Digital tillverkning bidrar till denna medicintekniska firmas mål att förbättra resultatet för patienterna

Så som det ofta blir inom läkemedelsbranschen föds innovativa idéer inom universitetens forskning och ger sedan upphov till innovativa företag som skapar innovativa produkter. Ett exempel på detta är HemoSonics.

Detta företag för medicinsk utrustning är baserat i USA, i Charlottesville i delstaten Virginia, och grundades 2005 av två professorer och en forskarstuderande efter avlagd doktorsexamen inom University of Virginias School of Medicines program Bio-Medical Engineering; Bill Walker, Mike Lawrence, och Francesco Viola. Trion identifierade en metod för mätning av hur hårda blodproppar var, genom att använda en teknik för ultraljudsundersökning. Sedan byggde de upp ett system kring den tekniken som var ägnat att förbättra resultaten för patienterna och minska kostnaderna.

Flera års omfattande forskning och utveckling följde, inklusive erhållande av viktiga patent, genomförande av flera studier på sjukhus samt diskussioner med läkare och annan klinisk personal.

Mer nyligen har HemoSonics förberett sig för att lansera sina diagnostiska produkter, Quantra System, på marknaden, och har tagit hjälp av Protolabs för prototyptillverkningen och tillverkningen för slutanvändning. Protolabs har faktiskt samarbetat med HemoSonics sedan 2011, alltsedan de där första dagarna för FoU ända fram till denna senare tillverkning av Quantra System för slutanvändning.

HemoSonics lanserade sina produkter framgångsrikt i Europa förra året och hoppas snart kunna gå in på den amerikanska marknaden. HemoSonics har expanderat sitt kontor till Durham i North Carolina och personalen har vuxit till över 50 personer.

Ett behov av snabbhet och flexibilitet, löst av en smidig leverantör

Tidigt, under HemoSonics forsknings- och utvecklingsdagar, behövde ingenjörerna ”upprepa flera olika designvarianter med strikt deadline”, sade Andy Homyk, senior ingenjör som började arbeta hos företaget för över sex år sedan när det bara hade fem anställda. ”Vi hade en strikt tidtabell och behövde en leverantör som snabbt kunde maskintillverka delar för oss, inom några få dagar.”

Flera leverantörer som blev kontaktade kunde inte möta dessa utmanande deadlines. Det kunde däremot Protolabs, drar sig Homyk till minnes. ”Skillnaden i ledtider var dramatisk.”

Det var år 2012. Sedan dess har Protolabs producerat hundratals prototyper och tusentals komponenter för HemoSonics med hjälp av 3D-printning, CNC-maskinbearbetning och formsprutning – för många olika projekt och delar: robotfixturer, termiska reglerenheter, pneumatiska rör med mera.

Mer nyligen sökte sig HemoSonics till Protolabs för att få hjälp med höljena som ska sitta omkring Quantra System, förklarade Homyk. HemoSonics ingenjörer behövde designprototyper i en storlek som ungefär motsvarade en datorskärm – först med hjälp av 3D-printning och sedan med formsprutning – för att demonstrera Quantra Systems form, passform och funktion för läkarna på olika sjukhus.

Quantra System är designat som en snabb, lättanvänd diagnostisk plattform som använder engångspatroner för att genomföra en uppsättning olika tester. Quantra Hemostasis Analyser är designad för användning i livsviktiga vårdmiljöer som kräver snabba resultat från ett instrument som är lätt att använda vid vårdplatsen.

En utmaning uppstod då projektet övergick från additiv tillverkning till formsprutning. ”Det rör sig om ganska stora delar så en av utmaningarna för formsprutningen var matchningen av färger i samband med prototyptillverkningen”, sade Homyk.

Protolabs använde 3D-printnings- och formsprutningsprocesser till att tillverka höljet för HemoSonic’ Quantra System-maskin för blodproppsanalys.

Formsprutningsmaterial och den sista avslipningen

HemoSonics ville att dessa höljen skulle färgmatchas enligt Pantone-systemet och enligt dess marknadsföringsavdelnings specifikationer. Ett av de sätt som Protolabs normalt använder för detta är att under formsprutningsprocessen ta plastharts i den naturliga färgen för det specifika, valda materialet, och använda en 3-procentig salt-och-peppar-blandning av färgat harts. Då är färgen på de slutliga delarna normalt mycket nära den färg man önskat sig. På grund av den specifika naturen för HemoSonics delar syntes ändå en del virvlar och flödesmärken. ”Den första satsen med delar såg inte särskilt bra ut”, drar sig Homyk till minnes.

Protolabs lät sig inte slås ned av detta utan kontaktade en av sina plasthartsleverantörer och leverantören samarbetade med Protolabs och HemoSonics för att blanda färgerna i förväg. ”De blandade plasten och färger före formsprutningen så kornen hade en fin, enhetlig färg”, sade Homyk. Med den anpassade, förhandsfärgade harts blev delarna perfekta. ”Detta är åter ett exempel på att Protolabs kundservice gör det där lilla extra och även på hur smidigt företaget är.”

Vi övervägde även valet av material noga, sade Homyk, med tanke på att kravet på nästan all slags medicinsk utrustning är att den ska uppfylla vissa brandfarlighetsstandarder. För höljena valde HemoSonics en ABS-plast som uppfyllde de standarderna och även var hållbar.

Förutom maskinbearbetning, 3D-printning och formsprutning använde HemoSonics ingenjörer även en del extra finishingalternativ på de formsprutade delarna, till exempel varmluftsnitning och tampografi. Varmluftsnitning är en process där en uppvärmd stake används till att smälta in delar med metallgängor i plastdelar. På så sätt kan man använda skruvar till att till exempel fästa Quantra-höljenas delar på en ram.

Tampografi är en process som använder en stans som kallas kliché till att fästa färgade logotyper eller dekaler på delarna. HemoSonics använde tampografi till att placera företagets logotyper på Quantra System-höljenas delar. Protolabs planerar att göra dessa och andra finishingalternativ, till exempel formtexturering och montering av delar, mer allmänt tillgängliga i framtiden.

Quantra System-maskinen för blodproppsanalys använder teknik för ultraljudsundersökningar till att mäta hur hårda blodpropparna är, och är avsedd att förbättra resultatet för patienterna i livsviktiga vårdmiljöer, till exempel i operationssalar.

Resultatet? Quantra System har lanserats i Europa och går mot USA.

De många åren av forskning och utveckling, de olika designiterationerna och prototyperna, mångfalden av sjukhusstudier, alla besöken till läkare och annan klinisk personal, säkerställandet av patenten och erhållandet av viktiga certifikat i Europa – inklusive CE-märket – håller slutligen på att bli värt mödan, sade Homyk. Förra året lanserades Quantra System i Europa och företagsledningen hoppas lansera Quantra System i USA.

I framtiden förväntar sig Homyk att Protolabs fortsätter att spela en viktig leverantörsroll som stöd för företagets arbete. ”Vi väljer er (Protolabs) eftersom ni är bekanta, tillverkningen är snabb, ni är flexibla och har en makalös kundservice.”