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GLYDIA智能胰岛素无针注射器设计

该设计为一款智能胰岛素无针注射器,一体化设计实现“测糖-计算-给药”全流程安全管控。

  • GLYDIA智能胰岛素无针注射器设计展版

  • GLYDIA智能胰岛素无针注射器设计模型渲染图

  • GLYDIA智能胰岛素无针注射器设计场景图

  • GLYDIA智能胰岛素无针注射器设计场景图

它是什么?

该设计为一款智能胰岛素无针注射器,采用高压微喷射技术彻底消除针扎风险,隐藏式药道确保视觉零恐惧,同时配备红外线检测功能,能够自动识别皮下脂肪层损坏程度,并寻找一个安全的注射点,减少多次注射给皮肤造成的损坏。创新性融合血糖检测模块,握柄符合人体工程学曲线,便于携带,防滑设计适配手部颤抖患者。模块化设计便于更换部件,降低报废率。智能旋钮设置计量,三重防过量保护。将药管分离,独立卡扣药筒防误触弹出,避免药物浪费,一体化设计实现“测糖-计算-给药”全流程安全管控。


你的灵感

无针注射技术经过多年的研究和发展,逐渐成熟并应用于临床。20世纪80年代后,经过大量深入研究,无针注射器的设计更加合理,逐步走向小型化、轻量化,使给药更加高效,患者使用更加便捷。‌ 传统有针注射器在临床应用中存在诸多问题,如疼痛感、针头相关风险(如针刺伤)、皮下硬结等。这些问题促使研究人员和医疗器械制造商开发无针注射器,以提供一种更安全、更舒适的注射方式。无针注射器利用压力射流原理,通过高压透皮的弥散技术完成注射,能够在0.3秒内完成注射,且没有针头,消除了患者的恐针心理和被针头刺伤的风险。 无针注射器在临床应用中具有显著优势。它能够减轻患者的疼痛感,提高患者的依从性;减少医疗花费和医疗垃圾处理费用;避免针刺伤,降低血液传播疾病的风险;减少注射部位的不良反应,如皮下脂肪增生和皮肤划伤等‌。此外,无针注射器还适用于儿童生长激素的肌肉注射,进一步扩展了其应用范围。 设计该产品的目的是最大程度地解决了解的糖尿病患者注射胰岛素的痛点,缓解糖尿病患者出现的减轻注射过程中疼痛感,消除恐针患者的恐惧心,提高药物在体内的生物利用度,作为辅助产品配合医生治疗,同时能够检测血糖,几乎能够完全杜绝交叉感染,针对视网膜病变的情况融入智能设计,将这些需求转化为设计的产品,在产品使用过程中这些需求得到解决,并且能够让人们感受到产品的质量以及对生活品质的要求,产生一定程度的购买欲。


如何运作?

智能胰岛素无针注射器利用压力射流原理来完成药液的皮下注射,即通过无针注射器内部的压力装置产生的压力,推动药管中的药液经过微孔形成极细的药液柱,使药液瞬间穿透人体表皮到达皮下,药液在皮下呈3~5厘米直径的弥散状被吸收。 通过弹簧/电磁驱动产生 100-200 m/s 高速射流(孔径0.17-0.20mm),穿透皮肤至皮下组织(深度1-8mm可调),适配不同体型。 压电陶瓷微泵剂量误差<±2%(传统针筒±10%),支持0.01mL微升级调节。根据药液粘度动态调节射流压力。 支持速效/长效胰岛素、GLP-1受体激动剂等高粘度生物制剂(黏度范围1-10 cP)。 防误触锁定避免儿童误触发。 注射深度监控放置过浅(药物渗出)或过深(肌注疼痛)。 无菌保障降低感染风险。 故障自检降低注射失败率。 个性化管理,存储最近30次注射时间/剂量,支持导出报告,增加智能提醒功能。 数据互联,同步剂量数据至手机,AI剂量建议,基于历史血糖趋势推荐优化方案。 使老适残设计,多方言语音指导操作步骤,设备倾倒30度自动休眠防误触。 血糖仪的精度非常重要,因为它直接影响到糖尿病患者的健康。 为了确保血糖仪的精度,需要进行校准和质控。 校准是指将血糖仪的读数与标准溶液的浓度进行比较,以确定血糖仪的准确性。 质控是指定期检查血糖仪的读数是否稳定,以确保血糖仪的可靠性。


设计过程

通过前期大量的调研、查阅资料,提出优化糖尿病医疗产品设计研究。设计一款以人为中心的产品,并综合产品设计思维与方法、产品系统设计等提出解决方案。通过一定程度的外观形态、CMF的改良,优化造型,展现产品的内涵。 通过产品原来的使用操作方式并提供新的使用功能等,使产品在使用和操作方面更安全、更科学、更合理、更贴近糖尿病患者的使用习惯,从而使产品更能满足人们生活方式的需要。 市场上的胰岛素无针注射器无针注射不会损伤皮下组织,避免了因长期注射形成硬结,改善患者的焦虑抑郁情绪,提高患者的生活质量,但是没有将血糖监测与胰岛素注射器相结合的医疗产品,是设计的切入点。 产品设计采用从顶端到底端的设计理念,根据产品的功能要求,从产品的堆叠、布局和组装关系开始设计,在逐步细化到组装方式的实现和零部件的细节设计,并通过适当微调布局和组装关系,以适应细节设计和产品功能的要求。 产品的设计主打便携、增加安全性与舒适性,设置握柄、智能语音播报电子屏等。 追求以人为中心,注重用户需求和体验,简洁、精炼的设计风格,尽量避免多余和复杂的元素,增加产品的可靠性、耐用性和稳定性,以确保产品在使用中不会出现故障和失效。 用户需求:1、减轻注射过程中疼痛感,消除恐针患者的恐惧心理,提高患者的依从性;2、减少过敏的症状等;3、提高药物在体内的生物利用度,药物起效时间缩短,减少费用;4、无针注射不会损伤皮下组织,避免了因长期注射形成硬结; 5、几乎能够完全杜绝交叉感染,并且避免职业暴露的风险; 6、改善患者的焦虑抑郁情绪,提高患者的生活质量。 优选人群:1. 拒绝采用胰岛素注射治疗的患者;2. 胰岛素“3+1”方案,每天注射4次的患者;3. 已有和希望避免皮下硬结的患者;4. 随着患病时间增加,胰岛素用量也增加的患者;5. 随注射年限增加,注射痛感增强的患者。 血糖-注射双模闭环系统:血糖仪嵌入式基座:注射器底部集成快速血糖检测模块(精度±0.3mmol/L),通过 “测-算-注”闭环流程实现:指尖血检测(5秒出值)→AI算法匹配胰岛素剂量(基于CGM历史数据动态修正)→自动完成精准注射。 隐藏式激光喷射给药:视网膜激光技术移植:采用 微秒级脉冲激光(波长1064nm)击穿药液形成精准射流(孔径0.05mm),完全消除外露针头。三重安全保障:接触式压力传感器(≥4N压力触发);红外皮肤识别(仅真皮层接触时启动);30°倾角自动保护(防止垂直注射失误)。 人机工学曲线握柄:生物力学曲线:依据手掌抓握压力分布图,设计非对称流线型壳体。 分体式药管智能计量:磁吸密封药筒:,独立预填充药管(3mL/支),采用 氮气置换保鲜技术(开封后有效期延至8周),筒底嵌入RFID芯片(记录生产日期/开封时间/药物类型)。零浪费计量系统:螺旋推进活塞(残留量<0.1μL),药管未用尽时,锁定环防止误拔出,余量可视化。 防误操作安全体系:剂量错误:动态双校验机制,① AI算法推荐剂量 ② 旋钮物理刻度锁定。针头扎伤:全时域无针设计,激光喷射通道仅接触时开启。药物浪费:智能药管锁止系统,压力传感器+剩余剂量联动控制。


它有什么不同?

选择三角形为设计概念的出发点,结合矩形和拐杖的基础形状对产品的形态展开设计。 根据设计概念对三角形进行了感觉分析,结合矩形和拐杖的形态特征与理念,引申至糖尿病医疗产品造型设计研究中,总体形态设计曲直相结合,融入偏暖调的配色,让人有一种安全、信赖、简约、亲切之感。通过对几何形态元素的引用,在产品中使用饱满中带有柔美又含有几分理性的形态。 根据人们普遍对颜色喜爱情况,结合设计概念,考虑产品需求,在进行色彩计划的时候,考虑浅色系的颜色为主,例如白色、浅橙色、浅灰色等,部分方案考虑深色系。以暖色调为基调,还有以灰色为辅拓展产品的色彩。同时考虑其他一些冷暖色系作为参考,在后期进行色彩设计时进行多色彩方案展示效果,进行评价。 产品的尺寸直接影响到用户的操作,影响产品使用的效率,安全,健康,舒适等问题,相应百分位数的人体尺寸+功能修正量+心理修正量=产品最佳功能尺寸。 智能胰岛素无针注射器的长宽高尺寸设定在:150mm×65mm×79mm。 1.核心部件制造技术:电磁直线电机,激光微纳加工工艺,自增强唇齿密封结构。 2.整机组装与结构设计:“吸盘-弹簧”双级固定系统,旋转闭锁机构。 3.智能化生产技术:软电路板集成电阻阵列,“压力-姿态”双传感辅助装置,生产自动化。


未来计划

人机交互技术的进步极大提升了用户体验。采用软电路板集成电阻阵列,通过转动轴调节不同阻值电阻位置,结合电极组件形成检测回路。电流信号经A/D转换后,通过蓝牙传输至接收机构,实现剂量数值的语音播报(支持8种语言)和OLED屏幕显示(分辨率128×64)。该技术特别解决了老年及视障患者操作困难的问题,使误操作率降低35%以上。 注射引导技术也取得突破性进展。“压力-姿态”双传感辅助装置包含两大核心模块:微型压力传感器(量程0-20N,精度0.1N)实时监测皮肤接触压力,当达到最佳注射压力阈值(4.5±0.5N)时触发绿色LED提示;三轴陀螺仪监测设备倾斜角度,确保注射器垂直度偏差≤3°。临床测试表明,该装置使药液溢出率从15%降至3%以下,显著提升剂量准确性。 生产自动化正在改变行业制造模式。融合了多项前沿技术:视觉识别系统采用深度学习算法(基于ResNet34架构)实现99.2%的零件缺陷检出率;全流程控制系统通过RFID追踪每个产品的生产参数;高精度机械臂(重复定位精度±5μm)完成精密组装。该产线使生产效率提升10倍:传统模式下20人年产能仅30万支,智能化产线仅需3人即可实现300万支/年产能,且产品一致性标准差从0.15降至0.03。


奖项


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