适用于医疗器械的精密驱动系统
医疗器械是步进电机的主要应用场景之一,也是相关公司深耕的细分领域。在医疗器械生产中,从金属到塑料部件,对精度的要求都极高。很多厂家为达精度采用伺服电机,但步进电机具有独特优势。它相比伺服经济性更高,能降低生产成本,对于一些对成本敏感的医疗器械生产企业来说极具吸引力。而且其体积更小,在如今追求设备小型化的趋势下,能满足更多设计需求。同时,步进电机的精度可以满足部分医疗设备,公司通过微型传动系统配合步进电机应用于医疗器械制造行业,甚至可替代部分伺服电机,这为医疗器械的生产提供了更多选择和可能。
随着医疗技术的发展,用于医疗手术或检查的器械要执行的任务日益复杂。精确和速度至关重要,而尺寸也需要小巧紧凑。步进电机配合微型传动系统正好能满足这些要求。凭借多年在微型精密齿轮零部件及微型传动系统制造方面的经验,企业能够提供医疗器械驱动解决方案定制。无论是小型的检测设备,还是复杂的手术机器人,都可以根据具体需求设计合适的步进电机与微型传动系统组合,提升器械的性能和可靠性,为医疗行业带来更优质的产品。
在上世纪90年代之前,像脾脏切除术、胆囊摘除术、疝缝补术等手术都属于“直视手术”,医生必须打开病人腹腔、胸腔等部位才能进行治疗。这种手术方式创伤大,病人出血和输血量较大,且术后恢复期较长。随着通过很小的皮肤切口进行的微创手术试验获得成功,以及光纤内镜和微型手术器械的问世,微创手术迅速得到推广应用。它大大减少了病人的痛苦,缩短了恢复时间,提高了治疗的效率和质量,成为现代医疗手术的重要发展方向。
如今,治疗多种疾病将更多地运用手术机器人。手术机器人凭借其高精密性和使用便捷性,已经被大多数外科领域所应用,如胸心外科、肿瘤外科、普通外科等领域,包括大部分的消化道手术、泌尿外科手术、妇科手术、机器人辅助胸腔镜等。手术机器人能够更精准地执行手术操作,减少人为因素的影响,提高手术的成功率和安全性。它的出现是医疗技术的一次重大突破,为患者带来了更好的治疗体验和康复前景。
医疗器械行业对专业的精密传动提出了新要求,微创手术器械对加工设备、加工效率、加工精度具有极高的要求,属于制造业中的精密领域。根据手术的目的,应用在手术室内的机器人装置通常有不同的设计。从样式复杂的多臂式手术器械系统,到火柴盒大小的系统,都需要按需定制。前者用来完成复杂的手术,而后者则用来对手术器械进行定位。这些不同类型的装置都需要高精度的传动系统来确保其准确运行,满足手术的各种需求。
在日常操作中,研发的微传动系统配合步进电机在控制调节、传递运动方面,与传统传动系统相比,具有质量轻、能耗低、生产效率高等优势。更能适应医疗器械行业对微型传动系统精密控制、微型化、轻量化、低成本、低噪音、大规模生产等多方面需求。这种微传动系统的应用,使得医疗器械在性能和生产效率上都得到了显著提升,推动了医疗器械行业的发展。
微型手术器械末端的微型驱动系统的设计在医疗科学领域内应用日益扩大。此技术具有不知疲倦、高精准度和灵敏速度的优势。目前,公司的微型传动系统已经在输液泵、骨科创面冲洗泵、自动吻合器等产品上得到了广泛应用。以胰岛素泵为例,它是糖尿病领域胰岛素皮下输注的一种设备,通常由泵、小注射器、输液管组成。胰岛素泵可以持续供给胰岛素,还能够模拟生理胰岛素基础分泌,可保持血糖正常、平稳,对于糖尿病患者的治疗和生活质量的提高起到了重要作用。
全球胰岛素泵市场主要被美敦力、Tandem、Insulet等企业占据,其中美敦力是全球最大的胰岛素泵供应企业,糖尿病护理板块是该公司四大主营业务之一,2020年美敦力糖尿病业务收入达到23.68亿美元。在我国胰岛素泵市场,主要被美敦力、丹纳等外企,以及国产福尼亚、瑞宇、顶点等品牌占据。其中美敦力在国内市场年销售量达到2.8万台左右,占据国内市场53%左右的市场份额,丹纳泵占据28%左右的市场份额。这些数据充分显示了胰岛素泵市场的规模和竞争态势,也体现了微型传动系统在其中的重要性。
随着医疗器械规格化、系统化、智能化、自动化的发展趋势,越来越多的医疗器械将采用微型传动系统。未来,医疗器械将成为微型传动系统的重要应用领域之一。近年来,全球医疗器械市场需求持续强劲。根据Evaluate MedTech数据显示,2013 - 2018年全球医疗器械市场规模由3638亿美元增长至4278亿美元,年均复合增速为3.29%;预计至2024年市场规模达到5945亿美元,2018 - 2024年均增速将上升至5.64%。这种快速增长的市场规模为微型传动系统的发展提供了广阔的空间和机遇。
医疗器械驱动系统主要由本体、电气、集成和传感器四个技术部分组成。传感精度和集成度的提高将推动医疗器械驱动系统的发展。本体部分将向轻量化、柔性化发展,以更好地适应不同的使用场景和患者需求;电气实现驱控一体化,速度更快、更安全,提高了设备的运行效率和稳定性;软件集成专业化,仿真功能更强,能够更准确地模拟和预测设备的运行情况;传感器精细化,采样速率加快,使得设备能够更灵敏地感知和反馈信息。这些发展趋势将促使微型传动系统不断升级和完善,以满足医疗器械行业的更高要求。
当前行业发展趋势是需要企业实现驱动系统与传动系统的一体化。公司将在继续发展原有微型传动系统、自制齿轮&齿轮箱的基础上,将硬件、软件、算法和电子控制等有效整合。目标是自制驱动系统与微传动产品进行配套,以电机 - 齿轮箱 - 控制器集成解决方案和以驱动控制为核心的电控解决方案为长期发展方向。这样做可以扩大产品差异化竞争优势,向全面的智能驱动解决方案提供商进一步延伸,提升公司的核心竞争力。
从机、电、磁、材料、化学、信息和控制等多学科领域,企业要去提高产品的制造精度,降低装配难度。同时,提高微型传动系统的设计开发、模具设计与精密加工能力、批量生产与成本控制、检测测试等方面的综合实力。通过这些努力,为客户提供智能驱动解决方案,为医疗产业的“中国智造”提供支撑。在未来的市场竞争中,企业将凭借自身的技术实力和创新能力,在医疗器械微型传动系统领域占据更有利的地位,推动行业的不断进步。