3M中國有限公司產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)經(jīng)理謝穎瑋:智能可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)與應(yīng)對
2018年8月31日,作為“2018(上海)中國人工智能展覽會暨OFweek(第二屆)人工智能產(chǎn)業(yè)大會”的重要論壇之一的AI+醫(yī)療分論壇在上海成功舉辦。本次專場論壇圍繞AI+醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用展開,就AI醫(yī)療技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)化遇到的困難與挑戰(zhàn)進(jìn)行了討論。
在本次AI醫(yī)療論壇上,主辦方特邀了多名重量級嘉賓和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)上臺發(fā)表精彩演講,吸引了眾多醫(yī)學(xué)人士前來聆聽,會場高朋滿座,展現(xiàn)出了AI+醫(yī)療分論壇極高的關(guān)注度和魅力。
會上,3M中國有限公司產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)經(jīng)理謝穎瑋向到場數(shù)千名觀眾和媒體探討了智能可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)及應(yīng)對方案。
此外,謝穎瑋還談到,現(xiàn)在整個市場可以分成兩大塊:一塊是專業(yè)領(lǐng)域,一塊是消費(fèi)品領(lǐng)域。在專業(yè)領(lǐng)域,主要是一些連續(xù)的血糖監(jiān)控和心電監(jiān)控;而在消費(fèi)品領(lǐng)域,主要是針對一些需要經(jīng)常監(jiān)控體征的健康人士、居家老人、以及小孩。
移動醫(yī)療市場是一個持續(xù)增長的新興市場,它可以改善我們每個人的日常生活。如今,在很多移動醫(yī)療產(chǎn)品中,產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)與技術(shù)已足以支持本身長時間持續(xù)工作。但智能可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中仍存有不少的困難和挑戰(zhàn),對此3M中國有限公司從材料技術(shù)層面提出了應(yīng)對方案:推出了能與皮膚零距離接觸的醫(yī)用膠帶。
其產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)經(jīng)理謝穎瑋表示,3M的愿景是“以科技舉百業(yè),以產(chǎn)品興萬家,以創(chuàng)新利個人”。對于皮膚因長時間接觸產(chǎn)品而出現(xiàn)的皮膚粘貼問題,3M利用原材料技術(shù)輕輕松松過關(guān),真正做到了與皮膚做朋友。
以下為技術(shù)經(jīng)理謝穎瑋的現(xiàn)場演講內(nèi)容,OFweek醫(yī)療科技網(wǎng)僅作了不改變原意的整理和編輯:
謝謝大家,今天很榮幸來到這里與大家分享,可能這個主題跟AI有些不搭邊,因?yàn)槲覀児臼且患也牧瞎尽5谴蠹以谙嚓P(guān)的AI設(shè)計(jì)過程中,或者在可穿戴醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)中,一定會遇到和皮膚聯(lián)合在一起的產(chǎn)品,這樣大家就可能會用到我們的產(chǎn)品,所以今天我就這個主題與大家進(jìn)行探討。
3M公司介紹
3M是一家擁有百年歷史的創(chuàng)新公司,在這一百多年當(dāng)中,我們涉及了各個領(lǐng)域,去年公司整個全球銷售額差不多是317億美金。
我們擁有五大塊產(chǎn)業(yè),第一塊是工業(yè)用品。廣為人知的一些汽車售后類,比如說隔熱膜之類的產(chǎn)品,還有包括汽車原廠的一些膠帶,還有就是凈水系統(tǒng),或者是航天航空的一些產(chǎn)品。
第二塊是電子與能源產(chǎn)品,主要涉及到如高壓電纜、手機(jī),電腦所用到的電子膠帶和氟化液。
第三塊是消費(fèi)品,比如拖把抹布。
第四塊是安全與標(biāo)識,最出名的當(dāng)數(shù)口罩,如N95口罩。
我所在的這個事業(yè)部是醫(yī)療產(chǎn)品事業(yè)部,大部分的工作都是在醫(yī)院。從感染控制領(lǐng)域相關(guān)的一些生物指示劑、指示膠帶到醫(yī)院的貼膜,以及牙齒填充材料,包括整機(jī)類材料,都屬于醫(yī)療領(lǐng)域這一塊。
醫(yī)療可穿戴市場近況
預(yù)計(jì)到2018年,我們整個全球醫(yī)療市場可能達(dá)到4270億美金,并分成兩個大趨勢:一是我們發(fā)現(xiàn)許多科技公司,不僅僅是傳統(tǒng)的醫(yī)療器械公司,非常多的科技公司也開始慢慢進(jìn)入到這個市場,包括很多我們的客戶,比如說聯(lián)想等;第二塊就是有許多的整合、洗牌在這一塊,在亞太市場我們是走的最前面的,發(fā)展也是非常迅速的。
我們涉足智能可穿戴醫(yī)療器械領(lǐng)域哪些方面呢?
首先為什么會出現(xiàn)這么多的可穿戴設(shè)備呢?一是因?yàn)槿丝诶淆g化問題,許多老人需要居家養(yǎng)老,所以有很多產(chǎn)品是跟健康監(jiān)測相關(guān)的,還有就是醫(yī)療科技的進(jìn)步以及大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展,催生了可穿戴設(shè)備的發(fā)展。所以現(xiàn)在越來越多的可穿戴設(shè)備,它主要是一些精確、便攜、舒適的可穿戴設(shè)備。
現(xiàn)在整個市場可以分成兩大塊:一塊是專業(yè)領(lǐng)域,一塊是消費(fèi)品領(lǐng)域。在專業(yè)領(lǐng)域,主要是一些連續(xù)的血糖監(jiān)控和心電監(jiān)控;而在消費(fèi)品領(lǐng)域,主要是針對一些需要經(jīng)常監(jiān)控體征的健康人士、居家老人、以及小孩。所以可穿戴設(shè)備這一塊現(xiàn)這兩年發(fā)展蓬勃。
這里為大家列了近兩年來十大發(fā)展較好的可穿戴設(shè)備,這些可穿戴設(shè)備主要分成幾塊,一塊是血糖監(jiān)測,一塊是心電監(jiān)測。我們大部分的客戶還是在做心電監(jiān)測和血糖監(jiān)測,緩解慢性疼痛,以及血氧的監(jiān)測,當(dāng)然還有一小部分的需求是來自于嬰兒體溫監(jiān)測。
在整個的過程當(dāng)中,為什么我們會接觸到這些客戶?是因?yàn)檫@里差不多有六個產(chǎn)品都是直接應(yīng)用在皮膚上的,有的朋友可能對24小時的心電監(jiān)測有所了解。如果去醫(yī)院做監(jiān)測,通常會給你一個設(shè)備綁在身上,然后需要掛很多導(dǎo)聯(lián)。其實(shí)這些線都會影響到你平時的運(yùn)動,所以不太方便。同時掛在身上的設(shè)備可能會有信號不穩(wěn)定的情況,所以很多新的可穿戴設(shè)備,開始考慮把設(shè)備直接粘到皮膚上,而不是靠其他的輔助設(shè)備來做。
皮膚黏貼設(shè)備的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在哪里呢?
一是它比較輕薄,黏貼比較均勻,整個比較完整,不會有打孔現(xiàn)象,還有就是器械固定比較穩(wěn)定,外觀設(shè)計(jì)更加靈活。在生產(chǎn)制造的過程當(dāng)中可能更便于自動化的操作,最后就是它的性價比較高。
大家可能覺得這很容易,不就是把一個東西黏在皮膚上嗎?現(xiàn)在外面市面上有很多膠帶,隨便拿一個過來可能就實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)了。但實(shí)際上我們發(fā)現(xiàn),皮膚它是一個非常特殊的基材,它不同于桌面木質(zhì)或者不銹鋼的表面,因?yàn)樗旧硎且粋器官,是一個表面積最大的器官,所以它自己是活性的。
皮膚黏貼會有哪些挑戰(zhàn)呢?
影響皮膚黏貼的因素主要包括六個方面。第一塊,皮膚它是會呼吸的,它是一個非常敏感的表面,我們發(fā)現(xiàn)有很多用戶在使用過程中,可能會出現(xiàn)一些皮膚問題,其實(shí)很多時候就是黏膠所造成的;另外一塊,皮膚它有周期性的更替,真皮14天更替一次,表皮50天,可能一些年輕人28天更替一次。另外皮膚是有彈性的,所以在粘貼的時候可能不是太平整;那么另外一塊皮膚的表面不像其他的材料很容易黏;第五塊,就是紋理不一樣,可能不同種族的人整個皮膚的狀況也不會一樣,而且粘貼的部位不同,紋理也會有所不同;第六塊就是它可能有表面的臟物,可能會要出汗,有鹽分。這些都是因?yàn)槠つw它是一個活體,有自己新陳代謝的一部分因素。
我們是如何來面對皮膚的挑戰(zhàn),它的挑戰(zhàn)到底在哪里呢?
皮膚在保護(hù)我們免受微生物和外界侵?jǐn)_,像一個盡責(zé)的守衛(wèi)者,但是在設(shè)計(jì)醫(yī)療器械時,皮膚就成了一個頑固的敵人。在接下來的視頻系列中,您將了解到皮膚會帶來哪些獨(dú)特挑戰(zhàn),我們也會幫您挑選合適的粘合材料,讓皮膚不再成為器械固定時的阻力。在我們考慮如何將醫(yī)療器械貼合到皮膚上之前,首先需要了解皮膚是什么,為什么對皮膚粘貼時會面對如此大的挑戰(zhàn),皮膚看起來只是人體最外的薄薄一層,而他如此獨(dú)特的原因還要從它的內(nèi)部構(gòu)造說起!
皮膚具有微小的層狀結(jié)構(gòu),從外向里來看,皮膚有表皮層,乳突真皮層,網(wǎng)狀真皮層和皮下組織組成,表皮最外層的角質(zhì)層由死皮細(xì)胞組成,大約每14天再生一次,這種皮膚的新陳代謝讓我們很難輕易合成出合適的皮膚膠黏劑,不僅于此,更有其他生物學(xué)因素讓皮膚膠黏劑很難貼附在皮膚上。在設(shè)計(jì)皮膚膠黏劑時,佩戴者的年齡絕對是一個關(guān)鍵因素,隨著年齡的增長,皮膚也變得越來越脆弱,越來越干燥,越來越容易破損,因?yàn)殡S著年齡的增長,表皮層會變平、變薄,使得表皮細(xì)胞更易剝離、損傷,同時身體還會損失透明質(zhì)酸,這讓皮膚變得像海綿一樣干枯,所以皮膚變得越來越脆弱,嬰兒的肌膚則是另一種脆弱,在新生兒中尤其如此。新生兒的表皮沒有完全發(fā)育,所以皮膚層比正常皮膚要薄的多,對于那些皮膚敏感或脆弱患者,設(shè)計(jì)師們應(yīng)該考慮更溫和的膠黏劑。
作為有生命會呼吸的器官,皮膚不應(yīng)長時間受到閉塞或阻擋,皮膚需要排出濕氣。角質(zhì)層還有約15%的水,但如果深入到表皮和真皮層,含水量大約是70%,水會不斷的通過皮膚向外層擴(kuò)散,阻塞皮膚的黏貼材料,可以鎖住水分。但這可能導(dǎo)致一個醫(yī)學(xué)問題——浸漬問題。對于皮膚來講,透氣的膠黏劑或粘貼材料是對皮膚有好處的,而鎖住濕氣的就對皮膚不好了。
大家知道皮膚上有毛囊,即使在佩戴醫(yī)療設(shè)備前把毛剃掉,設(shè)備下的毛發(fā)還是會繼續(xù)生長,會把膠黏劑頂起來。毛囊里還含有微生物,這可能會導(dǎo)致毛囊炎,毛囊炎癥通常都伴隨著其它感染。除了皮膚的挑戰(zhàn)之外,設(shè)備設(shè)計(jì)師也要考慮用戶的活動水平。他們喜歡運(yùn)動、還是喜歡久坐,設(shè)備要黏貼在身體的哪個部位?帶多久?它需要與哪些材料兼容?制造過程是什么樣的?需要滅菌嗎?設(shè)備工程師需要考慮的問題很多。
因此皮膚黏貼其實(shí)面臨著六大挑戰(zhàn),最主要的一個就是客戶,很難把客戶的需求轉(zhuǎn)化成我們產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求,為什么呢?因?yàn)榭蛻敉ǔT谑褂玫倪^程當(dāng)中,他不知道你的透氣指標(biāo)到底是跟哪個指標(biāo)相關(guān)聯(lián),他只知道舒適不舒適,只知道我的皮膚是不是會有過敏的現(xiàn)象,而這些都要通過我們來把它轉(zhuǎn)化成所需要的指標(biāo)。
第二塊就是如何選擇膠帶。有的膠帶可能會粘得很牢,撕也撕不下來,在撕扯的過程當(dāng)中會引起許多的皮膚損傷,另外一塊可能就是根本就黏不住,這些也是需要考慮的。
第三塊是滅菌對膠黏劑的影響。因?yàn)楹芏嗟尼t(yī)療器械都是要進(jìn)行滅菌的,那您是用伽瑪滅菌還是用環(huán)氧乙烷滅菌,滅菌的時間是多久?濕度是多少?這些都會影響到膠黏劑最后的性能,也會影響到客戶的體驗(yàn)性、體驗(yàn)感受。
第四塊就是要明確目標(biāo)客戶是誰,到底是老年人還是病人、是小孩還是成年人、需要貼多長時間、是14天連續(xù)給藥、還是28天連續(xù)給藥?這些都是不同的。
第五塊是背襯的重要性,因?yàn)橘N在不同的地方也會有不同的需求,那貼在一些骨凸的地方,可能需要有一些彈性的材料。
第六塊就是一定要綜合評估皮膚的風(fēng)險(xiǎn)。如果是一個癌癥病人,那在貼的時候選用什么樣的粘膠劑就非常重要了。
下面就是我們總結(jié)的幾大矛盾,長時間還是短時間?連續(xù)貼附還是斷續(xù)貼附?老年人、兒童還是成人?是女性用戶還是男性用戶?根據(jù)前面這些矛盾,我們建議大家選擇材料時候,一定要選用醫(yī)用膠帶,不能選用工業(yè)膠帶來進(jìn)行醫(yī)療器械的固定。
為什么要選用醫(yī)用膠帶呢?因?yàn)獒t(yī)用膠帶分成好幾個屬性,它需要有基礎(chǔ)屬性,就是要有促進(jìn)性皮膚黏貼的效果,接觸的時間,透氣性是否容易去除,是否低殘膠。
第二塊所有的醫(yī)用膠帶都會進(jìn)行毒理學(xué)評估,細(xì)胞毒無刺激的測試,然后我們有臨床技術(shù)支持,有臨床數(shù)據(jù)支撐。
第三塊就是功能性,所有的膠帶都要兼顧到透氣、彈性和適合不同背襯材料,還有包括是雙面膠還是單面膠,固定在什么地方。
所有的醫(yī)用膠帶都是根據(jù)iso13485,都是有醫(yī)療器械證的,以保障設(shè)計(jì)的安全性。醫(yī)用膠帶可以提供的保障通常分為三部分,一個是可追溯性,然后是質(zhì)量體系,還有一塊就是有臨床支持團(tuán)隊(duì)。
最后我稍微介紹一下移動醫(yī)療的市場,在這一塊的話我們也有一些心得。
一個就是現(xiàn)在越來越多的醫(yī)療器械,希望它能夠長時間地黏貼在皮膚上。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在不是單點(diǎn)測試,通常都是持續(xù)性測試,這是今后發(fā)展的一個很大的方向。
第二塊就是要有完美的皮膚黏結(jié)性,一個是它能粘的住,另外一個是在去除的時候不損傷皮膚。
第三塊就是一定要關(guān)注醫(yī)療器械使用的實(shí)際情況,因?yàn)橥ǔJ盏胶芏嗫蛻舻脑V求是它粘貼的舒適性,所以我們要根據(jù)它的實(shí)際使用情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
第四塊也是剛才有說到的,要有好的固定表現(xiàn),同時又要避免產(chǎn)生皮膚問題。下面是我們的一些解決方案,那如果大家有興趣的話可以看一下,我們把膠帶大致分為三個部分。
第一是長時間黏貼的醫(yī)用膠帶。這種膠帶可以做到14天以上的黏貼。
第二是有機(jī)硅膠帶。這一塊在醫(yī)院用的不是太多,因?yàn)橛袡C(jī)硅主要適用于兒童和一些皮膚脆弱的老年人,有機(jī)硅膠帶是不會引起皮膚損傷的,在撕扯的時候非常的溫和。
第三是醫(yī)用透氣膠帶。普通的醫(yī)用透氣膠帶有非常多的選擇,有泡沫型,有普通的PU材質(zhì)的,也有其他的一些材質(zhì)的。
如果大家有興趣的話,可以來咨詢我們更多的產(chǎn)品信息,大家也可以上我們的官網(wǎng)進(jìn)行詢問,然后我們其實(shí)也有一個專門的網(wǎng)站是可以提供給大家,大家可以在上面提出你的要求,然后根據(jù)你的要求,我們會給到您相關(guān)膠帶的建議,然后給您試用的樣品。這是我全部的演講,謝謝。
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