Inhaler Hasil Print 3D Biaya Rendah Menawarkan Akses Terjangkau untuk Jutaan Orang
Tim di Coalesce Product Development menghasilkan puluhan prototipe untuk setiap perangkat medis, memastikan setiap iterasi desain memenuhi standar yang ketat.
Menurut World Health Organization, diperkirakan 262 juta orang di seluruh dunia menderita asma, kondisi yang menyebabkan hampir 500.000 kematian setiap tahun. Untuk penderita asma atau Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), obat inhalasi esensial untuk mengelola gejala dan mempertahankan gaya hidup aktif. Namun, akses dan keterjangkauan tetap menjadi hambatan signifikan, terutama bagi yang tidak memiliki asuransi dan di negara berpendapatan rendah. Studi yang diterbitkan di Annals of the American Thoracic Society dan Journal of Allergy and Clinical Immunology memperkirakan biaya tahunan per orang untuk pengobatan asma antara $1.800 dan $4.900, mencakup obat, kunjungan dokter, dan biaya indirekt seperti waktu kerja yang hilang. Survei Health Costs Survey 2005 menemukan bahwa 44% orang dengan asma menghentikan obat atau kunjungan dokter untuk menghemat uang.
Coalesce Product Development berbasis UK mengatasi tantangan ini dengan merancang perangkat pengiriman obat inovatif—termasuk inhaler dan injektor—yang mengirim produk inhalasi generik dengan sebagian kecil biaya alternatif merek ternama, yang dapat melebihi $380 per bulan.
Inhaler harus dapat digunakan oleh demografi yang luas, dari remaja hingga pasien lanjut usia dengan komorbid. Oleh karena itu, pengaturan ukuran, ergonomi, dan desain antarmuka pengguna sangat penting. Untuk mencapai ini, tim Coalesce menggunakan printer 3D in-house untuk memprototipe, menguji, dan memproduksi perangkat dalam berbagai bentuk dan ukuran. Mereka juga membuat cetakan uji, jig, dan fixture hasil print 3D kustom untuk memvalidasi performa setiap produk.
Industrial Designer
Vinnay Chhabildas, Industrial Designer di Coalesce, menjelaskan bagaimana pencetakan 3D memungkinkan tim untuk menghasilkan prototipe “look-like”, mengurangi outsourcing, dan mempercepat iterasi desain, yang pada akhirnya menghasilkan perangkat pengiriman obat inovatif.
Investasi dalam Formlabs untuk Manufaktur Perangkat Medis
Draft Resin digunakan untuk menguji fixture sebelum pemesinan.
Coalesce pertama kali membeli printer stereolithography (SLA) Form 2 pada 2015. Pada saat itu, pengembangan prototipe sangat bergantung pada vendor eksternal, menyebabkan keterlambatan hari untuk setiap bagian. Dengan Form 2, tim dengan cepat mengurangi outsourcing, membangun beberapa unit Form 2 dan memotong lead time secara signifikan.
Form 2 memfasilitasi desain komponen arsitektur kunci untuk beberapa perangkat inhaler dan auto-injector. Misalnya, casing dari elektronik Breath Profiling Device (BPD) menggunakan White Resin karena finishing yang halus, kekuatan mekanik, dan kompatibilitas dengan insert kuningan.
Vinnay mencatat bahwa “SLA menawarkan keseimbangan yang baik antara resolusi, finishing permukaan, daya tahan, opsi bahan, dan akurasi dimensi. Karena perangkat kami termasuk bagian yang bergerak, prototipe in-house mekanisme kecil adalah esensial.” Dia menambahkan bahwa peluncuran Form 2 adalah titik balik: “Kami memesan unit pertama segera dan diikuti dengan unit kedua dalam beberapa minggu.”
Prototipe awal berfokus pada geometri eksterior BPD. Setelah desain stabil, bagian yang dicetak dicat dan dipamerkan di konferensi tahunan Drug Delivery to the Lungs (DDL), di mana mereka sering diragukan sebagai produk jadi.
Studi klinis selanjutnya menggunakan prototipe yang sama mengungkap variasi signifikan dalam profil nafas tanpa instruksi, menyoroti pentingnya desain perangkat yang presisi.
Pencetakan in-house terbukti jauh lebih murah dibandingkan vendor pihak ketiga—sekitar 20 kali lebih murah. Untuk casing BPD, Form 2 biaya £11 per bagian dibandingkan sekitar £250 saat di-outsource. Di luar biaya, keuntungan waktu adalah penting: bagian yang dicetak dalam delapan jam dapat diselesaikan dan dicat dalam beberapa hari, sementara kontraktor eksternal membutuhkan satu hingga dua minggu.
| Inhaler Casework | In-House 3D Printing | Outsourced 3D Printing |
| Cost | £11 | £250 |
| Lead Time | 1–2 hari | 1–2 minggu |
White Resin juga memungkinkan pemasukan sekrup yang presisi, memfasilitasi pengujian fungsional.
Memperluas Pencetakan 3D In-House dengan Form 3
Prototipe cepat tetap menjadi inti keberhasilan Coalesce. Setelah mendirikan fleet Form 2 yang kuat, perusahaan menambahkan tiga printer Form 3 untuk beralih dari prototipe permukaan ke bagian fungsional penuh dengan fitur internal yang kecil.
Teknologi Low-Force Stereolithography (LFS) Form 3 menyediakan akurasi yang tak tertandingi, memungkinkan tim menganalisis distribusi partikel halus dalam formulasi serbuk kering dan memastikan pengiriman obat yang presisi.
Vinnay meringkas: “Form 3 memungkinkan kami mencetak fitur halus dan jaring halus, dan kami dapat mengulang secara langsung, menghasilkan bagian fisik dalam beberapa jam. Menghilangkan supplier pihak ketiga telah mempercepat siklus pengembangan kami.” Dia menambahkan bahwa printer sekarang berjalan nonstop, lima hari seminggu, dan merupakan bagian integral dari tooling, mulut coba uji pasien, dan pengujian perangkat internal.
Mengapa Formlabs? “Tidak ada platform lain yang cocok dengan kualitas cetak, keandalan, dan kemudahan penggunaan yang kami andalkan dengan Formlabs,” kata Vinnay. “Sejak Form 2, kami tidak pernah beralih.”
Perpustakaan Bahan Pencetakan 3D SLA yang Luas
Coalesce memanfaatkan spektrum luas resin Formlabs untuk memenuhi kebutuhan manufaktur yang beragam.
Draft Resin mempercepat pembuatan fixture—waktu cetak sekitar satu jam memungkinkan iterasi dan pengujian cepat sebelum pemesinan CNC.
High-Temp Resin menghasilkan tooling yang tahan proses pemeliharaan panas; banyak komponen inhaler tidak dapat dipemesin, sehingga alat cetak 3D kustom sangat penting.
Rigid Resin ideal untuk fitur kecil dan rumit yang harus mempertahankan fidelitas dimensi di bawah aliran udara.
Grey Pro Resin, dengan ketahanan aus yang superior, digunakan untuk gear dan komponen gesekan tinggi lainnya.
Standard Resins—White dan Black—digunakan untuk tujuan estetika. Finishing yang siap cat White Resin digunakan untuk casing eksterior dan model presentasi yang dikilas sebelum persetujuan produksi.
BioMed Clear Resin memungkinkan produksi mulut untuk pengujian faktor manusia. Mencetak komponen ini dalam resin yang biocompatible dan aman untuk kulit menghilangkan biaya cetak injeksi.
Elastic 50A Resin, digunakan di laboratorium kimia, menciptakan adapter seperti silicone yang secara andal melindungi mulut pasien selama pengujian simulasi paru-paru.
Clear Resin berfungsi sebagai bahan potting; transparansinya memungkinkan insinyur untuk memeriksa rangkaian internal dan memverifikasi integrasi komponen.
Dampak Pencetakan 3D terhadap Pengembangan Perangkat Medis
Breath-actuated inhaler (BAI) mengembangkan konsep press-and-breathe tetapi menawarkan antarmuka open-inhale-close yang lebih sederhana. Platform pre-metered dry-powder inhaler (DPI) mendukung beberapa formulasi dengan counter dosis yang jelas.
Menerapkan pencetakan 3D in-house memberikan nilai besar: mengurangi outsourcing, mempercepat iterasi desain, dan menghasilkan tooling esensial—menghilangkan kebutuhan akan cetak injeksi.
Menggunakan printer Formlabs, Coalesce mempersingkat lead time untuk casing perangkat sebesar 80–90% dan memotong biaya sebesar 96%. Efisiensi ini memberdayakan perusahaan untuk mengembangkan perangkat untuk klien dan menciptakan teknologi milik untuk di-lisensikan kepada partner farmasutika global, semuanya dengan investasi modal yang modest.
Singkatnya, Vinnay meringkas: “Bagi Coalesce, printer 3D Formlabs adalah vital.”
Hubungi Formlabs untuk menemukan bagaimana pencetakan 3D SLA desktop dapat menyederhanakan alur kerja prototipe dan pengujian Anda—dan terima bagian sampel gratis yang disesuaikan dengan aplikasi Anda.
