Los físicos aplicados de la Universidad de Sydney han propuesto nuevos estándares para medir las fugas de humedad en dispositivos biónicos como marcapasos, implantes auditivos cocleares y reemplazos de retina.

Los investigadores, que recibió una financiación de una asociación de la industria a través del Consejo de Investigación de Australia para realizar el estudio, dicen que los nuevos estándares de humedad podrían dar a los usuarios de implantes biónicos una mayor confianza en el funcionamiento de los dispositivos que cambian la vida. También dicen que el régimen mejorado de pruebas de humedad podría usarse en la industria emergente de energía renovable, donde las células solares de nueva generación requieren altos estándares de control de la humedad.

Los implantes biónicos deben poder funcionar con éxito en entornos húmedos del cuerpo humano. Si bien el potencial de grandes fugas en los dispositivos es fácil de detectar durante la fabricación, las pequeñas fugas pueden escapar a la detección y se requieren pruebas estándar para garantizar la seguridad y evitar fallas inducidas por la humedad.

El profesor David McKenzie de la Facultad de Física de la Universidad de Sydney dijo:"La medición precisa de la penetración de humedad en los dispositivos médicos es esencial para garantizar un rendimiento a largo plazo. Una medición precisa necesita un estándar industrial preciso para evaluar los riesgos de fugas".

Dijo que hay sistemas disponibles comercialmente que miden la humedad relativa, pero estos no son lo suficientemente sensibles para las aplicaciones más exigentes en dispositivos biomédicos implantables. Usando tecnología de espectroscopía de masas, La medición de helio como un indicador de las fugas de humedad es una prueba estándar de facto de la industria para las pequeñas fugas críticas que son difíciles de detectar.

En la práctica y en la mayoría de los casos, La prueba de helio de dispositivos biónicos es un buen estándar, pero al mejorar el cumplimiento en un factor de 10, creemos que la industria puede garantizar aún más la seguridad de los implantes biomédicos, "Dijo el profesor McKenzie.

"Las pruebas de detección de fugas de helio se utilizan ampliamente para localizar fugas más sensibles, pero la medición directa de fugas de agua gaseosa o líquida a sensibilidades similares ha resultado demasiado difícil hasta ahora, " él dijo.

El profesor McKenzie y sus colegas del Instituto Nacional de Medición del gobierno australiano han desarrollado una prueba de fugas estándar y han mostrado cómo usarla para verificar la calidad de las encapsulaciones. o la contención de dispositivos médicos.

Han publicado su investigación en la revista American Chemical Society Materiales e interfaces aplicados .

El autor principal, el Dr. Wenwen Lei del National Measurement Institute, dijo:"Para sensibilidades muy altas, es importante que tratemos de medir directamente los riesgos de fugas de agua en lugar de la medida de facto de helio, que no es tan exacto.

"El agua tiene habilidades especiales para penetrar a través de espacios muy pequeños dado su diferente comportamiento. Por ejemplo, Recientemente se ha descubierto que el agua actúa de una forma realmente extraña en los nanotubos de carbono, donde el agua no parece tocar los lados de pasadizos diminutos no mucho más anchos que una millonésima parte de un cabello humano ".

El profesor McKenzie dijo:"Cualquier 'nanofiltración' sería realmente grave si ocurriera en dispositivos médicos, especialmente aquellos con muchas aberturas de paso, como el ojo biónico ".

La nueva fuga de humedad estándar abre nuevos caminos al estudiar el comportamiento del agua en un material polimérico estable. Usando las nuevas pruebas, Los investigadores compararon directamente la fuga de agua con la fuga de helio en estructuras de prueba biomédicas. Descubrieron que en la mayoría de los casos, las mediciones calibradas de las tasas de fuga de humedad superan las tasas de fuga de helio, especialmente para fugas muy pequeñas y grandes.

Dados sus hallazgos de que el agua puede filtrarse hasta 10 veces la tasa de filtraciones de helio, proponen fortalecer diez veces el estándar de cumplimiento para las pruebas de helio de dispositivos biomédicos, o un orden de magnitud.

"A medida que mejoramos la tecnología biónica, los implantes portátiles se volverán más comunes, por lo que es importante brindar a las personas ese nivel adicional de garantía de seguridad, "Dijo el profesor McKenzie.