Comment répondre à la forte demande de production de glucomètres

Aperçu

Les lecteurs de glycémie constituent un secteur important et en pleine croissance dans le monde entier. Cette catégorie de produits comprend les bandelettes de test et les lecteurs de glycémie, ainsi que les moniteurs de glucose en continu (CGM). Les moniteurs de glucose en continu, également connus sous le nom de CGM, sont essentiels pour les patients et les professionnels de la santé. Ils permettent aux patients de suivre leur état de santé instantanément et aident les médecins à diagnostiquer et à traiter des problèmes médicaux complexes. Les professionnels du secteur prévoient une hausse de la demande de glucomètres de plus de 10 % par an au cours des sept prochaines années. Les tendances indiquent également que le chiffre d'affaires mondial associé aux CGM passera de 13 milliards de dollars en 2024 à 32 milliards de dollars en 2030.

À mesure que les personnes vieillissent et que les tests s'améliorent, les fabricants auront du mal à répondre à la demande croissante. Les fabricants tournés vers l'avenir analysent déjà les tendances actuelles du marché et élaborent des stratégies pour répondre avec succès à l'opportunité que représentent les CGM.

Parmi les nombreuses technologies utilisées pour produire les CGM, le dosage des fluides est essentiel et mérite que l'on s'y attarde. Les applications de dosage comprennent l'application de réactifs sur les bandelettes de test et d'adhésifs pour coller les composants des lecteurs de CGM.

Les technologies de dosage des fluides aident les fabricants à appliquer des quantités précises de fluides aux bons endroits sur les substrats des CGM et les bandelettes de test. Cela permet d'augmenter les rendements, tout en réduisant les déchets de fluides et les rejets de pièces. En outre, bon nombre de ces solutions permettent une transition en douceur entre les processus de fabrication manuels, semi-automatiques et entièrement automatisés. De cette manière, les entreprises peuvent mettre en œuvre des solutions d'automatisation de la dépose de manière progressive, en fonction des conditions du marché.

Fluides utilisés

Généralement, les fabricants de CGM utilisent des cyanoacrylates et des adhésifs à séchage UV dans leur processus de fabrication. Des huiles de silicone peuvent également être utilisées pour la lubrification des composants.

Les fabricants privilégient les adhésifs à séchage UV car leur changement de couleur permet de vérifier visuellement que l'adhésif a bien durci complètement. En plus de cela, ces adhésifs offrent des temps de séchage plus rapides et une application précise des fluides sur les substrats.

Certains fabricants de capteurs de glycémie continue (CGM) doivent parfois lubrifier leurs pièces en utilisant des huiles de silicone, ou déposer de la vaseline conductrice sur les capteurs. De plus, bien que les bandelettes de glycémie traditionnelles ne relèvent pas des CGM, elles sont largement utilisées pour surveiller les taux de glucose dans le sang. Ces bandelettes contiennent des produits chimiques qui réagissent en changeant de couleur en fonction de la concentration de glucose sanguin. En effet, elles renferment des enzymes, des coenzymes, des médiateurs et des indicateurs qui interagissent avec les gouttes de sang pour produire un signal lisible par le lecteur.

La plupart des utilisateurs de CGM gardent une réserve de bandelettes de glycémie à portée de main pour valider les résultats du CGM ou pour le cas où le CGM ne fonctionnerait pas correctement. Les bandelettes de glycémie utilisent des fluides différents de ceux des appareils CGM.

Pour la fabrication des bandelettes de glycémie, un réactif chimique est nécessaire pour détecter le glucose dans le sang. Pour ce faire, les fabricants doivent tenir compte d'un large éventail de viscosités de solutions et de propriétés de solvants. Certains fluides comprennent le tétrahydrofurane, le PHF et l'isobutanol. Souvent, il s'agit d'une chimie propriétaire qui doit être appliquée sur les tampons conjugués d'une bandelette de test.

Exigences en matière d'application

Les CGM et les bandelettes de glycémie traditionnelles sont des dispositifs médicaux très réglementés. Les deux produits doivent répondre à des normes de qualité strictes et fournir des résultats précis dans des conditions parfois défavorables.

Pour répondre aux normes de qualité des technologies CGM et de glycémie, les fabricants ont besoin de solutions de dosage de fluides extrêmement précises et reproductibles. Les exigences de l'application comprennent la microdépose constante à des endroits spécifiques sur les substrats. Les tolérances de taille de dépose pour ces applications sont généralement très étroites, parfois de l'ordre de ± 1 %. L'application de la même quantité de liquide au bon endroit à chaque fois est primordiale pour produire des CGM de haute qualité, car les conséquences potentielles d'un CGM ou d'une bandelette de test défectueux sont très élevées.

Une surveillance réglementaire est en place pour empêcher les patients de subir de sérieuses conséquences néfastes pour leur santé. Parmi celles ci, on peut citer :

• Problèmes oculaires (rétinopathie)
• Problèmes de pieds liés au diabète et pouvant conduire à une amputation s'ils ne sont pas traités
• Crise cardiaque et accident vasculaire cérébral
• Problèmes rénaux (néphropathie)
• Troubles nerveux (neuropathie)
• Maladie des gencives et autres problèmes buccaux
• Maladies apparentées, comme le cancer.

Une autre exigence de l'application est la rapidité des temps de cycle pour répondre à la demande d'un rendement élevé. Les systèmes de dosage de fluides doivent être capables de répondre aux exigences d'une production à haut volume.

Solutions de dosage des fluides

Dépose de fluide manuelle

Pour les fabricants de CGM, les solutions de dosage manuel de Nordson EFD constituent un investissement d'entrée de gamme.

Le doseur de fluide Ultimus I est utilisé par les fabricants de CGM pour déposer de la vaseline conductrice sur les capteurs à l'intérieur des dispositifs de lecture. Les fabricants de CGM utilisent également le doseur Ultimus II avec des embouts de dépose revêtus de PTFE et des pistons bleus pour déposer des fluides cyanoacrylates. Les temps de polymérisation rapides du cyano le rendent attrayant mais aussi difficile à appliquer. C'est pourquoi il est souvent préférable d'utiliser une seringue jetable plutôt qu'une valve avec des pièces mécaniques. Pour en savoir plus sur la manière de dispenser efficacement les cyanos, ou super-colles, consultez cet article.

Ces solutions manuelles offrent les avantages suivants aux producteurs de CGM :

• Réduit la fatigue de l'opérateur
• Servent aux applications manuelles et automatisées
• S'adapte aux exigences de la production
• Diminue les pertes de fluides
• Permet aux utilisateurs de télécharger les journaux de dosage
• Obtient des informations exploitables sur le cycle de dépose
• Détermine des schémas de production et détecte les problèmes susceptibles d'avoir un impact sur la qualité.

Dosage semi-automatique des fluides

Au fur et à mesure que les besoins de production des CGM augmentent, les solutions de dosage des fluides semi-automatiques sont avantageuses. Les solutions semi-automatiques sont basées sur l'opérateur. Elles offrent un meilleur contrôle, une plus grande précision et une meilleure répétabilité pour les volumes plus importants.

Les fabricants de CGM peuvent configurer leur solution de dosage de fluide semi-automatique en fonction de leurs besoins de fabrication. Une configuration de fabrication CGM reconnue comprend un système de dosage automatisé de table et une tête de dosage telle que la valve de jetting PICO Pµlse® XP jet valve, la valve à aiguille xQR41 Series MicroDot™ ou la valve à diaphragme serie 752V. Les fabricants de CGM choisissent cette combinaison de solutions de dosage de fluides Nordson EFD car elle leur permet d'améliorer l'efficacité et de gagner du temps de production.

Par exemple, la valve de jetting PICO XP est utilisée pour déposer des adhésifs UV pour coller le châssis ou le corps d'un dispositif implantable. Les valves de jetting éliminent la nécessité d'un mouvement sur l'axe Z, ce qui augmente la vitesse à laquelle un fluide peut être appliqué. Cela en fait une excellente option pour la production en grande quantité. 

Récemment, un fabricant de lecteurs de glycémie a opté pour une solution de dosage automatique de fluides Nordson EFD pour encapsuler la carte de circuit imprimé de l'appareil avec des fluides à séchage UV, afin de garantir sa sécurité et sa protection.

L'assemblage des deux faces du lecteur de glycémie est une opération complexe, nécessitant le dépôt de fluides sur des rebords étroits suivant le contour des pièces moulées par jetting. Le fabricant de CGM a choisi un robot de dosage de fluides automatisé à 3 axes de la série PROPlus pour répondre à ses besoins. Ce système offrait une répétabilité optimale et une vitesse adaptée à une production en grande quantité, grâce au retour d'information en boucle fermée permettant d'améliorer le rendement.

Equipé d'un système de jetting PICO XP pour une application précise des fluides sur les pièces moulées par jetting, le robot à 3 axes a permis au fabricant de CGM d'appliquer des fluides à des vitesses élevées, en arcs et en lignes, sur le lecteur de glycémie.

De plus, les valves de pulvérisation (781) Nordson EFD sont souvent utilisées dans la production de CGM pour lubrifier les petites pièces avec de l'huile de silicone, montées sur un robot de dosage semi-automatique à 3 axes pour une production en lots.

Automatisation personnalisée (applications pour les constructeurs de machines)

Les fabricants qui produisent entre 300 000 et 500 000 unités par an à un prix inférieur à 50 dollars l'unité devraient envisager d'utiliser l'automatisation personnalisée. Cet investissement de grande valeur offre une solution clé en main qui étend les capacités d'assemblage multi-processus aux fabricants. Une solution de dosage des fluides personnalisée et entièrement automatisée permet aux fabricants de CGM de tirer parti des processus de contrôle de qualité tels que le prélèvement et la mise en place, les tests, les tests de traction, etc.

Le principal avantage d'une solution de dosage de fluides entièrement automatisée est la réduction du temps de traitement pour les applications à haut volume de production. L'amélioration de la qualité des produits, associée aux capacités de configuration et de programmation rapides, permet aux fabricants de CGM de rechercher et d'exploiter de nouvelles opportunités de fabrication.

Les solutions de dosage Nordson EFD couramment utilisées dans l'automatisation personnalisée comprennent les valves de jetting (dosage sans contact), les valves à aiguille (dosage avec contact), et même le dosage à l'aide de seringues contrôlées par des doseurs de fluides de table, qui sont également utilisés dans l'application manuelle de fluides.

À propos d'Ahmed Khan

Ahmed Khan est le responsable mondial des produits de dosage et d'automatisation des fluides de précision chez Nordson EFD. Il fournit des recommandations et des solutions aux clients et aide à l'intégration initiale du système. Ahmed a 13 ans d'expérience dans le domaine du dosage des fluides. Il a rejoint Nordson EFD en 2013 et est basé à East Providence, RI.