满足血糖仪的高需求生产

概述

血糖仪是全球一个重要且不断增长的行业。这类产品包括血糖监测试纸和读取器，以及连续血糖监测仪（CGM）。可穿戴式血糖监测仪（又称 CGM）对患者和医疗专业人员来说至关重要。它们可以帮助患者即时跟踪自己的健康状况，并帮助医生诊断和治疗复杂的医疗问题。

业内人士预测，未来十年，血糖仪的需求量将在未来七年内以每年超过 10% 的速度增长。趋势还表明，与血糖仪相关的全球收入将从 2024 年的 130 亿美元增长到 2030 年的 320 亿美元。

随着越来越多的人步入老年，检测技术也在不断进步，制造商要应对更高的需求将面临挑战。有远见的制造商已经在分析当前的市场力量，并就如何成功抓住 CGM 的机遇制定战略。

在用于生产 CGM 的众多技术中，液体喷点技术至关重要，值得重点关注。点胶应用包括将试剂涂抹到试纸上，以及将粘合剂粘合 CGM 读取器的部件。

流体喷点技术可帮助制造商在 CGM 基质和测试条上的正确位置喷点精确量的流体。这可以提高产量，同时减少液体浪费和零件废品。 此外，许多此类解决方案还能实现从手动到半自动再到全自动生产流程的平稳过渡。这样，企业就可以根据市场需要逐步实施配液自动化解决方案。

所用流体

CGM 制造商通常在制造过程中使用氰基丙烯酸酯和紫外线固化粘合剂。硅油用于部件润滑。

制造商更喜欢紫外线固化粘合剂，因为它们在固化时会变色。紫外线固化粘合剂可让制造商直观地确认粘合剂是否已完全固化。此外，紫外线固化粘合剂的固化时间更快，在基材上的液体分配位置也非常准确。

在某些情况下，CGM 制造商需要润滑其部件。为此需要使用硅油。同样，有些制造商需要在传感器上涂抹导电凡士林。

虽然传统的血糖条不是 CGM，但人们广泛使用它来监测血糖水平。这些血糖试纸利用试纸中的化学物质，根据血液中葡萄糖的含量改变颜色。试剂条中含有酶、辅酶、介质和指示剂。 滴在试剂上的血液将血糖转化为血糖仪可读取的信号。

大多数 CGM 用户都会随身携带血糖试纸。这样做的原因是为了验证 CGM 的读数，或在 CGM 无法正常工作时保护血糖条。血糖试纸使用的液体与 CGM 设备不同。

在血糖试纸生产过程中，必须使用化学试剂来检测血液中的葡萄糖。为此，制造商必须考虑溶液粘度和溶剂特性的广泛差异。一些溶剂包括四氢呋喃、PHF 和异丁醇。通常情况下，需要将专有化学试剂分配到试纸上的共轭垫上。

申请要求

CGM 和传统血糖试纸都是受到严格监管的医疗设备。这两种产品都必须通过严格的质量标准，并在恶劣条件下提供准确的读数。

为了满足 CGM 和血糖技术的质量标准，制造商需要极其精确且可重复的液体喷点解决方案。应用要求包括始终如一地在基板上的特定位置进行微量喷点。这些应用的沉积物尺寸公差通常非常小，有时甚至小到 1%。每次都在正确的位置涂抹相同量的液体对于生成高质量的 CGM 至关重要，因为错误的 CGM 或测试条可能会造成非常严重的后果。

制定监管措施是为了防止患者遭受严重的不良健康后果。这些后果包括

• 眼睛问题（视网膜病变）
• 与糖尿病有关的足部问题，如不及时治疗可导致截肢
• 心脏病和中风
• 肾脏问题（肾病）
• 神经损伤（神经病变）
• 牙龈疾病和其他口腔问题
• 癌症等相关疾病

另一个应用要求是快速循环时间，以满足高产量需求。流体分配系统必须能够满足大批量生产的要求。

流体分配解决方案

手动流体分配

对于 CGM 制造商而言，诺信 EFD 的手动流体喷点解决方案是一项入门级投资。

The CGM 生产商使用 Ultimus I 液体分配器 将导电凡士林分配到读取器内部的传感器上。CGM 生产商还使用Ultimus II 配液器 ，它带有内衬 PTFE 的配液头和蓝色活塞，用于配制氰基丙烯酸酯液体。氰基丙烯酸酯的固化时间快，因此很有吸引力，但分配起来也很棘手。这就是为什么使用一次性注射器往往比使用带机械部件的阀门更好的原因。请参阅文章，进一步了解如何有效地分配氰基胶或超级胶水。

这些手动操作解决方案为 CGM 生产商提供了这些优势：

• 减轻操作员疲劳
• 为手动和自动应用提供服务
• 符合生产要求
• 减少液体浪费
• 用户可下载分配日志
• 获取有关配药周期的可行信息
• 查找生产模式，发现可能影响质量的问题

半自动化流体分配系统

随着 CGM 生产需求的增加，半自动流体分配解决方案更具优势。半自动化解决方案以操作员为基础。它们提供更好的控制、更高的精度和更高的可重复性。这些系统可为大批量、高精度生产提供更好的控制。

CGM 制造商可根据自己的生产需求配置半自动流体分配解决方案。成熟的 CGM 生产设置包括一个 台式自动配液 系统 和一个配液头，如 PICO Pµlse® XP 喷射阀、xQR41 系列 MicroDot™ 针阀，或 752V 系列隔膜阀。CGM 制造商之所以选择这种诺信 EFD 流体喷点解决方案组合，是因为它能使他们提高效率并节省生产时间。

例如，PICO XP 喷射阀可用于分配紫外线固化粘合剂，将植入设备的底盘或主体粘合在一起。喷射阀无需 Z 轴运动，因此提高了涂抹流体的速度。这使其成为大批量生产的最佳选择。

最近，一家 CGM 制造商选择了诺信 EFD 自动流体喷涂解决方案来制造血糖读取器。设计要求将血糖读取器的两个注塑成型面连接起来。此外，设计还要求对设备的电路板进行封装，以确保其安全性和保护性。

制造商在这些应用中使用紫外线固化流体。

血糖仪两侧的连接是一项复杂的操作。设备在注塑件两侧的模制凸缘处连接。机械手按照注塑件的轮廓将液体注入狭窄的边缘。

CGM 制造商使用 3 轴 PROPlus 系列 自动化流体分配机器人来实现其目标。该系统具有出色的 X、Y 和 Z 轴可重复性，以及满足更高产出需求所需的速度。持续的闭环反馈为提高产量提供了可行的数据。

三轴机器人配备了 PICO XP 喷射系统，因为在注塑件上喷涂液体需要高精度和可重复性。0.5 nL 的微量喷点能力使 CGM 制造商能够在血糖读取器上高速喷点复合弧线和线条的液体，以满足大批量生产的需求。

在 CGM 生产中，喷雾阀也常用于用硅油润滑小部件。Nordson EFD’s 781喷涂阀 是这种应用的常用工具。它通常安装在用于批量生产的三轴半自动点胶机器人上。

定制自动化（机器制造商应用）

年产量 300,000-500,000 件、每件售价 50 美元的制造商应该考虑使用定制自动化。这项高价值投资提供了一个交钥匙解决方案，为制造商扩展了多工序装配能力。定制的全自动流体分配解决方案使 CGMs 制造商能够充分利用质量保证流程，如取放、测试、拉动测试等。

全自动流体喷点解决方案的主要优势在于缩短了大批量生产应用的加工时间。产品质量的提高，加上快速设置和编程能力，使 CGM 制造商能够寻求并实现新的生产机会。

定制自动化中常用的诺信 EFD 点胶解决方案包括喷射阀（非接触式点胶）、针阀（接触式点胶），甚至是由台式点胶机控制的注射桶点胶，这些点胶机也可用于手动涂胶。

关于艾哈迈德·汗

Ahmed Khan 是诺信 EFD 精密流体点胶和自动化部门的全球产品经理。他为客户提供建议和解决方案，并帮助进行初始系统集成。Ahmed 拥有 13 年的流体点胶经验。他于 2013 年加入诺信 EFD，常驻英国。