アイゼンメンジャー症候群（心臓と肺の間で血液が不均一に循環する病気）による重度の肺高血圧症（PH）と診断されたシャビニ・フェルナンドは、自分の酸素レベルを監視する方法を見つける必要がありました。その解決策を探している間にも、酸素飽和度が急激に低下して心停止に陥り、自分で心肺蘇生を行わなければならないという緊急事態が何度か発生しました。
フェルナンドは、バイタルサインを追跡し、緊急警報を発する、耳の上部に装着できるアクセサリ、OxiWearを考案しました。他のパルスオキシメーター（SpO2）がユーザーが静止しているときに1回測定するだけなのに対し、OxiWearは一日中継続的にモニタリングできます。フェルナンドの発明は、酸素飽和度の低下が懸念される30以上の疾患を追跡する可能性を秘めており、患者の生活に心の平安をもたらすかもしれません。
この記事では、創設者のシャビニ・フェルナンドに、この革新的な新デバイスをどのように作成したか、複数の3Dプリント材料を使用した理由、およびOxiWearの次の開発について話を聞きました。
継続的な酸素モニタリング
OxiWearトラッカーは、過酷な環境に耐えるように開発されました。
OxiWearは、酸素飽和度とバイタルサインを継続的に監視できるこの種初の耳に装着する酸素トラッカーです。デバイスはユーザーの耳の上部にぴったりとフィットし、邪魔になったり不快感を与えたりすることなくバイタルサインを追跡できます。小型、軽量、防水、カスタマイズ可能なデザインについて、フェルナンドは次のように述べています。「私たちは、より小さく、よりスタイリッシュなデバイスを目指しました。医療機器のように見せるのではなく、人々が自ら進んで装着したいと思うものにしたかったのです。」
OxiWearは非常に強力なデバイスであり、モバイルアプリケーションと連携してリアルタイムで監視できるため、ユーザーは自分の健康状態を把握し、バイタルサインが設定されたしきい値を下回ったときにアラートを設定できます。フェルナンドは次のように述べています。「コロナウイルスが発生する前は、継続的な酸素モニタリングが必要であることを人々に納得させるのに苦労しました。」しかし、公衆衛生と呼吸器疾患が最優先された数年を経て、このデバイスの利点は今や明らかです。
OxiWearは市場に投入されたばかりですが、すでに競争の激しい最先端のパートナーからの支持を得ています。世界最高峰の障害物競走（OCR）やエベレストで開催されるAltitude OCRに参加するアスリートは、安全のために酸素レベルを監視する必要がありますが、同時にデバイスが参加者の邪魔にならないようにする必要があります。同社がOxiWearと提携することを決定した理由は、高地肺水腫（HAPE）、高地脳浮腫（HACE）、高山病などの生命を脅かす状態を検出して予防するためです。これらはすべて、体内の組織の酸素欠乏（低酸素飽和度）によって引き起こされます。
- デイブ・ピクルズ（World’s Highest OCR & Altitude OCR共同創設者）
「この新しいパートナーシップを大変嬉しく思います。OxiWear製品のテストを開始することに熱意を感じており、強力で効率的で品質保証された方法で貢献できると信じています。埋め込み型技術は私たちにとって明確であり、私たちが活動する遠隔地や過酷な環境でのデータ収集に役立ちます。」
ESDレジン製ジグのプロトタイピングと製造
1つのビルドプラットフォームで複数のプロトタイプを印刷中。
多くのハードウェアスタートアップ企業と同様に、フェルナンド氏がOxiWearの開発を進める中で、プロトタイピングと製造のコストが大きな障壁となりました。最終的に、チームはForm 3Bを1台導入し、デバイスのプロトタイプ作成だけでなく、Formlabs ESD Resinでプリントした静電放電用ジグの作成にも使用しました。
フェルナンド氏によると、「3Dプリンターを社内に導入したことで、開発サイクルにおけるコストを大幅に削減でき、同時に複数のプロトタイプデザインをテストできるようになりました。3Dプリンターを導入する前は、プロトタイプを外注するたびに約200ドルかかりましたが、Form 3Bでプリントすると、わずかな金額で済みます。」
Formlabsのプリンターは汎用性が高く、1台のプリンターで20種類以上の材料をプリントできるため、ユーザーは用途に応じて最適な材料を選択できます。OxiWearは、デバイスのプロトタイプ作成と製造に3種類の異なる材料を使用しています。
Elastic 50A Resin:
Formlabsが提供するエンジニアリングレジンの中で最も柔らかい、ショア硬度50Aの材料です。通常シリコンで製造される部品のプロトタイプ作成に適しています。曲げ、伸縮、圧縮、繰り返し作業に耐え、破れずに元の形状に素早く戻る必要がある部品には、Elastic 50A Resinが選択されます。OxiWearは、耳に装着する部品の柔らかい部分のプロトタイプ作成にElastic 50A Resinを使用し、ユーザーの耳へのフィット感を確認しました。
GreyPro Resin:
高精度、適度な伸び、経時的な変形に対する耐性を備えているため、さまざまなエンジニアリング用途に適した汎用性の高い材料です。濃いグレーの色は、外観を確認するためのプロトタイプに最適です。OxiWearは、OxiWearデバイスのハードなキャリングケースのプロトタイプ作成にGreyPro Resinを使用しました。
ESD Resin:
電子機器のプロトタイプ作成と製造ワークフローの検証、静電気散逸性と粉塵やほこりの保護特性を持つ部品の作成、静電気に敏感な電子機器を保護する筐体の作成にESD Resinが使用されます。OxiWearは、カスタム製造ジグの作成にESD Resinを使用しました。
充電ケースのプロトタイピングは、充電ポートの位置とイヤピースのフィット感を確認するために重要でした。イヤピースが変更されると、充電ケースも調整する必要がありましたが、これは3Dプリンターで新しいケースを印刷するのと同じくらい簡単に行うことができました。充電ケースの作成中、フェルナンドは冗談めかして「私の家は小さな工場のようでした」と言い、大量のプロトタイプや部品が印刷されました。チームがケースに満足した後、ファイルは射出成形による大量生産のために送信されました。
しかし、製造プロセス中に新しい問題が発生しました。内部の回路基板が短絡してしまったのです。フェルナンドはESD Resinに着目し、韓国の製造パートナー向けにいくつかのカスタムジグを作成しました。この新しいジグは、ESD Resinの重要な特性である静電気散逸を可能にし、回路基板への損傷を防ぐことができました。
OxiWearの電気エンジニア兼CTOであるジョージ・ベックスタインは、OxiWearの大量生産への移行を監督しています。生産歩留まりの低下を防ぐため、彼はESD Resinをフィクスチャに使用しました。ベックスタインは、「当社の部品は小さいため、製造が難しい場合があります。さらに、静電気放電によってメインボードが損傷すると、30〜40ドルの材料が無駄になります。私たちはこの種の材料を使用した印刷サービスを見つけることができませんでしたが、Formlabsが提供するものは完璧に適合しました」と述べています。
耳に装着するパルスオキシメーター
OxiWearは今年、スポーツモニタリング用として米国で発売され、将来的には医療用途でのFDA承認を申請する予定です。フェルナンドは同社の最終目標を「誰もがOxiWearを着用すること」と定めています。このデバイスは、高齢者介護施設、アスリート、そしていずれは乳幼児に至るまで、幅広い人々にサービスを提供する可能性を秘めています。
 |
Formlabs Form 4 SLA 詳細はこちら 価格を確認する こちら |
 |
Formlabs Fuse 1+ 30W SLS 詳細はこちら 価格を確認する こちら |
