Tıbbi cihaz mühendisliğinde dönüştürücü bir ilerlemeyi temsil eder, doğrudan sağlık hizmetlerinde kirlenme ve enfeksiyon kontrolüne yönelik kalıcı meydan okumayı ele alır.Bu özel yüzey tedavileri sadece bakteri, kan ve protein kalıntıları gibi nano ölçekli sistemlerde yeniden inşa edilir veya tahrip edilir, böylece her ikisine de hassas optik cihazlardan gelen güvenlik ve uzun ömürlülüğü artırır.Bu kaplamalar ve manuel olarak yapılan mikroskoplar ve manuel olarak diğer birçok tabletlere olan organik maddelere ve mikroskoplar için yalnızca fiziksel olarak daha düşük değildir.

Kendim Yüzeyleri Temel Bilim

Onun özünde, kendi kendini temizleyen fenomen, yüzey enerjisini ve üstografiyi mikro- ve nano ölçekli olarak manipüle etmeye çalışır. Yüzeyler, sıvı bir damlalık ve sağlam bir yüzeyin arayüzünde veya yüksek su çekim (perhidroflik) veya aşırı su çekim (süreklisite) yaklaşımlar, iki farklı fiziksel ve kimyasal mekanizmalar yoluyla elde eder.

Superhidrfobik Kaplamalar: Lotus Leaf Etkisi

En iyi bilinen kendi kendine temizleme mekanizması, kolayca yuvarlanmış olan çok sayıda yaprak etkisidir, mikroskobik balmumu kristalleri hava cepleri için tuzaklar ve süperhidrojen kaplamalar genellikle floralar veya silikon bazlı polimerler oluşturur.Bu tür nanoyapılar, nanoyapılar ve nanoparçacıklar için, nanoparçacıklar için, nanoparçacıklar için, nanoparçacıklar ve nanoparçacıklar için.

Superhidrofili Kaplamalar: The spreading and Sheeting Mechanism

Buna karşılık, süperhidrasyon kaplamaları, suların sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan ve daha sonra yüzeysel olmayan yüzeylerde de etkili olan diğer metal oksitler için kullanılır.

Fotocatalytic Self-Cleaning: Active Disinfeksiyon

Pasif bir parçalama veya beading yoluyla, birçok kendi kendine temiz kaplamalar aktif antimikrobiyal ve organik-düşüküm fonksiyonunu sağlayan fotocatalyst [Düzükler[Düzücüler) özellikle de bu tür toksik maddeler (sıratıcı) ile tepki verir (sıratıcı oksijen ve oksijenli)

Tıbbi cihazlar için, bu bir TiO[DÜDÜ:0)[Dönetici:0)[Dönetici: 0))) ile ilgili olarak, son araştırma, TiO'yu (Dönetici) veya kullanım sırasındaki özel UV kaynağına maruz kalma süresine odaklanır.[Dönetici) Etkisi, bakır, gümüş veya diğer elementleri normal odaya dönüştürmek için de etkili olan fotoreksiyonatik süreçlere yönlendirecektir.

Fotocatiyalizde Nano'nun Rolü

Nano yapılandırma sadece hidrofobikliğe /hidrofiteye katkıda bulunmamıştır, ancak aynı zamanda fotocatatik reaksiyonlar için etkili yüzey alanını da dramatik bir şekilde arttırır. TiO)2) nanotüpler, nanorodnlar veya mesogözlü tabakalar, bir düz filmle karşılaştırıldığında binlerce kez daha reaktif siteler sağlar.Bu, iki tane de organik bozulma oranını sürekli bir araya getirir.

Tıbbi Aletler için başvuru özelleri

Tıbbi aletlerin eşsiz talepleri sadece kendi kendine temiz olmayan kaplamalar gerektirir, aynı zamanda optik olarak şeffaf, çizilir ve tekrarlanan sterilleştirme ile uyumlu olmalıdır. kaplamalar optik özellikleri değiştirmemelidir (transmission, refraktif indeks, anti-reflektif performans) lensler veya pencerelerin substratları için de güçlü bir şekilde uymalıdır.

Endoskoplar ve Laparoskoplar

Esnek ve katı endoskoplar, cerrahın onu manuel olarak geri çekmesi ve risk artırıcısı arasındadır.Demokratik kaplamalar sırasında, distal lensler fogging veya topraklanmış olabilir, mucus veya doku, cerrahın geri çekilmesi ve temizlemesi için zorlanır - zaman ve artan risk. Superhidrasyon ve fotocatalytic kaplamalar, özellikle de kondensasyon azaltılabilir ve organik maddedeki adlarını azaltılabilir.

Cerrahi Mikroskoplar ve Loupes

Ameliyat mikroskoplarında optik yüzeyler ve loupes, kan söndürücü, dokular ve operasyon sırasında hava kaynaklı sıvılar için maruz kalır.Buradaki kaplamalar genellikle sülatif olarak ortaya çıkarken açıklık sağlamalıdır - yüksek uç kamera lensleri ile kullanılanlar gibi.

Ophthalmic ve Dermatolojik Cihazlar

Şampuan lambalar, ophthalmoskoplar ve lazer teslimat optikleri de kendi temizleme katmanlarından faydalanmalıdır. İşte kaplama, görünür veya yakın-infrared spektrumda ışık iletimine müdahale etmemelidir. Gelişmiş anti-reflektif (AR) kaplamalar, organik olmayanların birden fazla tabakalarını fotocatalytic TiO) altında parçalanma yeteneğinin altında dağıtmaya çalışırken yansımaları azaltabilir.

Durability ve Sterilizasyon Uyumluluk

En büyük mühendislik zorluklarından biri, kendi temizleme kaplamalarının tıbbi cihaz yeniden işleme sırasında karşılaşılan sert koşullarda hayatta kalmasını sağlamaktır. Tipik sterilizasyon yöntemleri şunları içerir:

  • [FONT:0]Steam otoklaving[DÜT:1) (121–134°C, yüksek nem) - organik kaplamaların incelenmesine ve metal oksit tabakalarının oksidasyonuna neden olabilir.
  • [FONT:0)Ethylene oksit (EtO) gaz) (düşük sıcaklık, reaktif atmosfer) - bazı polimer bağlayıcılarına ve floreize edilmiş silanelere saldırabilir.
  • [FONT:0]Hydrogen peroksit plazma[DÜT:1) (düşük sıcaklık, güçlü o oksiter) – bazı organik bileşenleri bozabilir ancak birçok inorganik oksitle uyumludur.
  • [FONT:0)Chemical dezenfeksiyonlar) (alkohols, kuts, atı) – yavaş yavaş yavaş yüzey kimyası erode olabilir.

Uyumluluğa ulaşmak için, kaplama geliştiricileri atom tabakasının (ALD) veya reaktif sputtering. ALD, örneğin, TiO)'ın uygun olmayan filmlerini üretebiliyor. Bazı kaplamalar, organik olmayan yüzeylere kıyasla 500 tane daha fazla ısıtılabilir.

Klinik Faydaları ve Ekonomik Etki

Tıbbi cihazlardaki kendiliğinden temiz kaplamaların benimsenmesi, hasta sonuçları geliştirmek ve sağlık maliyetlerini azaltmak için doğrudan tercüme eder. Anahtar faydaları şunlardır:

  • [FONT:0) Redüklenmiş enfeksiyon oranları: [Dönder: 1) Hastane Enfeksiyonu ) tarafından yapılan ve aktif dezenfeksiyonlar, bu kaplamalar cerrahi site enfeksiyonlarının (SSIs) ve prosedürle ilgili HAIs. A 2020 çalışması, komplikasyonsuz kontrollere kıyasla %99 oranında azaltılabilir.
  • [FONT:0]Shorter prosedürü zaman: [Döneticiler, daha verimli operasyonlara yol açan ve hastalar için anestezi maruz kalmalarını daha az zaman harcıyorlar.
  • [[Düzücük enstrüman ömrü:[Dönetici:0) Çok az agresif temizlik ve daha az kimyasal maruz kalma, hassas optik ve mühürlerde aşınmayı azalttı. Bazı hastaneler, kapsamış endoskoplar için hizmet aralıklarında% 30 uzatma bildirdi.
  • [FONT:0] Düşük işlem maliyetleri: Her yıl su, deterjan ve el yapımı kurtarma kurtarma iş ve eksiltme için ihtiyaç duyulan ihtiyacı azalttı. Bir yaşam döngüsü analizi, tek bir endoskopi paketinde kendini temizleyen optiklerin yılda 50.000 $ tasarruf edebileceğini tahmin ediyor.

Mevcut Sınırlar ve Devam Eden Araştırma

Açık avantajlarına rağmen, kendi temizleme optik kaplamalar yaygın klinik kabulden önce birkaç engelle karşı karşıyadır. birincil zorluklar şunlardır:

  • [FONT:0] Gerçek dünya koşullarında uzun vadeli dayanıklılık: Çoğu laboratuvar testleri nazik bir rinsing veya kontrollü kirlenme içerir, ancak gerçek cerrahide, cihazlar ovma, sönüme maruz kalır ve keskin aletlerle temasa geçer. Kaplama aşınma direnci daha da geliştirilmelidir.
  • [FONT:0) Fotocatalytic aktivite için ışık üzerinde durulacak:[Döneticileri kapalı çekmecelerde veya koyulanmış tepsilerde depolanan aletler fotoreasyondan yararlanmıyor. Araştırmacılar, fotosensit veya yavaş sürümler içeren "karanlık aktif" kaplamalar geliştiriyorlar.
  • [FONT:0)Uniformity on complex ways:Tesli karmaşık geometriler (örneğin, kontrollü nanoyapılarla çalışan kanallar bir üretim meydan okuması olarak kalır.
  • [FONT:0)Yönerge onayı:[Dönergesel onay:[Dönerge:0)[Dönersiz onay:[Dönergesel onay:[Dönlendirme:0)) Bazı kaplamalar hasta dokular titiz biyokompatlanabilir testlere maruz kalmalı (ISO 10993) ve cihaz için yeni 510 (k) izin verebilir.

Mevcut araştırma, kendini temizleyen, anti-fog, anti-refleksiyon ve tek sağlam bir tabakada özelliklerini birleştiren çok işlevli kaplamalara odaklanmaktadır. Örneğin, bir TiO)-SiO).

Future Outlook

Tıbbi cihazlardaki kendiliğinden temiz kaplamalar için küresel pazar, algılama yeteneklerine entegre eden bir sonraki nesil ürünleri geliştirmek için tasarlanmıştır - bu değişikliği mümkün olduğunca% 15'ten 2030'a kadar değiştirmek, HAIs'ın farkındalığını artırmak, nanoteknolojideki ilerlemeleri ve sağlık sistemlerindeki ilerlemeleri doğrulamak için yardımcı olacaktır. Ayrıca, duyumsal yetenekleri entegre eden bir şekilde boyamak veya bu raporun düzeyine kadar değiştirmek için baskı yapmak için zorlanabilir cihazlara (yalnızca, güvenli olmayan yüzeyler için) yardımcı olacaktır.

Paralel olarak, biyoinspired yüzeylere yapılan araştırmalar, yeni mekanizmaları sunmaya devam ediyor. Örneğin, bu sistemler zamanla tükenen bir yağ rezervuarıya ilham verdi, bu yüzden bunları fotocatalytic yenilenme ile birleştirmek, bu tür yüzeylere asla el basama ve fouling gerekebilir.

Sonuç olarak, tıbbi cihazlar için kendi temiz optik kaplamaların arkasındaki bilim, hasta güvenliğini geliştirmek, klinik iş akışlarını geliştirmek ve çevresel etkinin onları sağlık sorunlarının geleceği için temel bir teknoloji haline getirmek için uzmanlaşmış uygulamalardan hareket ediyor: Bu kaplamalar yüksek uçlu tıbbi optik yüzeylerde standart bir özellik haline gelmek için tasarlanmıştır.