Проектирование и выбор защитных прокладок для медицинских изделий и влияние чистящих растворов на характеристики материала

Jul 08, 2023

Экранирование электромагнитных помех является важнейшим компонентом многих электронных медицинских устройств, которые, в свою очередь, являются неотъемлемой частью жизненно важных процедур и постоянного ухода за здоровьем пациентов. Медицинские устройства часто используются рядом с другими электронными приборами, что приводит к повышенному риску электромагнитных помех (ЭМП). Этот риск можно снизить за счет использования и ухода за защитными прокладками от электромагнитных помех. На протяжении более десяти лет FDA также выражало обеспокоенность по поводу общественного здравоохранения и безопасности в отношении электромагнитных помех устройств и решений этих проблем.

Понимание среды, в которой используются эти устройства, важно для предотвращения и решения проблем, связанных с электромагнитными помехами. Кроме того, многие медицинские устройства не только находятся рядом друг с другом, но и подвергаются частым и агрессивным режимам очистки и стерилизации. Конструкция устройства должна обеспечивать защиту электронных компонентов от электромагнитных помех с течением времени в ожидаемых условиях использования.

Электропроводящие эластомеры (EcE) основаны на дисперсных частицах в матрице эластомера. EcE используются для создания высокоэлектропроводящих, но упругих прокладочных материалов для защиты от электромагнитных помех, а также для герметизации под давлением и окружающей среды. Проводящие эластомеры, используемые для защиты электронных корпусов от электромагнитных помех, обычно состоят из проводящей прокладки, расположенной между металлическим корпусом и крышкой. Основная функция этих прокладок заключается в обеспечении достаточной электропроводности корпуса, прокладки и соединения крышки для удовлетворения требований к заземлению и экранированию от электромагнитных помех, а также второстепенной роли в предотвращении проникновения жидкостей в электрический отсек.

При рассмотрении срока службы прокладки EMI учитываются некоторые фундаментальные факторы. Первый из них — это количество раз, которое соединение будет открываться и закрываться в течение прогнозируемого срока службы оборудования. Во-вторых, на срок службы прокладки влияет степень деформации прокладки при закрытом соединении. Еще одним фактором является присутствие химикатов и жидкостей, старение озона и экстремальные температуры. Наконец, необходимо также учитывать случайное повреждение прокладки EMI во время первоначальной установки и будущего обслуживания.

Базовые процедуры очистки и стерилизации могут подвергнуть прокладку EMI воздействию химикатов, что может отрицательно повлиять на характеристики материала. Таким образом, выбор материалов уплотнения и защиты от воздействия окружающей среды, конструкция устройства и условия эксплуатации в полевых условиях имеют решающее значение для непрерывной работы и надежности устройства. В этой статье мы рассмотрели результаты исследования типичных защитных прокладок при воздействии типичных медицинских чистящих растворов, а также рассмотрели рекомендации по проектированию эффективной защиты от окружающей среды и электромагнитных помех.

Исследование совместимости материаловПример описания Оцениваемые материалы представляли собой три набора электропроводящих эластомеров, обозначенных как EcE A (силикон с наполнителем из серебра/стекла), EcE B (фторсиликон с наполнителем из серебра/алюминия), EcE C (ЭПДМ с наполнителем из серебра/алюминия), а также непроводящий силиконовый эластомер, обычно используемый для совместной экструзии (см. ниже). Частицы наполнителя имеют серебряное покрытие на основной частице, а именно алюминии или стекле. Для тестирования образцы замачивали в тестовых растворах, относящихся к трем категориям:

Кроме того, образцы также оценивались с использованием бактерицидных салфеток Sani-Cloth® для очистки поверхностей.

Все материалы использовались в исходном виде или в разбавленном водой виде, следуя рекомендациям производителя.

Методы испытаний Механические и физические свойства эластомеров, такие как твердость (ASTM D2240), прочность на разрыв и удлинение (ASTMD-412), оценивались до и после погружения в жидкость, а также в сжатых или несжатых условиях. Метод погружения в жидкость осуществляли в соответствии со стандартом ASTM D471-06e1.

В несжатом методе по три испытуемых образца каждого эластомера вымачивали в каждом из испытуемых растворов в течение пяти дней при комнатной температуре. После погружения образцы насухо вытирали, ополаскивали деионизированной водой и сушили на воздухе в течение 24 часов. Затем были проверены механические свойства материалов.