Come fare il nodo

22 novembre 2017 di Chris Newmarker

Gli odierni dispositivi medici impiantabili richiedono silicone biologico che mantenga il flusso dei fluidi anche quando lo spazio è ristretto.

Dan Sanchez, Soluzioni di tenuta Trelleborg

[Immagine gentilmente concessa da Trelleborg]

La combinazione del silicone altamente biocompatibile con l'elasticità e la durata del nylon crea una classe di tubi durevoli, resistenti allo schiacciamento e allo piegamento, ideali per i dispositivi medici di oggi, piccoli ma altamente complessi.

Questo perché piccolo è la parola d'ordine quando si tratta dei dispositivi medici impiantabili di oggi e i tubi devono restringersi per adattarsi ad essi. La sfida è che il silicone – il materiale più biocompatibile, durevole e flessibile per i tubi – tende a piegarsi se prodotto in piccole dimensioni.

La soluzione sono i tubi rinforzati, che consentono una significativa riduzione del raggio di curvatura dei piccoli tubi in silicone. Ciò apre possibilità di progettazione per dispositivi impiantabili a lungo termine, tubi di drenaggio e tubi che resistono al collasso sotto pressioni di vuoto più elevate.

Nel mondo medico, i tubi in silicone sono resi resistenti alle piegature rinforzandoli con monofilamenti di nylon 66 in una configurazione a doppia elica. I monofilamenti sono incorporati all'interno della parete del tubo, aggiungendo forza radiale e riducendo la probabilità che il tubo si comprima o si attorcigli.

KRT è ideale per dispositivi impiantabili a lungo termine, consentendo al fluido di fluire dal dispositivo al corpo indipendentemente dal movimento corporeo. Il tubo rimarrà aperto anche quando il corpo si muove e i muscoli si flettono, mantenendo un trasferimento di liquidi costante in tutte le posizioni.

Il tubo è molto utile anche nei dispositivi impiantabili che comportano collegamenti elettrici, come i pacemaker. I fili che trasportano gli impulsi elettrici possono essere tranquillamente posizionati all'interno del tubo rinforzato senza timore che il tubo venga compresso nel punto di connessione con il dispositivo.

Anche i tubi che trasportano fluidi come i farmaci nel corpo – o li rimuovono dal corpo (sangue, fluidi spinali, urina) – possono trarre beneficio dal rinforzo. Ad esempio, i sistemi di shunt del liquido spinale cerebrale prevedono un tubo che deve entrare direttamente nel cranio ma fare una brusca svolta dopo aver lasciato il corpo. Il rinforzo può garantire un flusso di fluido costante e migliorare la capacità del chirurgo di spingere il tubo nell'apertura cranica.

Infine, i tubi rinforzati sono una scelta eccellente per il drenaggio delle ferite che prevede il vuoto (terapia delle ferite a pressione negativa). La stessa configurazione in nylon che crea resistenza allo piegamento rende i tubi in silicone resistenti al collasso sotto pressione.

Ci sono quattro preoccupazioni principali quando si considera KRT in un piccolo dispositivo medico:

1. Il silicone è altamente biocompatibile, ma il nylon utilizzato in KRT non lo è. In alcuni casi, per poter utilizzare il tubo, il produttore potrebbe dover dimostrare che il rinforzo non entrerà in contatto con la carrozzeria.

2. I monofili di nylon utilizzati per creare KRT sono incapsulati nelle pareti siliconiche ma non legati chimicamente ad esse. Pertanto, se il tubo non è attaccato a un'estremità, potrebbe essere necessario sigillare quell'estremità (utilizzando un processo secondario) per garantire che le estremità relativamente affilate dei monofilamenti non entrino in contatto con il corpo.

3. Il nylon può degradarsi se esposto a calore elevato, quindi KRT non è un'opzione per i dispositivi che verranno sottoposti ad autoclave o utilizzati durante le procedure di ablazione.

4. La lunghezza potenziale del tubo in silicone rinforzato dipende in parte dal suo diametro. La tecnologia attuale consente di produrre tubi in silicone rinforzato con dimensioni comprese tra 1/16 di pollice e 1/8 di pollice di diametro interno. La parete del tubo deve essere costruita su un mandrino durante la creazione della spirale in nylon, dopodiché è possibile rimuovere il mandrino. Questo passaggio è difficile per i tubi lunghi, in particolare quelli con grandi diametri interni. La superficie di contatto con il silicone aumenta notevolmente man mano che il mandrino aumenta di dimensioni, aumentando l'attrito e la difficoltà di rimuovere il mandrino.

La combinazione del silicone altamente biocompatibile con l'elasticità e la durata del nylon crea una classe di tubi durevoli, resistenti allo schiacciamento e alle piegature, ideali per i dispositivi medici di oggi, piccoli ma altamente complessi.