Lääketieteellisten laitteiden, erityisesti hengityskoneiden, suunnittelussa ja valmistuksessa sen varmistaminen, että ne kestävät tiukat sterilointi- ja puhdistusprosessit vaarantamatta niiden ydinkomponentin – hengityslaitteen moottorin – suorituskykyä ja käyttöikää, on kriittinen suunnittelutehtävä. Koska ventilaattorit joutuvat suoraan tai epäsuoraan kosketukseen potilaan hengitysteiden kanssa, infektioiden torjuntavaatimukset täyttävät lääketeollisuuden korkeimmat standardit. Tämä asettaa erittäin korkeat vaatimukset paitsi moottorin materiaalivalinnalle myös sen tiivistystekniikalle.
Materiaalivaatimukset: Kestää kemiallista korroosiota, korkeaa lämpötilaa ja korkeaa painetta
Hengityslaitteen moottori ja sen oheiskomponentit on rakennettava materiaaleista, jotka kestävät erinomaisesti erilaisia aggressiivisia desinfiointiaineita ja sterilointiympäristöjä.
1. Yhteensopivuus desinfiointiaineiden kanssa
Lääketieteellisissä laitoksissa käytetään yleisesti monia erilaisia desinfiointiaineita, mukaan lukien alkoholit (kuten etanoli ja isopropanoli), kvaternaariset ammoniumyhdisteet, natriumhypokloriitti ja vetyperoksidi. Näillä kemiallisilla reagensseilla on vaihteleva syövytysaste.
Polymeerimateriaalit: Moottorikoteloiden, liittimien ja kaapelin vaippamateriaalien (kuten polykarbonaatti ja tietyt teknisten muovilaatujen) on kestettävä näiden kemikaalien aiheuttamaa jännityshalkeilua, pehmenemistä tai värimuutoksia. Kemiallinen inertisyys on ensisijainen näkökohta.
Metalliset materiaalit: Komponentit, kuten akselit, laipat ja kiinnikkeet, vaativat ruostumatonta terästä, tyypillisesti lääketieteellistä 316L tai muita erittäin korroosionkestäviä seoksia, jotta estetään desinfiointiainejäämien tai korkean kosteuden aiheuttama hapettuminen ja pistekorroosio.
2. Äärimmäinen vastustuskyky sterilointiympäristöille
Erilaiset sterilointimenetelmät asettavat erillisiä vaatimuksia moottorimateriaaleille.
Autoklavointi: Tämä on yksi yleisimmistä sterilointimenetelmistä, joka sisältää korkeita lämpötiloja (tyypillisesti 121 °C tai 134 °C) ja korkeaa painetta. Moottoreiden magneettisten materiaalien (kuten kestomagneettien) on varmistettava, että niiden magneettiset ominaisuudet eivät heikkene merkittävästi korkeassa kuumuudessa. Lisäksi eristysmateriaalit (kuten emaloidut johdineristeet ja staattorin rakojen eristyspaperi) vaativat korkeaa lämpöstabiilisuutta hiiltymisen ja rikkoutumisen estämiseksi.
Matalan lämpötilan sterilointi: Lämmölle herkkien komponenttien sterilointiin voidaan käyttää etyleenioksidia (EO) tai vetyperoksidiplasmaa. Nämä menetelmät vaativat materiaaleja, joilla on hyvä kaasunläpäisevyys ja plasmankesto, jotta sterilointiaine voi olla tehokas jättämättä haitallisia jäämiä.
Tiivistysvaatimukset: Nesteen ja höyryn tunkeutumisen estäminen
Tiivistysrakenne a tuulettimen moottori on ratkaisevan tärkeää sen kyvylle selviytyä puhdistus- ja sterilointiprosesseista. Mikä tahansa nesteen tai höyryn tunkeutuminen moottoriin voi aiheuttaa katastrofaalisen vian.
1. Sisääntulosuojaus (IP-luokitus)
Nykyaikaiset lääketieteelliset moottorit vaativat yleensä korkeita IP-luokituksia, kuten IP66 tai IP67.
Veden- ja pölynkestävyys: IP66 tarkoittaa, että moottori on täysin suojattu pölyltä ja kestää voimakkaita vesisuihkuja mistä tahansa suunnasta. Tämä on erittäin tärkeää korkeapainepesussa ja -puhdistuksessa.
Upotussuojaus: IP67 edellyttää lisäksi, että moottori kestää lyhytaikaisen upottamisen, mikä varmistaa, että se pysyy toimivana, vaikka se putoaisi vahingossa vesisäiliöön tai peittyisi suurella määrällä nestettä puhdistuksen aikana.
2. Kriittisten tiivistyskohtien tekninen toteutus
Korkeatasoisen tiivistyksen saavuttaminen edellyttää tarkkaa suunnittelua ja korkealaatuisia tiivisteitä.
Akselin tiiviste: Moottorin roottorin akseli on alttiin nesteen tunkeutumiselle. Tarvitaan erikoistuneet öljytiivisteet tai labyrinttitiivisteet. Näissä tiivisteissä käytettyjen elastomeerimateriaalien (kuten korkean suorituskyvyn fluorielastomeerin (FKM) tai perfluorielastomeerin (FFKM)) on kestettävä korkeita lämpötiloja ja kemiallisia liuottimia, ja niiden muodonmuutos palautuu erinomaisesti, jotta ne säilyttävät tiivistyspaineen myös pitkäaikaisen käytön ja toistuvan steriloinnin jälkeen.
Kotelon tiiviste: O-renkaita tai tiivisteitä on käytettävä staattiseen tiivistykseen moottorin kotelon liitoksissa sekä päätykannen ja moottorin rungon välisessä liitoksessa. Näiden tiivisteiden valinnassa on myös noudatettava tiukkoja materiaalien yhteensopivuuden ja lämpöstabiilisuuden kriteerejä.
Kaapelien läpiviennit: Teho- ja signaalikaapeleiden ulostulokohdat on tiivistettävä perusteellisesti kaapeliholkkeja tai liitäntätekniikkaa käyttäen, jotta nesteitä ei pääse tunkeutumaan moottoriin johtojen ja vaipan välisten pienten rakojen kautta. Valumassalla on oltava hyvä tarttuvuus ja dielektrinen lujuus.
