Nella progettazione e produzione di dispositivi medici, in particolare ventilatori, garantire che possano resistere a rigorosi processi di sterilizzazione e pulizia senza compromettere le prestazioni e la durata del loro componente principale, il motore del ventilatore, è un compito ingegneristico fondamentale. Poiché i ventilatori entrano in contatto diretto o indiretto con le vie respiratorie del paziente, i requisiti di controllo delle infezioni soddisfano gli standard più elevati del settore medico. Ciò pone requisiti estremamente elevati non solo nella scelta dei materiali del motore, ma anche nella tecnologia di tenuta.
Requisiti materiali: resistenza alla corrosione chimica, alle alte temperature e all'alta pressione
Il motore del ventilatore e i suoi componenti periferici devono essere costruiti con materiali con eccellente resistenza a vari disinfettanti aggressivi e ambienti di sterilizzazione.
1. Compatibilità dei disinfettanti
Nelle istituzioni mediche viene comunemente utilizzata un’ampia varietà di disinfettanti, inclusi gli alcoli (come etanolo e isopropanolo), composti di ammonio quaternario, ipoclorito di sodio e perossido di idrogeno. Questi reagenti chimici hanno vari gradi di corrosività.
Materiali polimerici: gli alloggiamenti del motore, i connettori e i materiali del rivestimento dei cavi (come il policarbonato e alcuni tipi di tecnopolimeri) devono resistere alla rottura da stress, all'ammorbidimento o allo scolorimento causato da queste sostanze chimiche. L’inerzia chimica è una considerazione primaria.
Materiali metallici: componenti come alberi, flange e dispositivi di fissaggio richiedono acciaio inossidabile, in genere 316L di grado medico o altre leghe altamente resistenti alla corrosione, per prevenire l'ossidazione e la vaiolatura causata da disinfettante residuo o umidità elevata.
2. Resistenza estrema agli ambienti di sterilizzazione
Diversi metodi di sterilizzazione impongono requisiti diversi ai materiali del motore.
Autoclavaggio: questo è uno dei metodi di sterilizzazione più comuni, che prevede alte temperature (tipicamente 121°C o 134°C) e alta pressione. I materiali magnetici all'interno dei motori (come i magneti permanenti) devono garantire che le loro proprietà magnetiche non si degradino in modo significativo in caso di calore elevato. Inoltre, i materiali isolanti (come l'isolamento del filo smaltato e la carta isolante delle fessure dello statore) richiedono un'elevata stabilità termica per prevenire carbonizzazione e guasti.
Sterilizzazione a bassa temperatura: per i componenti sensibili al calore, per la sterilizzazione è possibile utilizzare plasma a ossido di etilene (EO) o perossido di idrogeno. Questi metodi richiedono materiali con buona permeabilità ai gas e resistenza al plasma per garantire che lo sterilizzante possa essere efficace senza lasciare residui nocivi.
Requisiti di tenuta: prevenzione dell'intrusione di liquidi e vapore
Il design della tenuta di a motore del ventilatore è fondamentale per la sua capacità di sopravvivere ai processi di pulizia e sterilizzazione. Qualsiasi intrusione di fluido o vapore nel motore può causare guasti catastrofici.
1. Protezione dall'ingresso (classificazione IP)
I moderni motori medicali richiedono in genere elevati gradi IP, come IP66 o IP67.
Resistenza all'acqua e alla polvere: IP66 significa che il motore è completamente protetto dall'ingresso di polvere e può resistere a potenti getti d'acqua da qualsiasi direzione. Questo è fondamentale per i lavaggi e la pulizia ad alta pressione.
Protezione dall'immersione: IP67 richiede inoltre che il motore resista all'immersione a breve termine, garantendo che rimanga funzionale anche se caduto accidentalmente in un serbatoio dell'acqua o coperto da grandi quantità di liquido durante le operazioni di pulizia.
2. Implementazione tecnica dei punti critici di tenuta
Il raggiungimento di una tenuta di alto livello si basa su una progettazione ingegneristica precisa e su guarnizioni di alta qualità.
Tenuta dell'albero: l'albero del rotore del motore è il più vulnerabile all'intrusione di liquidi. Sono necessari paraolio specializzati o tenute a labirinto. I materiali elastomerici utilizzati in queste guarnizioni (come il fluoroelastomero ad alte prestazioni (FKM) o il perfluoroelastomero (FFKM)) devono essere resistenti alle alte temperature e ai solventi chimici e presentare un eccellente recupero della deformazione per garantire il mantenimento della pressione di tenuta anche dopo un uso prolungato e ripetute sterilizzazioni.
Sigillatura dell'alloggiamento: è necessario utilizzare O-ring o guarnizioni per la sigillatura statica sui giunti dell'alloggiamento del motore e sul collegamento tra il coperchio terminale e il corpo del motore. La scelta di queste guarnizioni deve inoltre rispettare rigorosi criteri di compatibilità dei materiali e stabilità termica.
Ingressi dei cavi: i punti di uscita dei cavi di alimentazione e di segnale devono essere completamente sigillati utilizzando pressacavi o tecnologia di sigillatura per impedire ai liquidi di penetrare nel motore attraverso i piccoli spazi tra i cavi e la guaina. Il composto per l'invasatura deve avere una buona adesione e rigidità dielettrica.
