胶粘材料创新 | 充分降低设计工程挑战

 

 

皮肤是一个复杂的基材,因此可穿戴设备设计过程充满挑战。

 

糖尿病患者的皮肤需要格外注意,因为糖尿病往往会造成皮肤失去弹性、干燥、变厚,而且容易感染疾病。胶粘材料技术创新可以充分减少持续血糖监测仪(CGM)、胰岛素泵、血糖试纸条及其他糖尿病管理设备相关的挑战。

 

使用血糖监测仪的患者

 

不论是将设备粘附到皮肤上还是粘合组件,胶粘材料有助于解决设计挑战,防止皮肤损伤,并确保设备发挥预期功能。为了开发糖尿病管理可穿戴产品,设计师必须清楚糖尿病患者的皮肤与正常人的皮肤有什么区别。

 

 

Part 1

糖尿病对皮肤的影响

 

皮肤会运动、呼吸、排汗,而且大约每两周完成一次自我更新。

 

皮肤主要由水组成,有助于调节体温。它是一个健康指标,能防止感染和其他外部危险,并且反映出人体内状况。如果我们感觉很热,皮肤会出汗。如果我们对某种东西过敏,皮肤会起疹。

 

对于糖尿病患者而言,血糖过高也伴随着皮肤变化,血管壁会变硬。皮肤对于外部刺激的反应会降低,无法吸收足量的氧气,最终会失去感觉神经细胞,无法感知疼痛。

 

损伤状况可能越来越难检测,造成皮肤受损,而且对于身体状况已然使得免疫系统能力降低的患者而言,感染疾病的风险增大。

 

糖尿病患者的皮肤还会失去汗腺功能,造成干燥病(皮肤干燥),会造成皮肤瘙痒、变厚。

 

糖尿病带来的其他皮肤改变包括老化和光照损伤,因而皮肤弹性降低,细纹会变成皱纹。血糖代谢异常会加剧这些变化。

 

Part 2

改善糖尿病管理设备的设计

 

慎重选择胶粘材料可以解决艰巨的设计挑战。

 

胶粘材料会影响皮肤健康,持续血糖监测仪等设备会增大感染风险。但是,针对各种应用选择正确的胶粘材料有助于皮肤保持其完整性,并确保设备在预期使用期限内保持粘附,从而充分降低感染风险

 

可延长穿戴时间的医用胶带

 

延长穿戴时间的压敏胶是功能受损皮肤的一种友好性选择。

选择一款温和胶粘材料,减轻刺激。有机硅和某些丙烯酸酯胶粘材料可能较为适合。

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有机硅胶粘材料
对于脆弱的敏感皮肤具有出色的温和性;使用后能贴合皮肤;揭除痛感较轻;透气性适中,专为短期应用配制。

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丙烯酸酯胶粘材料
透气性,生物相容性--对于数天粘接至关重要;若需要长期粘接,可以配制成强效配方。

 

胶粘材料可以提高设备的完整性——适合的粘合强度和耐用性确保设备完整。

 

若与皮肤接触,胶粘材料可能仍然需要具有生物相容性,但是不一定需要具备温和性或皮肤友好性。

 

血糖试纸条设计会考虑到很多材料,其中最重要的一种材料是胶粘材料。胶粘材料必须能与亲水性材料相容,亲水性材料能促进流体流动,因为这两种组分对于试纸条的精度很重要。若它们无法发挥正常功能,在与其它层材料结合后,在试纸条设计、生产和销售周期会出现问题。

 
 

考虑胶粘材料外的因素,正确选择胶粘材料能缓解很多问题,但是无法防止每一种潜在的问题。比如,某种胶粘材料有助于防止设备过早脱胶,但是如果设备受到外力冲击,粘合强度也只能承受特定的应力。

 

为了防止过早脱粘,促使设备无缝地整合到患者的日常生活中,纤细造型能确保设备紧贴身体粘附,而且圆角设计有助于防止设备卡到衣服等物体上。

 

3M医用材料于微流控应用与血糖试纸多层结构粘接

从微流控应用到血糖试纸多层结构粘接,胶粘材料有助于保持皮肤健康和设备完整性。

 

简洁清晰的使用说明书是非常必要的,用图表和视频教程说明设备操作、使用和移除方法。也包含一些提示,比如在每次使用时需将设备粘接到不同的皮肤部位,以便于让已经被粘接部位的皮肤更新和保持健康。

 

糖尿病管理是一个耗时和费心的事情,患者理应使用结构合理的设备帮助他们做出关键的健康决定,并且对他们生活几乎没有负面影响。

 

与材料供应商良好合作且精通糖尿病管理设备开发的设计工程师们可以在整个过程中提供指导,帮助减轻压力并达到更好的结果。

 

关于作者:Del R. Lawson博士在3M拥有25年以上的实验室管理、战略产品平台创建和精益六西格玛运营经验。

 

他目前负责医用原材料和技术业务的新产品开发和商业化工作,其所处岗位为3M医疗解决方案产品部。

 

Part 3

医用胶粘材料选型

 

如准备开始你的下一个研发项目,敬请访问 FindMyAdhesive.com,找到关于医用胶粘材料选择一系列问题的答案。

 


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沈先生

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