Goedkope 3D-geprinte Inhalators Bieden Betaalbare Toegang Voor Miljoenen

Het team van Coalesce Product Development genereert tientallen prototypes voor elk medisch apparaat, wat zorgt dat elke ontwerpiteratie aan strikse standaarden voldoet.

Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie lijden geschatte 262 miljoen mensen wereldwijd aan astma, een aandoening die elk jaar bijna 500.000 doden veroorzaakt. Voor patiënten met astma of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), is geïnhaleerde medicatie essentieel om symptomen te managen en een actieve levensstijl te behouden. Toch blijven toegang en betaalbaarheid significante barrières, vooral voor onverzekerden en die in laag-inkomenslanden. Studies gepubliceerd in de Annals of the American Thoracic Society en het Journal of Allergy and Clinical Immunology schatten jaarlijkse kosten per persoon voor astmabehandeling tussen $1.800 en $4.900, wat medicatie, doktersbezoeken en indirecte kosten zoals verloren werkijd omvat. Een Health Costs Survey uit 2005 vond dat 44% van de mensen met astma medicatie of doktersbezoeken stopten om geld te besparen.

Het VK-gebaseerde Coalesce Product Development aanpakken deze uitdagingen door innovatieve geneesmiddelafgiftetoestellen te ontwerpen – inclusief inhalatoren en injectoren – die generieke inhalatieproducten leveren tegen een fractie van de kosten van merk-alternatieven, die meer dan $380 per maand kunnen kosten.

Inhalatoren moeten bruikbaar zijn door een brede demografische groep, van adolescenten tot oudere patiënten met comorbiditeit. Precieze dimensionering, ergonomie en gebruikersinterface-ontwerp zijn daarom cruciaal. Om dit te bereiken, gebruikt het Coalesce-team in-house 3D-printers om te prototypen, testen en fabriceren in diverse vormen en maten. Ze creëren ook aangepaste 3D-geprinte test-rigs, jigs en fixaties om elk product's prestaties te valideren.

Industrieel Ontwerper

Vinnay Chhabildas, Industrieel Ontwerper bij Coalesce, legt uit hoe 3D-printen het team in staat stelt om "look-like" prototypes te produceren, uitbesteding te verminderen, en ontwerpiteraties te versnellen, wat resulteert in innovatieve geneesmiddelafgiftetoestellen.

Investeren In Formlabs Voor Medische Apparaatproductie

Draft Resin wordt gebruikt om fixaturen te testen voor CNC-bewerking.

Coalesce kocht de Form 2 stereolithografie (SLA) printer in 2015. Op dat moment stond prototype-ontwikkeling zwaar op externe leveranciers, wat vertragingen van dagen per onderdeel veroorzaakte. Met de Form 2, verminderde het team snel uitbesteding, bouwde meerdere Form 2-units en sloop de levertijden.

De Form 2 faciliteerde het ontwerp van cruciale architecturale componenten voor diverse inhalator- en auto-injector apparaten. Bijvoorbeeld, de behuizing van het elektronische Breath Profiling Device (BPD) gebruikte White Resin voor zijn gladde afwerking, mechanische sterkte en compatibiliteit met messing inserts.

Vinnay merkt op dat "SLA een uitstekende balans biedt van resolutie, oppervlakte-afwerking, duurzaamheid, materiaalopties en dimensionale nauwkeurigheid. Omdat onze apparaten bewegende delen bevatten, was in-house prototypen van kleine mechanismen essentieel." Hij voegde toe dat de vrijgave van de Form 2 een keerpunt was: "We bestelden de eerste unit direct en volgden op met een tweede binnen weken."

Initiële prototypes focusten op de BPD's exterieur-geometrie. Zodra het ontwerp gestabiliseerd was, werden geprinte onderdelen geschilderd en getoond op de jaarlijkse Drug Delivery to the Lungs (DDL) conferentie, waar ze vaak voor afgeronde producten werden aangezien.

Opvolgende klinische studies met dezelfde prototypes onthulden significante variatie in onbegeleide inhalatieprofielen, wat het belang van precies apparaatontwerp onderstreept.

In-house printen bleek dramatisch goedkoper dan third-party leveranciers – ongeveer 20x goedkoper. Voor de BPD-behuizing kostte de Form 2 £11 per onderdeel versus ongeveer £250 bij uitbesteding. Naast kosten was het tijdsvoordeel beslissend: onderdelen geprint in acht uur konden binnen dagen afgewerkt en geschilderd worden, terwijl externe aannemers een week of twee nodig hadden.

White Resin stelt ook precieze schroefdraad-invoeging toe, wat functionele tests faciliteert.

Uitbreiden Van In-house 3D-printen Met De Form 3

Rapid prototyping blijft centraal voor Coalesce's succes. Na het vestigen van een robuuste Form 2-vloot, voegde het bedrijf drie Form 3-printers toe om verder te gaan dan oppervlakkige prototypes naar volledig functionele onderdelen met minuut-interne kenmerken.

De Form 3's Low-Force Stereolithography (LFS) technologie biedt ongeëvenaarde nauwkeurigheid, wat het team in staat stelt om fijnstofverdeling in droge-poeder-formulaties te analyseren en nauwkeurige geneesmiddelafgifte te garanderen.

Vinnay vat samen: "De Form 3 laat ons fijn kenmerken en delicatie meshes printen, en we kunnen op de fly itereren, een fysiek onderdeel produceren in een paar uur. Het elimineren van third-party leveranciers heeft onze ontwikkelcyclus versneld." Hij voegt toe dat de printers nu nonstop draaien, vijf dagen per week, en integraal zijn voor tooling, patiënt-proef-mondstukken, en interne apparaattests.

Waarom Formlabs? "Geen ander platform matcht de printkwaliteit, betrouwbaarheid en gebruiksgemak waar we op zijn gekomen te vertrouwen met Formlabs," zegt Vinnay. "Sinds de Form 2 hebben we niet gewisseld."

Een Uitgebreide Bibliotheek Van SLA 3D-print-materialen

Coalesce benut een breed spectrum van Formlabs-harsen om diverse productiebehoeftes te vervullen.

• Draft Resin versnelt fixatuurcreatie – printtijden van ongeveer één uur stellen snelle iteratie en testen voor CNC-bewerking in.
• High-Temp Resin produceert tooling die hitte-zeilprocessen weerstaat; veel inhalatorcomponenten kunnen niet bewerkt worden, wat 3D-geprinte custom tools onmisbaar maakt.
• Rigid Resin is ideaal voor kleine, ingewikkelde kenmerken die dimensionale fideltiteit onder luchtstroomkrachten moeten behouden.
• Grey Pro Resin, met superieure slijtvasteheid, wordt gebruikt voor tandwielen en andere hoge-frictie componenten.
• Standaard Harsen – Wit en Zwart – dienen esthetische doeleinden. White Resin's verf-klaar afwerking wordt gebruikt voor exterieur-behuizing en gepolijste presentatiemodellen voordat productiegoedkeuring.
• BioMed Clear Resin maakt productie van mondstukken voor mens-factortesten mogelijk. Het printen van deze componenten in een biocompatibele, huidveilige hars elimineert de kosten van spruitgieten.
• Elastic 50A Resin, gebruikt in het chemisch lab, creëert siliconen-achtige adapters die betrouwbaar afdichten tegen patiënt-mondstukken tijdens long-simulatie-tests.
• Clear Resin dient als potmateriaal; de transparantie stelt ingenieurs in staat om interne assemblages te inspecteren en componentintegratie te verifiëren.

3D-printens Impact Op Medische Apparaatontwikkeling

De breath-actuated inhaler (BAI) bouwt op het press-and-breathe concept maar biedt een simpelere open-inhale-close interface. De pre-metered dry-powder inhaler (DPI) platform ondersteunt meerdere formuleringen met een duidelijke dosisteller.

Het deployen van in-house 3D-printen levert substantiële waarde: het vermindert uitbesteding, versnelt ontwerpiteratie, en produceert essentiële tooling – wat de noodzaak voor spruitgieten elimineert.

Met Formlabs-printers verkorte Coases de levertijden voor apparaatbehuizing met 80-90% en verlaagde de kosten met 96%. Deze efficiënties maken het bedrijf in staat om apparaten voor klanten te ontwikkelen en eigen technologie te creëren voor out-licensing aan wereldwijde farmaceutische partners, allemaal met bescheiden kapitaalinvesteringen.

Kortom, Vinnay vat samen: "Voor Coalesce zijn Formlabs 3D-printers vitaal."

Neem contact op met Formlabs om te ontdekken hoe desktop SLA 3D-printen uw prototyping- en test-workflows kan stroomlijnen – en ontvang een gratis monster afgestemd op uw toepassing.