用於新一代血氧追蹤器的企業內部3D列印

Oxiwear創辦人Shavini Fernando在被診斷為艾森曼格症候群（心臟和肺部內血流異常）導致的嚴重肺動脈高壓 (PH) 後，她必須找到一種方法來監測她的血氧濃度。在研究解決方案時，她親身經歷了多次醫療緊急情況，包括由於血氧飽和度急劇下降而導致的心臟驟停，需要進行自我心肺復甦術來恢復她的心臟。

Fernando漫長而不確定的旅程使她發明了OxiWear，這是一種可佩戴的耳戴式生命體徵監測和緊急警報配件，可舒適地置於上耳上方。有別於其他在用戶靜止時提供單一讀數的血氧飽和度 (SpO2) 監測器不同，OxiWear 設備提供全天持續監測。Fernando的發明可監測 30 多種可能導致血氧飽和度下降的情況，並有助於為患者的生活帶來一種正常的感覺。

在這篇文章中，您將了解Oxiwear如何製造創新的新設備、為什麼使用多種3D列印材料以及 OxiWear的下一步計劃。

 

不間斷氧氣追蹤

▲OxiWear 追蹤器的開發是為了適應極端環境。

OxiWear 是一款耳戴式氧氣追蹤器，是同類產品中第一款提供不間斷血氧飽和度和生命體徵監測的產品。該設備緊貼用戶的上耳，旨在追蹤您的生命體徵，而不會造成干擾或不適。體積小、重量輕、防水，並具有多種可客製的裝飾選項，Fernando說「我旨在使設備更小，更時尚。不希望它看起來像醫療設備，而是我想穿的東西。」

本質上來說，OxiWear 設備具有巨大的作用。該設備與手機應用程式配對以提供實時監控，允許用戶追蹤自己的進度並在生命體徵低於特定數值時設置警報。Fernando表示，「在 COVID 之前，我們很難說服人們他們需要持續的追蹤血氧濃度。」 然而，在近幾年公共衛生和呼吸道症狀逐漸居於首位，這些案例現在變得顯而易見。

儘管 OxiWear 剛剛進入市場，但它已經獲得了享有盛譽且極具競爭力的合作夥伴的支持。參加珠穆朗瑪峰舉行的世界最高障礙賽 (OCR) 和Altitude OCR的運動員需要監測他們的血氧飽和度以確保安全，但同時該設備不能對參與者造成干擾。該公司之所以選擇與 OxiWear 合作，是因為他們希望檢測和預防危及生命的醫療狀況，例如高山肺水腫 (HAPE)、高山腦水腫 (HACE) 和高山症，這些都是由缺氧或低氧引起的症狀。

｜Dave Pickles，世界最高 OCR 和 Altitude OCR 聯合創始人

「我們對新的合作夥伴關係感到高興和興奮。我們熱衷於開始測試 OxiWear 產品，並相信它將有助於以強大、有效和質量保證的方式做出貢獻。我們可以清楚地看到可轉移技術，並將有助於在我們運營的偏遠和嚴峻的環境中收集數據。」

 

製作零件原型和製作 ESD 樹脂夾具

▲多個原型列印在一個成型平台上。

與許多硬體新創公司一樣，原型設計和製造成本是 Fernando 在嘗試開發 OxiWear 時的巨大障礙。該團隊最終使用單個 Form 3B 來製作他們的設備原型，而且還製作了使用 Formlabs ESD 樹脂列印的靜電消散夾具。

Fernando 說道：「作為一家剛剛起步的新公司，公司內部 3D 列印對我們來說意義重大，在開發工作循環過程中大大降低了成本，它使我們能夠同時測試多個原型設計。在 3D 列印之前，每次我們必須外包一個原型，大約需要 200 美元。每台設備都在 Form 3B 上列印，只需幾美分。」

Formlabs列印機用途廣泛，一台列印機可以列印20多種材料，確保用戶擁有適合其應用的完美材料。OxiWear 在原型設計和生產設備時使用了三種不同的材料：

  • 柔性樹脂：Formlabs 提供的最柔軟的工程樹脂，這種 50A蕭氏硬度材料適用於一般用矽膠生產的原型物件。選擇柔性樹脂用於可彎曲、拉伸、壓縮和承受重複循環而不會撕裂的部件，並能快速彈回其原始形狀。這就是為什麼 OxiWear選擇用柔性樹脂來製作軟耳模的原型，以確保它們具有完美的形狀以貼合用戶的耳朵。
  • 灰色Pro樹脂 :灰色 Pro 樹脂的高精度、適度的伸長率和抗變形能力使其成為適用於廣泛工程應用的多功能材料。它的深灰色也成為外觀原型的絕佳選擇。OxiWear 使用灰色 Pro 樹脂製作了 OxiWear 設備的硬殼原型。
  • ESD樹脂：使用 ESD樹脂製作原型並驗證電子產品生產工作流程，列印可避免吸附灰塵和粉末的靜電消散物件，並製作外殼以保護敏感電子產品免受靜電放電的影響。OxiWear 使用 ESD 樹脂製作客製夾具。

對產品的充電盒進行原型設計對於確定充電端口的位置以及確保聽筒完美貼合非常重要。耳機的任何變化都代表著充電盒也必須進行調整，這就跟3D 列印一個新的盒子一樣簡單。在製作充電盒時，Fernando開玩笑說，鑑於她列印的原型和零件數量，「我的房子就像一個小工廠」。一旦團隊對充電盒感到滿意，他們就會將檔案發送出去，透過塑膠射出成型進行批量生產。

在評估這些設備時，製造過程中出現了一個新問題，也就是內部電路板短路。Fernando 轉向ESD樹脂，為她在韓國的製造合作夥伴製作了一系列客製夾具和模型。新的夾具和固定裝置透過讓靜電消散來防止對電路板的損壞，這是 ESD 樹脂的一個關鍵特性。

OxiWear 的首席技術官、電氣工程師 George Beckstein 負責監督 OxiWear 向大批量生產的過渡流程。為了減少製造過程中的產量損失，他使用 ESD樹脂來製作適合的夾具。「由於我們的零件尺寸較小，可能難以製造。如果我們的主板因 ESD 衝擊而損失，我們將浪費30 至 40 美元的材料。除了Formlabs，我們找不到任何提供此類材料的列印服務。」Beckstein表示。

 

氧氣監測，在您的耳朵上

OxiWear 今年將在美國推出其用於運動追蹤的設備，未來計劃獲得 FDA 的醫療用途批准。Fernando對公司的最終目標是「讓每個人都穿上 OxiWear。該設備有為大眾提供服務的潛力，包括療養院、運動員，甚至是嬰兒。」

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