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從概念到上市:醫療產品工業設計的全流程探索 | FROM ZERO TO ONE
- 來 源:壹零壹工業設計
- 發 表 于:2025-12-22
- 作 者:壹零壹工業設計
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醫療產品的設計從來不是簡單的"造型美化",而是在合規框架下對生命的敬畏與對用戶的共情。從手術室里精準操作的微創器械,到家庭中便捷使用的理療設備,每一件醫療產品的誕生,都離不開一套嚴謹、系統的工業設計流程。每一次草圖勾勒,每一次材質選擇,每一次結構推敲,背后都承載著生命的重量。作為壹零壹設計公司一名深耕產品設計十余年的工業設計師,今天,我將結合我國行業權威標準與實戰經驗,從"用戶角度"與"注冊合規"兩大核心維度,帶大家讀懂醫療產品工業設計的全流程探索。

一、設計開篇:讀懂需求與合規的雙重底色
1.1 醫療產品設計背景:在臨床痛點中錨定方向
醫療產品的設計起點,永遠是真切的用戶需求與臨床痛點。不同于消費電子產品的追逐潮流,醫療設計的首要原則是解決實際問題。我國的《醫療器械監督管理條例》,強調醫療器械的“安全、有效”是根本原則。這要求我們的設計思維,必須從一開始就植入 “用戶為中心”與“合規為基線” 的雙螺旋基因。我們研究的不僅是用戶“想要什么”,更是在嚴格規范下,他們“真正需要且能被安全實現”什么。
醫療產品設計的起點永遠是"人"。不同于消費電子產品,醫療產品的用戶群體具有雙重性——專業醫護人員與普通患者,他們的需求往往存在差異卻又同等重要。同時,我國醫療健康產業的快速發展,疊加老齡化加劇與家用醫療需求升級,也對醫療產品的設計提出了"更安全、更易用、更具人文關懷"的新要求。
1.2 醫療產品行業標準:合規設計的前置紅線
醫療設計是一場“戴著鐐銬的舞蹈”,而標準與法規則是確保舞蹈不跌入深淵的導航系統。設計師必須熟悉并尊重這套系統,主要依據包括:
- 頂層法規:國家《醫療器械監督管理條例》、《醫療器械設計開發控制要求》、ISO 13485質量管理體系標準。
- 分類管理:依據《醫療器械分類目錄》,產品的風險等級(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類)直接決定了設計需滿足的注冊審批路徑和標準嚴苛程度。
- 核心標準體系:
①安全通用要求:GB 9706.1(醫用電氣設備安全通用要求) 是電氣類設備的圣經,關乎基本絕緣、防護、標記等。
②電磁兼容(EMC):YY 0505 系列標準要求設備在預期電磁環境中能正常工作,且不對其他設備產生干擾。這對于ICU內設備密集的環境至關重要。
③生物學評價:GB/T 16886(醫療器械生物學評價) 系列,指導我們選擇與人體接觸材料,評估其潛在風險(如致敏、細胞毒性)。
④人因工程/可用性:YY/T 1474 等標準,正日益受到重視,它要求我們將用戶體驗(包括錯誤使用風險)系統地納入設計開發過程。
這些標準不是設計的束縛,而是保障產品安全性與有效性的基礎。

二、核心流程:在合規框架下踐行用戶中心主義
2.1 安規與EMC:醫療產品的安全基石
安全是醫療產品的生命線,其中電氣安全(安規)與電磁兼容性(EMC)是設計的重中之重。安規與EMC并非工程師的專屬,它們深刻影響著工業設計的每一個維度。
- 安規:它決定了產品外殼的開孔尺寸(防止手指觸及危險帶電部件)、棱角弧度(防止傷害)、絕緣距離(爬電距離與電氣間隙)在內部堆疊時必須滿足的最小空間。這意味著,一個優雅的超薄外觀構想,可能首先要向安全隔離的物理要求妥協。
- EMC:它影響著材質選擇(金屬屏蔽與否)、開孔布局(散熱孔的形狀與分布可能成為電磁泄露的“天線”)、內部電路分區與屏蔽設計,進而影響產品的整體架構與尺寸。設計師需要與工程師緊密協作,在造型之初就考慮屏蔽策略。

2.2 醫療產品外觀設計:兼顧專業屬性與人文關懷
醫療產品的外觀,尤其是面向患者的設備,應傳遞寧靜、可信賴、易接近的情感。色彩上,常以白色、淺灰、低飽和度色彩為主,營造潔凈感;操作區域(如按鍵、屏幕)需通過色彩、材質或燈光進行清晰、友好的視覺引導。形態語言應避免攻擊性,采用流暢、穩固的線條。對于家用產品,則需融入家居環境,減輕“病患感”。
醫療產品的外觀設計絕非"顏值至上",而是要在專業感與人文關懷之間找到平衡。對于醫院用設備,外觀需簡潔、莊重,操作區域標識清晰,便于醫護人員快速識別與操作;對于家用醫療產品,則可適當融入親和元素,緩解用戶的緊張情緒。此外,外觀設計還需考慮清潔便利性——避免直角縫隙、采用光滑易擦拭的表面,減少細菌滋生,這也是符合醫院感染控制要求的重要細節。需要注意的是,外觀設計不能影響產品的功能實現。
2.3 醫療產品結構設計:平衡功能實現與使用便捷性
結構是功能的骨架,更是安全的堡壘。需重點考量:
- 防護等級(IP代碼):根據使用環境(如手術室濺水、病房清潔消毒)確定防水防塵等級,直接影響密封方式、接縫設計。
- 強度與耐用性:考慮跌落測試(尤其是手持設備)、反復消毒(酒精、紫外線)帶來的材料老化。鉸鏈、卡扣等活動部件需滿足預期使用壽命內的循環測試。
- 人機交互結構:手持器械的抓握曲面要契合手部解剖,提供足夠的扭矩和防滑力;調節旋鈕的阻尼感、按鍵的行程與反饋音,都需精心設計,確保操作精準、不易誤觸。
結構設計是醫療產品功能落地的核心,需兼顧可靠性、操作性與維修便利性。同時,結構設計還需考慮產品的裝配與維修效率,好的結構設計應"把復雜留給自己,把簡單給用戶與維修人員"。對于植入式醫療器械(如人工關節),結構設計還需考慮與人體組織的適配性,確保植入后穩定、安全。

2.4 醫療產品材質選擇:堅守生物相容性底線
醫療產品的材質選擇直接關系到用戶的安全,尤其是與人體直接接觸的產品,必須滿足生物相容性要求。常用的醫用材料包括醫用級硅膠、鈦合金、PC+ABS復合材料等,不同材料的特性決定了其適用場景。此外,材質選擇還需考慮滅菌適應性,如高溫滅菌設備需采用耐高溫材料,避免滅菌過程中材質變形。
- 接觸性質與時長:表面接觸、體內短期/長期植入?這決定了材料的安全性等級。
- 功能需求:需要透明(如觀察窗)、柔軟(如面罩)、耐磨、高強度和剛性?
- 工藝與消毒:常用醫療級材料如ABS、PC、PP、TPU/TPE(軟膠)、不銹鋼、醫用硅膠等,必須能耐受反復的消毒劑擦拭(如異丙醇)或高溫高壓滅菌(對于手術器械),且不發生開裂、變色或性能劣化。
2.5 醫療產品工藝設計:保障量產一致性與穩定性
工藝設計是連接設計與生產的橋梁,直接影響產品的質感、清潔度和安全性,以及量產良品率與質量穩定性。醫療產品常用的工藝包括CNC加工、注塑成型、雙色注塑、表面涂層等,不同工藝有其適用場景與技術要求。同時,工藝設計還需考慮成本控制,在滿足性能要求的前提下,選擇性價比更高的工藝方案。
- 雙色注塑、包膠:實現軟硬結合,提升握感和防滑性。
- 無縫、無縫設計:盡量減少外殼接縫和凹凸,避免藏污納垢,便于擦拭消毒。
- 表面處理:啞光表面減少眩光,且更耐劃痕;抗指紋涂層提升清潔度;所有邊角必須進行充分的圓角處理,防止劃傷用戶或醫護人員。
2.6 醫療產品設計技巧:在細節中提升用戶體驗
優秀的醫療產品設計往往藏在細節里,一些實用的設計技巧能顯著提升用戶體驗。此外,針對老年用戶群體,可適當增大按鍵尺寸、加粗屏幕字體,提升產品的易用性。
- 模塊化設計:將復雜設備模塊化,便于維修、升級和成本控制,也利于衍生系列產品的開發。
- 防錯設計:連接器采用唯一化形狀(異形接口),防止誤插;關鍵操作設置二次確認或物理互鎖。
- 容錯設計:考慮用戶可能犯的錯誤,并設計緩沖機制。如輸液泵的管路安裝路徑,必須清晰無誤,即使匆忙中也不易裝反。
- 為清潔而設計:這是醫療產品的獨特要求。徹底杜絕難以清潔的死角。

三、實戰沉淀:從經驗中讀懂設計的本質
3.1 醫療產品設計實戰經驗:在試錯與優化中成長
醫療產品設計沒有捷徑,每一次成功都離不開反復的試錯與優化。此外,跨學科協作也是實戰中的關鍵——設計團隊需與醫生、工程師、材料專家、法規專員密切配合,確保設計方案既滿足臨床需求,又符合技術要求與合規標準。
- 合規前置:在概念設計階段,就邀請注冊顧問或質量專家介入。我曾有一個自認精巧的折疊結構,因難以通過連續數萬次的開合可靠性測試而被迫推翻重來。“測試驅動設計” 思維能節省大量后期成本。
- 臨床浸入:盡可能深入醫院,進行影子觀察和訪談。一次手術室觀摩讓我發現,某設備腳踏開關的線纜位置,常被醫護人員無意鉤絆,我們在 redesign 時將其改為側面出線并增加理線槽,隱患得以消除。
- 原型迭代:從粗糙的功能原型到高保真的工程原型,多輪可用性測試(模擬臨床場景)至關重要。YY/T 1474 標準為我們提供了系統的測試框架。
3.2 設計總結:回歸"人"與"合規"的核心
回顧多年在壹零壹公司的醫療產品設計經歷,我總結出三個核心要點:一是"合規先行",始終將行業標準與法規要求貫穿設計全流程,這是產品立足的基礎;二是"用戶為中心",通過深度調研讀懂醫護人員與患者的真實需求,讓設計真正解決痛點,正如中醫"望聞問切"般,"望"用戶習慣,"聞"市場痛點,"問"技術瓶頸,"切"功能核心;三是"平衡創新",在功能與美觀、傳統與創新、成本與性能之間找到最佳平衡點,不盲目追求技術堆砌,也不忽視細節體驗。好的醫療產品設計,應讓用戶"無感"——拿到手就會用,用著就舒服,忘了它是個設計品,只記得它帶來的安全與安心。
- 懷有敬畏之心:對生命,對專業。
- 掌握雙重語言:既能與醫護人員、患者共情,理解用戶體驗的細微脈絡;又能與工程師、注冊法規專家順暢溝通,將安全合規轉化為具體的設計特征。
- 擁抱系統思維:產品不再是孤立的形態,而是融入“人-機-環境-流程”系統的一環。
醫療產品工業設計是一門嚴謹的科學,更是一門溫暖的藝術。它要求我們既有工程師的嚴謹,又有設計師的共情,更有對生命的敬畏。未來,隨著AI、新材料、人機交互技術的發展,醫療產品設計將迎來更多創新可能,但"合規"與"用戶"這兩大核心永遠不會改變。希望更多設計者能堅守初心,讓每一件醫療產品都成為連接健康與希望的橋梁。

內容來源于:www.luyulei.cn/news-s1309-c1-p1.html

















