Mențineți senzorii biomedicali bine fixați și reduceți erorile cu ajutorul benzilor adezive medicale pentru fixare

Odată cu extinderea Internetului lucrurilor (IoT) în domeniul dispozitivelor medicale, a crescut și numărul și varietatea senzorilor biometrici ce trebuie atașați pe pielea umană. Datele colectate sunt utilizate pentru monitorizarea și diagnosticarea afecțiunilor medicale, precum și pentru studierea și îmbunătățirea performanței sportivilor profesioniști și a programelor comerciale de exerciții fizice personale la domiciliu.

Chiar dacă pentru fixarea senzorilor se utilizează, de obicei, benzi adezive medicale pentru fixare special fabricate, aceste benzi nu sunt „universale”. În schimb, trebuie luați în considerare diverși factori, cum ar fi confortul, permeabilitatea la aer și umiditate și rezistența la fluide, toate acestea adăugându-se la procesul complex de selectare a benzii. În plus, în anumite cazuri, banda trebuie să poată fi îndepărtată și atașată pe piele rapid și simplu în scopul repoziționării senzorilor, ceea ce poate fi un lucru important în situații de urgență. Este nevoie de o varietate de benzi adezive medicale ușor de diferențiat, astfel încât acestea să poată fi aplicate potrivit situației.

Acest articol prezintă o familie de benzi adezive medicale de la 3M concepute pentru diferite situații de atașare pe pielea umană. Articolul explică utilizările a patru benzi adezive medicale 3M și modul în care acestea răspund aplicațiilor specifice de fixare medicală. De asemenea, se analizează avantajele standardizării pe o singură familie de benzi adezive medicale, printre care se numără simplificarea achizițiilor, consecvența documentației și ușurința în utilizare.

Aplicații ale benzii adezive medicale pentru fixare

La fel cum disponibilitatea și ampla selecție de senzori de mediu a stimulat creșterea IoT comercial, precum și a IoT industrial (IIoT), disponibilitatea și varietatea senzorilor biometrici încurajează noi dispozitive medicale de detectare, inclusiv dispozitive IoT medicale. Produsele de detectare biometrică de consum, cum ar fi smartwatch-urile cu monitoare pentru bătăile inimii, pot fi prinse simplu la încheietura mâinii, în timp ce monitoarele cardiace de consum pot fi prinse cu o curea în jurul pieptului unei persoane pentru a oferi o precizie și mai bună. Această acuratețe îmbunătățită se datorează nu doar utilizării unui senzor mai precis, ci și plasării sigure a monitorului cardiac deasupra inimii. Acuratețea datelor senzorilor biometrici este direct legată atât de tipul de senzor, cât și de plasarea sa corectă pe piele.

Totuşi, pentru aplicațiile de detectare biometrică de calitate medicală, mulți senzori trebuie să fie fixați în locuri care nu pot fi acoperite cu o simplă curea. În plus, este posibil ca acestea să trebuiască să fie cuplate mai strâns și mai sigur la suprafața pielii pentru o citire biometrică fiabilă. Acest lucru necesită utilizarea unei benzi adezive medicale pentru fixare pentru a menține senzorii bine fixați. Așa cum se poate observa în Figura 1, majoritatea benzilor adezive medicale pentru fixare sunt compuse dintr-un material suport imprimabil și inscriptibil, care este banda în sine, un adeziv pentru fixarea benzii pe piele și un material protectiv detașabil, care se îndepărtează pentru a expune adezivul.

Figura 1: Banda adezivă medicală pentru fixare este compusă, de obicei, dintr-un material suport (în partea de sus) și un adeziv (în partea de mijloc). Materialul protectiv detașabil (în partea de jos) protejează adezivul și se îndepărtează atunci când banda este gata de utilizare. (Sursă imagine: 3M Medical Materials)

Selectarea materialului suport și a adezivului în construcția unei benzi adezive medicale determină caracteristicile de utilizare ale acesteia. Situațiile în care se utilizează benzile adezive medicale pentru fixare nu sunt toate la fel, iar selecția și utilizarea corectă a benzii necesită luarea în considerare a unui număr de factori ergonomici. Acești factori combinați dictează construcția materialului suport al benzii și alegerea adezivului utilizat.

Ergonomia benzii adezive medicale pentru fixare

Un aspect important este rezistența la fluide. În cazul utilizării pe termen lung, o bandă adezivă medicală pentru fixare se poate umezi din cauza spălării frecvente a zonei sau în timpul unui duș, ceea ce duce la o aderență redusă, care, la rândul său, duce la citiri nesigure ale senzorilor. În cazul în care rezistența la fluide este o cerință, aceasta implică adesea un material suport al benzii fabricat din polietilenă, și un adeziv medical pe bază de acril. Această construcție nu numai că este rezistentă la fluide, dar previne, de asemenea, pătrunderea vaporilor de apă – cum ar fi în cazul unui duș fierbinte sau al unei zone cu umiditate ridicată – în bandă.

O cerință complementară rezistenței la fluide este permeabilitatea tipică la umiditate (MVTR) a benzii. Valoarea MVTR este, de obicei, specificată în grame pe metru pătrat (gm/m²) de umiditate permisă prin material pe parcursul unei perioade de 24 de ore. În timp ce, în unele situații, nu se permite trecerea lichidelor sau vaporilor de apă prin bandă (MVTR = ~0), în altele ar putea fi necesară permiterea trecerii prin bandă a umidității, cum ar fi transpirația. În cazul acestora din urmă, un material suport al benzii confecționat din fibre nețesute permite respirația la nivelul pielii și evaporarea transpirației.

Există unele cazuri de utilizare în care o bandă trebuie să fie ușor de repoziționat, astfel încât și senzorul să poată fi repoziționat rapid sau să permită utilizări multiple limitate la același pacient. În timp ce pentru benzile de unică folosință există o varietate de adezivi disponibili, adezivii medicali pe bază de silicon permit îndepărtarea cu ușurință a senzorului și reatașarea acestuia în siguranță.

Confortul benzii este întotdeauna important, mai ales în cazul benzilor cu utilizare prelungită. Banda din fibre nețesute cu o valoare MVTR cel puțin moderată este, de obicei, cea mai confortabilă, deși banda din polietilenă poate fi oarecum confortabilă în funcție de construcție și amplasare. Confortul benzii este, de asemenea, legat de grosimea materialului suport și de durata de utilizare a benzii. Banda pentru utilizare prelungită trebuie să fie confortabilă și să nu provoace disconfort pacientului timp de până la o săptămână, iar un material suport mai subțire poate oferi mai multă flexibilitate și confort.

Benzile adezive medicale pentru fixare 3M

Pentru a răspunde acestor aplicații diferite, 3M Medical Materials produce o varietate de benzi adezive medicale pentru fixare diferite. Aceste benzi de fixare iau în considerare diverși factori ergonomici discutați mai sus. În plus, deoarece aceste benzi pot fi standardizate și sunt disponibile de la un singur furnizor, 3M simplifică gestionarea stocurilor și oferă o documentație coerentă între produse, ceea ce poate simplifica achizițiile și reduce erorile.

Pentru aplicațiile cu utilizare prelungită, 3M produce banda nețesută pentru utilizare prelungită 3M-4077 (Figura 2). 3M 4077 4" X 10YD (Figura 1) are o dimensiune populară de 4 inchi (in.) x 10 yarzi (yds) (10,16 cm x 914,40 cm), având un material suport din poliuretan nețesut alb, cu o grosime de 0,16 milimetri (mm). Aceasta are un adeziv acrilic de utilizare prelungită, ceea ce o face foarte confortabilă pentru utilizarea îndelungată. Valoarea MVTR a acesteia este specificată la ~185 g/m², iar aceasta este relativ rezistentă la fluide, permițând pielii să respire timp de până la 14 zile de utilizare recomandată.

Figura 2: Banda adezivă medicală pentru fixare 3M 4077 este recomandată pentru o purtare prelungită de până la 14 zile. Se livrează într-o rolă convenabilă, cu un diametru mai mic de 8 inch (20,32 cm). (Sursă imagine: 3M Medical Materials)

Banda adezivă medicală pentru fixare 3M 4077 nu este repoziționabilă și este recomandată pentru o singură utilizare, ceea ce face ca această bandă să fie aplicabilă pentru senzorii biometrici cu purtare prelungită, care sunt aruncați după o singură aplicare.

La fel ca toate benzile despre care s-a discutat aici, 3M 4077 se livrează într-o rolă, pentru a fi ușor de utilizat. Rola are un diametru mai mic de 8 inch (20,32 cm) și este ușor de depozitat într-un cabinet medical sau în camera de urgență.

Pentru aplicațiile benzii adezive medicale pentru fixare în care pielea trebuie să poată respira, banda trebuie să aibă o valoare MVTR ridicată. Pentru aceste aplicații, 3M oferă 3M 1530 4" X 10YD. Dimensiunea acestei benzi este 4 in. x 10 yds (10,16 cm x 914,40 cm), aceasta are un material suport din mătase artificială nețesută albă de 0,14 mm și este prevăzută cu un adeziv medical acrilat de calitate chirurgicală. Această construcție are ca rezultat o valoare MVTR foarte ridicată de 4200 g/m². Nu este repoziționabilă și nu are rezistență la fluide, ceea ce o face neadecvată pentru majoritatea aplicațiilor biometrice de consum. Cu o valoare MVTR ridicată și un nivel bun de confort, banda este specificată pentru utilizare în aplicații chirurgicale și pentru monitorizarea extinsă a pacienților internați. Este ușor de dezlipit cu mâna – un avantaj în situații medicale de urgență în care evenimentele evoluează rapid.

Pentru aplicațiile în care este necesar un grad ridicat de confort și flexibilitate, 3M pune la dispoziție banda chirurgicală 3M 9836 4" X 10YD cu peliculă de poliuretan, cu un adeziv medical acrilic. Banda are dimensiunea standard de 4 in x 10 yds (10,16 cm x 914,40 cm). Materialul suport este o peliculă de poliuretan și, având o grosime de numai 0,03 mm, aceasta este cea mai subțire bandă prezentată, oferind flexibilitate și confort. Este rezistentă la apă și are un grad rezonabil de permeabilitate a aerului, la ~450 g/m², oferind un bun compromis între respirabilitate și rezistență la apă. Materialul suport subțire și confortabil al acestei benzi, flexibilitatea, gradul rezonabil de respirabilitate și rezistența la apă a acesteia o pot face aplicabilă pentru fixarea senzorilor la pacienții pediatrici în cazul în care senzorul și banda de fixare trebuie să reziste la un anumit grad de răsucire – lucru deosebit de important în cazul unui pacient care poate să nu fie capabil să ofere un feedback verbal eficient cu privire la confortul atașării senzorului.

Pentru unele aplicații de monitorizare cu senzori, senzorul trebuie să poată fi repoziționat pentru utilizări multiple și trebuie, de asemenea, să fixeze un instrument medical pe pielea pacientului. În aceste aplicații, este foarte utilă banda cu strat dublu, cum ar fi 3M 2477P 4" X 10YD (Figura 3). Banda are dimensiunea de 4 in x 10 yds (10,16 cm x 914,40 cm), având un material suport foarte subțire de 0,04 mm din elastomer termoplastic (TPE), cu adeziv pe ambele părți (stratul C). TPE este translucid, permițând o vizualizare convenabilă a senzorului și a pielii pentru a ajuta la o plasare corectă. Pe o parte se află un adeziv medical din acrilat de silicon (stratul B) care este conceput pentru a fi îndepărtat ușor și repoziționat pe piele pentru a fixa un senzor biometric. Pe reversul suportului TPE se află un adeziv pe bază de acril (stratul D). Acest al doilea adeziv se poate atașa în siguranță la un dispozitiv de senzor biometric medical miniatural.

Figura 3: Straturile benzii adezive medicale pentru fixare cu două fețe 3M 2477P 4 x 10 YD includ un adeziv acrilat de silicon pe o parte (stratul B) și un adeziv pe bază de acril (stratul D) pe cealaltă parte. (Sursă imagine: 3M medical Materials)

Această bandă unică adezivă medicală pentru fixare poate îndeplini două funcții. În primul rând, poate servi ca element de siguranță atât pentru senzor, cât și pentru dispozitivul de înregistrare biometrică medicală. Acest lucru oferă un sistem compact de înregistrare biometrică, fără utilizarea de cabluri lungi. Dispozitivul cu senzor biometric poate fi un calculator încorporat foarte ușor, alimentat de o baterie CR2032. Acesta poate înregistra citirile senzorilor în memoria flash sau poate trimite citirile senzorilor prin Bluetooth sau Wi-Fi către un computer sau un dispozitiv mobil. Acest lucru este util și pentru realizarea de prototipuri de dispozitive comerciale cu senzori biometrici bazate pe calculatoare mono-placă (SBC) de mărimea unui timbru poștal.

În al doilea rând, această bandă poate fi utilizată ca o bandă medicală de sine stătătoare. Partea adezivă din silicon poate fi utilizată pentru senzori biometrici repoziționabili sau reutilizabili. Acest lucru permite utilizarea și reutilizarea zilnică a senzorilor biometrici pentru sportivi. Banda are o rezistență moderată la fluide și are o valoare MVTR de 400 gm/m² – bună pentru utilizare pe termen scurt.

Specificațiile 3M-2477P nu recomandă utilizarea pe piele a adezivului pe bază de acril.

Concluzie

Nu toate aplicațiile de securizare a senzorilor biometrici sunt la fel, astfel încât există o amplă selecție de benzi adezive medicale pentru fixare. Condițiile de utilizare a benzii medicale, inclusiv ergonomia situației, determină materialele utilizate pentru materialul suport și adeziv. Standardizarea la un singur furnizor pentru banda adezivă medicală simplifică achizițiile și inventarul, reduce erorile și asigură consecvența documentației.