Atendendo à alta demanda de produção de medidores de glicose no sangue

Visão geral

Os medidores de glicose no sangue são um setor importante e em crescimento em todo o mundo. Essa categoria de produtos inclui tiras de teste e leitores de monitoramento de glicose no sangue e monitores contínuos de glicose (CGMs). Os monitores de glicose vestíveis, também conhecidos como CGMs, são essenciais para pacientes e profissionais da área médica. Eles ajudam os pacientes a monitorar sua saúde instantaneamente e auxiliam os médicos a diagnosticar e tratar problemas médicos complexos.

Especialistas do setor preveem que, na próxima década, a demanda por medidores de glicose crescerá mais de 10% ao ano nos próximos sete anos. As tendências também indicam que a receita mundial associada aos CGMs crescerá de US$ 13 bilhões em 2024 para US$ 32 bilhões em 2030.

À medida que mais pessoas envelhecem e os testes melhoram, será um desafio para os fabricantes lidar com o aumento da demanda. Os fabricantes com visão de futuro já estão analisando as forças atuais do mercado e traçando estratégias sobre como podem atender com sucesso à oportunidade do CGM.

Entre as várias tecnologias usadas para produzir CGMs, a dispensação de fluidos é fundamental e merece destaque. As aplicações de dosagem incluem a aplicação de reagentes em tiras de teste e adesivos para unir componentes de leitores de CGM.

As tecnologias de distribuição de fluidos ajudam os fabricantes a aplicar quantidades precisas de fluidos nas posições corretas nos substratos CGM e nas tiras de teste. Isso aumenta o rendimento da produção e, ao mesmo tempo, reduz o desperdício de fluido e a rejeição de peças. Além disso, muitas dessas soluções proporcionam uma transição suave dos processos de fabricação manuais, semiautomatizados e totalmente automatizados. Dessa forma, as organizações podem implementar soluções de automação de distribuição de forma gradual, conforme as condições do mercado exigirem.

Fluidos utilizados

Normalmente, os fabricantes de CGM usam cianoacrilatos e adesivos de cura UV em seu processo de fabricação. Os óleos de silicone são usados para a lubrificação dos componentes.

Os fabricantes preferem os adesivos de cura UV porque eles mudam de cor quando curados. Os adesivos de cura UV fornecem aos fabricantes uma confirmação visual de que o adesivo está completamente curado. Além disso, os adesivos de cura UV proporcionam tempos de cura mais rápidos e uma colocação muito precisa da distribuição de fluido nos substratos.

Em alguns casos, os fabricantes de CGMs precisam lubrificar suas peças. Para essa necessidade, são usados óleos de silicone. Da mesma forma, alguns fabricantes precisam aplicar vaselina condutora nos sensores.

Embora as tiras tradicionais de glicose no sangue não sejam um CGM, as pessoas as utilizam amplamente para monitorar os níveis de glicose no sangue. Essas tiras mudam de cor com base na quantidade de glicose no sangue, usando produtos químicos na tira. Elas contêm enzimas, coenzimas, mediadores e indicadores na tira.  As gotas de sangue nos reagentes transformam a glicose do sangue em um sinal legível para o medidor.

A maioria dos usuários de CGM mantém um suprimento de tiras de glicose no sangue à mão. Os motivos para fazer isso são validar as leituras do CGM ou protegê-las em um caso em que o CGM não esteja funcionando corretamente. As tiras de glicose no sangue usam fluidos diferentes dos dispositivos CGM.

Para a fabricação de tiras de glicose no sangue, é necessário um reagente químico para detectar a glicose no sangue. Para isso, os fabricantes devem considerar um amplo diferencial de viscosidade da solução e propriedades do solvente. Alguns fluidos incluem tetrahidrofurano, PHF e isobutanol. Muitas vezes, é um produto químico patenteado que precisa ser dispensado em almofadas conjugadas em uma tira de teste.

Requisitos do aplicativo

Tanto o CGM quanto as tiras tradicionais de glicose no sangue são dispositivos médicos altamente regulamentados. Ambos os produtos devem passar por rigorosos padrões de qualidade e fornecer leituras precisas em condições adversas.

Para atender aos padrões de qualidade das tecnologias CGM e de glicose no sangue, os fabricantes precisam de soluções de distribuição de fluidos extremamente precisas e repetíveis. Os requisitos das aplicações incluem a microdispensação em locais específicos dos substratos de forma consistente. As tolerâncias de tamanho de depósito para essas aplicações são geralmente muito restritas, às vezes tão pequenas quanto ± 1%. Aplicar a mesma quantidade de fluido no local correto todas as vezes é fundamental para gerar CGMs de alta qualidade, pois as possíveis consequências de CGMs ou tiras de teste defeituosos são muito altas.

A supervisão regulatória está em vigor para evitar que os pacientes sofram graves consequências adversas à saúde. Essas consequências incluem:

• Problemas oculares (retinopatia)
• Problemas nos pés relacionados ao diabetes e que podem levar à amputação se não forem tratados
• Ataque cardíaco e derrame
• Problemas renais (nefropatia)
• Danos aos nervos (neuropatia)
• Doenças da gengiva e outros problemas bucais
• Condições relacionadas, como câncer

Outro requisito da aplicação são os tempos de ciclo rápidos para atender à demanda de alto rendimento. Os sistemas de distribuição de fluidos devem ser capazes de acompanhar os requisitos de produção de alto volume.

Soluções de distribuição de fluidos

Distribuição manual de fluidos

Para os fabricantes de CGM, as soluções de dosagem manual de fluido da Nordson EFD&rsquo fornecem um investimento de ponto de entrada.

The O dispensador de fluido Ultimus I é usado pelos fabricantes de CGM para dispensar vaselina condutora nos sensores dentro dos dispositivos de leitura. Os fabricantes de CGMs também usam o dispensador Ultimus II com pontas de dosagem revestidas de PTFE e pistões azuis para dispensar fluidos de cianoacrilato. Os tempos de cura rápidos do ciano o tornam atraente, mas também difícil de dispensar. É por isso que, muitas vezes, é melhor usar uma seringa descartável do que uma válvula com peças mecânicas. Saiba mais sobre como dispensar cianoacrilatos, ou supercola, de forma eficaz neste artigo.

Essas soluções operadas manualmente oferecem essas vantagens para os produtores de CGM:

• Reduz a fadiga do operador
• Atende a aplicativos manuais e automatizados
• Escala com os requisitos de produção
• Diminui o desperdício de fluidos
• Permite que os usuários façam o download dos registros de distribuição
• Obter informações acionáveis sobre o ciclo de distribuição
• Encontrar padrões na produção e detectar problemas que possam afetar a qualidade

Distribuição semiautomatizada de fluidos

À medida que as necessidades de produção do CGM aumentam, as soluções semiautomatizadas de distribuição de fluidos são vantajosas. As soluções semiautomatizadas são baseadas no operador. Elas oferecem melhor controle, maior precisão e melhor repetibilidade. Esses sistemas oferecem controle aprimorado para fabricação de maior volume e precisão.

Os fabricantes de CGMs podem configurar sua solução semiautomatizada de distribuição de fluidos com base em suas necessidades de fabricação. Uma configuração comprovada de fabricação de CGMs apresenta um sistema de distribuição automatizada de mesa e um cabeçote de distribuição, como o PICO Pµlse® XP válvula de jato, válvula de agulha MicroDot&trade da série xQR41, ou 752V series diaphragm valve. Os fabricantes de CGM escolhem essa combinação de soluções de dosagem de fluido da Nordson EFD porque ela permite que eles melhorem a eficiência e economizem tempo de produção.

Por exemplo, a válvula de jato PICO XP é usada para distribuir adesivos de cura UV para unir o chassi ou o corpo de um dispositivo implantável. As válvulas de jato eliminam a necessidade de movimento do eixo Z, aumentando, portanto, a velocidade com que um fluido pode ser aplicado. Isso a torna uma ótima opção para produção de alto volume.

Recentemente, um fabricante de CGM selecionou uma solução de dosagem de fluido automatizada da Nordson EFD para fabricar um leitor de glicose no sangue. O projeto exigia a união de dois lados moldados por injeção do leitor de glicose no sangue. Além disso, o projeto especificava o encapsulamento da placa de circuito do dispositivo para protegê-la.

O fabricante usou fluidos de cura por UV para essas aplicações.

A união dos dois lados do leitor de glicose no sangue é uma operação complexa. O dispositivo é unido em uma borda moldada em ambos os lados das peças moldadas por injeção. O robô dispensa fluidos na borda estreita, seguindo o contorno da peça moldada injetada.

O fabricante de CGMs usou um robô de distribuição automatizada de fluidos de 3 eixos da série PROPlus para atingir seus objetivos. O sistema proporcionou excelente repetibilidade nos eixos X, Y e Z e a velocidade necessária para atender às necessidades de maior produção. O feedback constante em circuito fechado forneceu dados acionáveis para melhorar a produtividade.

O robô de 3 eixos foi equipado com um sistema de jateamento PICO XP devido à precisão e à repetibilidade necessárias para aplicar fluidos nas peças moldadas por injeção. A capacidade de dosagem em nível micro de 0,5 nL permitiu que o fabricante do CGM aplicasse fluidos em arcos e linhas compostos no leitor de glicose no sangue em alta velocidade para atender às demandas de produção de alto volume.

As válvulas de spray também são comumente usadas na produção de CGM para lubrificar peças pequenas com óleo de silicone. A válvula de spray 781 da Nordson EFD é uma ferramenta comum para essa aplicação. Normalmente, ela é montada em um robô dispensador semiautomático de 3 eixos para produção em lote.

Automação personalizada (aplicativos para construtores de máquinas)

Os fabricantes que produzem de 300.000 a 500.000 unidades por ano a <US$ 50 cada devem pensar em usar a automação personalizada. Esse investimento de alto valor oferece uma solução pronta para uso que amplia os recursos de montagem de vários processos para os fabricantes. Uma solução de distribuição de fluido personalizada e totalmente automatizada permite que os fabricantes de CGMs aproveitem os processos de garantia de qualidade, como pick and place, testes, testes de tração etc.

O principal benefício de uma solução de distribuição de fluido totalmente automatizada é a redução do tempo de processo para aplicações de alto volume de produção. A melhor qualidade do produto, aliada à rápida configuração e aos recursos de programação, permite que os fabricantes de CGMs busquem e atendam a novas oportunidades de fabricação.

As soluções comuns de dosagem da Nordson EFD usadas na automação personalizada incluem válvulas de jato (dosagem sem contato), válvulas de agulha (dosagem com contato) e até mesmo dosagem de corpo de seringa controlada por dosadores de fluido de bancada, que também são usados na aplicação manual de fluidos.

Sobre Ahmed Khan

Ahmed Khan é gerente global de produtos de dosagem de fluido de precisão e automação na Nordson EFD. Ele fornece recomendações e soluções aos clientes e ajuda na integração inicial do sistema. Ahmed tem 13 anos de experiência em dosagem de fluidos. Ele se juntou à Nordson EFD em 2013 e está baseado no Reino Unido.