如何选择正确的医用胶带来确保医用电子设备的成功设计

医疗保健为创新设计人员提供了许多创新机会，特别是在用于监测或诊断的便携式电子医疗设备方面。这类设备不仅能改善人们的健康状况，而且还能减轻医院紧张的资源和预算的压力。然而，如果用户不能或者不愿意将设备固定到位，则设计会将变得无效。

例如，糖尿病患者的恒定血糖监测 (CGM) 说明了便携式医疗解决方案的吸引力。未来 CGM 市场的规模取决于你愿意相信谁，但这种市场在不断增长，而且分析家 Allied Market Research 的中期估计表明，会从目前 17 亿美元的份额将增加到 2027 年的 88 亿美元，年复合增长率 (CAGR) 为 22.0％。

控制血糖对于糖尿病患者避免出现高血压、心血管疾病和肾脏问题等并发症至关重要。传统的技术是每天进行数次指检，并将样本置于血糖仪中检测。但这种检测的体验不舒适，且很少能快速反映身体内部的情况。

相反，CGM 使用电子设备，通过嵌入皮肤的细小针头监测间质液中的葡萄糖水平（图 1）。对间质液进行测量能很好地反应血液中发生的情况。

图 1：CGM 通过嵌入皮肤的微小针头来监测间质液中的葡萄糖水平。（图片来源：Dexcom）

这些产品是创新医疗设备，其电子装置不仅负责计算和记录血糖测量值，而且还能通过近场通信 (NFC) 或低功耗蓝牙 (BLE) 等技术将信息以无线方式发送给其他设备。

设备的固定问题

虽然产品的可靠性、准确性、价格和电池寿命对糖尿病患者来说都很重要，但有一个问题更为关键。这对设计者来说是一个非常有用的提醒，看似微不足道的细节却能决定产品的成功与否。

糖尿病患者使用 CGM 设备时，每次佩戴传感器（带皮下针）的时间必须长达一周。这意味着对患者来说最重要的是固定要舒适、方便、坚固且无反应。CGM 是否是一款声誉良好的获奖产品并不重要；但如果糖尿病患者使用时感到不舒适就会放弃使用。

CGM 设备是小巧轻便的传感器，所以用医用胶带是将其固定在身体上无疑是一种实用的选择。虽然机械原理简单明了，但皮肤是一种会呼吸、会出汗、会脱落细胞的基质，这意味着选择合适的胶带用于固定是不可能的。

选择是否正确的决定因素包括：

• 抗液性：医用胶带是否需要防水？
• 可重新粘贴：该产品能否满足移除和重新粘贴的要求？
• 佩戴时间：把产品在粘贴在身体上时，能在多久的时间内保持完好无损？
• 顺应性：产品在适应设备和身体运动方面的表现如何？
• 水分透射率 (MVTR)：胶带粘贴部位产生的汗液散发情况如何？
• 舒适性：该产品是否会引起皮肤不良反应？

让我们参照 CGM 设备的例子来考虑每一个问题。

正确的胶带能确保设备的有效性

糖尿病患者不希望日常生活受到 CGM 设备的影响；这意味着他们希望在淋浴或游泳池中也能佩戴传感器。就胶带来说，这是一个很大的挑战，通常需要如 3M 的 1776 丙烯酸系列之类的强力粘合剂（图 2）。

图 2：像 1776 这样的强力粘合剂不会影响佩戴者的活动，包括游泳和淋浴。（图片来源：3M）

病人还希望 CGM 设备在舒适的位置固定好后能长时间保持固定，不会发生移位。如果感到不舒服，例如因为产品与衣服腰带的位置相冲突，则病人很可能想解开、调整，再重新贴上。

抗液性、穿戴时间和重新定位能力之间存在一种权衡，因为前两者要求有附着力强大的粘合剂，而后者则通过粘性不太强的粘合剂来满足，这种类型在设备取下时不会使患者太痛苦——尤其是在粘合剂性能最强的早期。虽然这对倾向于佩戴在如胳膊、手臂和腹部等皮肤结实的部位的 CGM 设备来说问题不大，但有些医疗设备需要长期粘贴在如面部等皮肤脆弱的部位。在这类应用中，需要较温和的粘合剂，在剥离时不会出现皮肤撕裂的危险。

皮肤的弹性非常好，而医疗传感器的弹性则要小得多。这使得皮肤和设备之间的粘合剂界面很容易因机械应力而失效。该问题的解决方案是确保胶布与传感器重叠，以保证有活动的余地。虽然这确实需要更大片的胶带，但能大大降低失效发生率。

如果长期在皮肤结实的部位佩戴，则建议使用丙烯酸胶带。但佩戴在脆弱的皮肤表面时，诸如 3M 的 2477P 之类的硅酮压敏胶 (PSA) 可以避免皮肤创伤，且很容易进行重复粘贴或重新定位医疗设备。

MVTR 是粘合剂层和胶带底层的一个功能。如果汗液不能排出，就会加速胶粘剂失效。但是，即使选择 MVTR 值高的胶带，如果将其置于医疗设备下面也可能是不可行的，因为汗水将无法穿过传感器。一个解决方案是考虑使用无纺背衬胶带，因为这种胶带会促进湿气渗入胶带两侧并排出，而不是仅仅渗入其表面。

最后，有些病人的皮肤比其他病人更容易对胶带产生反应，所以解决方案是为那些皮肤不那么敏感的人提供标准产品，为较敏感的人提供低过敏性版本。对于低过敏性应用来说，带有丙烯酸酯粘合剂的纸带是一种很好的选择。

结论

现在的情况是，复杂的电子设备正越来越多地用来解决医疗监测和诊断问题，但当使用者将这些设备佩戴在皮肤表面时是否感到舒适则是一个至关重要的考虑因素。如果不仔细注意胶带和粘合剂的类型，设备可能无法保持足够长的时间来发挥作用，或者佩戴者可能因感到不舒服而直接放弃。

医用胶带供应商 3M 在这一领域已有 50 多年的历史，已成为很好的资源，它有助于人们在复杂多样产品中选择中找到答案。如图所示，该公司可以提供广泛的、具有粘合剂、背衬和胶带结构选择的产品，从而能满足特定应用的权衡需求。如果需要特定的模切形状或宽度、长度，DigiKey 可以针对这些二次服务提供报价。这里的表格使用方便，汇总了 3M 的各种医用胶带选择。