabricantes tendrán que hacer frente a una mayor demanda.Los fabricantes con visión de futuro ya están analizando las fuerzas actuales del mercado y elaborando estrategias para afrontar con éxito la oportunidad de los CGM.

De las muchas tecnologías utilizadas para fabricar CGM, la dispensación de fluidos es fundamental y merece especial atención.Las aplicaciones de dispensación incluyen la aplicación de reactivos a las tiras reactivas y de adhesivos para unir los componentes de los lectores de CGM.

Las tecnologías de dosificación de fluidos ayudan a los fabricantes a aplicar cantidades precisas de fluidos en las posiciones correctas sobre los sustratos CGM y las tiras reactivas.Esto aumenta el rendimiento, al tiempo que reduce los residuos de fluidos y los rechazos de piezas. Además, muchas de estas soluciones facilitan la transición de procesos de fabricación manuales a semiautomatizados o totalmente automatizados. De este modo, las organizaciones pueden implantar soluciones de automatización de la dispensación de forma gradual, según lo requieran las condiciones del mercado.

Fluidos utilizados

Normalmente, los fabricantes de CGM utilizan cianoacrilatos y adhesivos de curado UV en su proceso de fabricación. Para la lubricación de los componentes se utilizan aceites de silicona.

Los fabricantes prefieren los adhesivos de curado UV porque cambian de color cuando se curan. Los adhesivos de curado UV proporcionan a los fabricantes una confirmación visual de que el adhesivo se ha curado completamente. Además, los adhesivos de curado UV ofrecen tiempos de curado más rápidos y una colocación muy precisa del fluido dispensado en los sustratos.

En algunos casos, los fabricantes de CGM necesitan lubricar sus piezas. Para ello, se utilizan aceites de silicona. Del mismo modo, algunos fabricantes necesitan dispensar vaselina conductora en los sensores.

Aunque las tiras tradicionales de glucosa en sangre no son un CGM, la gente las utiliza ampliamente para controlar los niveles de glucosa en sangre. Estas tiras cambian de color en función de la cantidad de glucosa en sangre, utilizando sustancias químicas presentes en la tira. Contienen enzimas, coenzimas, mediadores e indicadores en la tira.  Las gotas de sangre sobre los reactivos convierten la glucosa en sangre en una señal legible para el medidor.

La mayoría de los usuarios de CGM tienen a mano tiras reactivas de glucosa en sangre. Las razones para hacerlo son validar las lecturas del CGM o salvaguardarlas en caso de que el CGM no funcione correctamente. Las tiras de glucosa en sangre utilizan fluidos diferentes a los de los dispositivos CGM.

Para la fabricación de tiras de glucosa en sangre, es necesario un reactivo químico que detecte la glucosa en la sangre. Para ello, los fabricantes deben considerar un amplio diferencial de viscosidad de la solución y propiedades del disolvente. Algunos fluidos son el tetrahidrofurano, el PHF y el isobutanol. A menudo se trata de un producto químico patentado que debe dispensarse en las almohadillas conjugadas de una tira reactiva.

Requisitos de solicitud

Tanto la CGM como las tiras tradicionales de glucosa en sangre son productos sanitarios fuertemente regulados. Ambos productos deben superar estrictas normas de calidad y proporcionar lecturas precisas en condiciones adversas.

Para cumplir las normas de calidad de las tecnologías CGM y de glucosa en sangre, los fabricantes necesitan soluciones de dispensación de fluidos extremadamente precisas y repetibles. Los requisitos de aplicación incluyen la microdosificación en lugares específicos de los sustratos de forma consistente. Las tolerancias del tamaño del depósito para estas aplicaciones son generalmente muy ajustadas, a veces tan pequeñas como ± 1%. Aplicar siempre la misma cantidad de fluido en el lugar correcto es primordial para generar CGM de alta calidad, ya que las consecuencias potenciales de CGM o tiras reactivas defectuosas son muy elevadas.

La supervisión reglamentaria tiene por objeto evitar que los pacientes sufran graves consecuencias adversas para su salud. Estas consecuencias incluyen:

• Problemas oculares (retinopatía)
• Problemas en los pies relacionados con la diabetes y que pueden llevar a la amputación si no se tratan
• Infarto de miocardio e ictus
• Problemas renales (nefropatía)
• Daño nervioso (neuropatía)
• Enfermedades de las encías y otros problemas bucales
• Enfermedades relacionadas, como el cáncer

Otro requisito de la aplicación son los tiempos de ciclo rápidos para satisfacer la demanda de alto rendimiento. Los sistemas de dosificación de fluidos deben ser capaces de satisfacer los requisitos de producción de grandes volúmenes.

Soluciones de dosificación de fluidos

Dispensación manual de fluidos

Para los fabricantes de CGM, las soluciones de dosificación manual de fluidos de Nordson EFD suponen una inversión inicial.

The El dispensador de fluidos Ultimus I es utilizado por los fabricantes de CGM para dispensar vaselina conductiva en los sensores dentro de los dispositivos lectores. Los fabricantes de CGM también utilizan el dosificador Ultimus II con puntas dosificadoras revestidas de PTFE y pistones azules para dosificar fluidos de cianoacrilato. Los rápidos tiempos de curado del ciano lo hacen atractivo, pero también difícil de dispensar. Por eso, a menudo es mejor utilizar una jeringa desechable que una válvula con piezas mecánicas. Obtenga más información sobre cómo dispensar cianoacrilato o superpegamento de forma eficaz en este artículo.

Estas soluciones manuales ofrecen estas ventajas a los productores de CGM:

• Reduce la fatiga del operario
• Sirve para aplicaciones manuales y automatizadas
• Se adapta a las necesidades de producción
• Disminuye el desperdicio de líquidos
• Permite a los usuarios descargar los registros de dispensación
• Obtener información procesable sobre el ciclo de dispensación
• Encontrar patrones en la producción y detectar problemas que puedan afectar a la calidad

Dispensación semiautomática de fluidos

A medida que aumentan las necesidades de producción de CGM, las soluciones semiautomatizadas de dispensación de fluidos resultan ventajosas. Las soluciones semiautomatizadas se basan en el operador. Ofrecen un mejor control, mayor precisión y mejor repetibilidad. Estos sistemas proporcionan un control mejorado para una fabricación de mayor volumen y precisión.

Los fabricantes de CGM pueden configurar su solución semiautomatizada de dispensación de fluidos en función de sus necesidades de fabricación. Una configuración de fabricación de CGM probada incluye un sistema de dispensación automatizado de sobremesa y un cabezal dispensador como el PICO Pµlse® XP válvula de chorro, xQR41 Series MicroDot™ válvula de aguja, o válvula de diafragma serie 752V. Los fabricantes de CGM eligen esta combinación de soluciones de dosificación de fluidos de Nordson EFD porque les permite mejorar la eficiencia y ahorrar tiempo de producción.

Por ejemplo, la válvula de chorro PICO XP se utiliza para dispensar adhesivos de curado UV para unir el chasis o el cuerpo de un dispositivo implantable. Las válvulas de chorro eliminan la necesidad de movimiento en el eje Z, por lo que aumentan la velocidad a la que se puede aplicar un fluido. Esto las convierte en una gran opción para la producción de grandes volúmenes.

Recientemente, un fabricante de CGM seleccionó una solución de dosificación automática de fluidos Nordson EFD para fabricar un lector de glucosa en sangre. El diseño requería unir dos lados moldeados por inyección del lector de glucosa en sangre. Además, el diseño especificaba encapsular la placa de circuitos del dispositivo para asegurarla y protegerla.

El fabricante utilizó fluidos de curado UV para estas aplicaciones.

La unión de los dos lados del lector de glucosa en sangre es una operación compleja. El dispositivo se une en un saliente moldeado a ambos lados de las piezas moldeadas por inyección. El robot dispensa fluidos en el estrecho saliente, siguiendo el contorno de la pieza moldeada por inyección.

El fabricante de CGM utilizó un robot dispensador de fluidos automatizado de la serie PROPlus de 3 ejes para cumplir sus objetivos. El sistema proporcionaba una excelente repetibilidad de los ejes X, Y y Z, y la velocidad necesaria para satisfacer las necesidades de mayor producción. La retroalimentación constante en bucle cerrado proporcionaba datos procesables para mejorar el rendimiento.

El robot de 3 ejes se equipó con un sistema de inyección PICO XP debido a la precisión y repetibilidad necesarias para aplicar fluidos en las piezas moldeadas por inyección. La capacidad de dosificación a micronivel de 0,5 nL permitió al fabricante de CGM aplicar fluidos en arcos compuestos y líneas en el lector de glucosa en sangre a altas velocidades para demandas de producción de gran volumen.

Las válvulas de pulverización también se utilizan habitualmente en la producción de CGM para lubricar piezas pequeñas con aceite de silicona. La válvula de pulverización 781 de Nordson EFD es una herramienta común para esta aplicación. Suele montarse en un robot dispensador semiautomático de 3 ejes para la producción por lotes.

Automatización personalizada (aplicaciones para fabricantes de maquinaria)

Los fabricantes que fabrican entre 300.000 y 500.000 unidades al año a 50 dólares cada una deberían plantearse el uso de la automatización personalizada. Esta inversión de alto valor ofrece una solución llave en mano que amplía las capacidades de ensamblaje multiproceso de los fabricantes. Una solución de dosificación de fluidos personalizada y totalmente automatizada permite a los fabricantes de CGMs aprovechar procesos de garantía de calidad como pick and place, pruebas, pull testing, etc.

La principal ventaja de una solución de dosificación de fluidos totalmente automatizada es la reducción del tiempo de proceso para aplicaciones de gran volumen de producción. La mejora de la calidad del producto, unida a la rapidez de configuración y programación, permite a los fabricantes de CGM buscar y aprovechar nuevas oportunidades de fabricación.

Las soluciones de dosificación habituales de Nordson EFD utilizadas en la automatización personalizada incluyen válvulas de chorro (dosificación sin contacto), válvulas de aguja (dosificación por contacto) e incluso dosificación de jeringa controlada por dosificadores de fluidos de sobremesa, que también se utilizan en la aplicación manual de fluidos.

Acerca de Ahmed Khan

Ahmed Khan es director global de producto para sistemas de automatización y dosificación de fluidos de precisión en Nordson EFD. Proporciona asesoramiento y soluciones a los clientes apoyándoles en la fase inicial de integración del sistema. Ahmed cuenta con 13 años de experiencia en dosificación de fluidos. Se incorporó a Nordson EFD en 2013 y trabaja en el Reino Unido.