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Jun 13, 2023

Usarlo bien: Desafíos en los wearables médicos

por Stephanie Steichen 23 de octubre de 2019 14:10 La conexión del dispositivo a menudo puede pasarse por alto como un parámetro crítico en el rendimiento, la función y la experiencia del usuario en general del dispositivo. Aunque los dispositivos

por Stephanie Steichen

23 de octubre de 2019

14:10

La conexión del dispositivo a menudo puede pasarse por alto como un parámetro crítico en el rendimiento, la función y la experiencia del usuario en general del dispositivo. Aunque los dispositivos pueden sujetarse mediante clips, cinturones o ropa, normalmente es preferible la comodidad, facilidad y flexibilidad que proporciona la fijación adhesiva. Por lo tanto, la selección de un adhesivo es un criterio adicional e importante a considerar en las primeras etapas del diseño de un dispositivo médico portátil.

Los adhesivos de silicona tienen propiedades materiales únicas y una química versátil que permite su uso en la fijación de dispositivos médicos. En comparación con ofertas de adhesivos alternativos, las siliconas proporcionan la adhesión necesaria para fijar de forma segura apósitos y dispositivos con una formulación no sensibilizante, no irritante, altamente transpirable y respetuosa con la piel. Hay dos familias principales de adhesivos de silicona no adherentes: adhesivos cutáneos suaves (SSA) y adhesivos sensibles a la presión (PSA). Los SSA son elastómeros de silicona ligeramente reticulados que forman un gel suave y pegajoso que se adhiere suavemente a la piel lesionada para aplicaciones de cuidado de cicatrices o heridas. Los PSA son una red de resina polidimetilsiloxano/silicato policondensada con niveles de adhesión más altos recomendados para fijar firmemente dispositivos a la piel sana. Dentro de cada familia de adhesivos existe una amplia gama de niveles de adhesión disponibles y propiedades adicionales que pueden adaptarse a las necesidades de una aplicación determinada.

La selección de un adhesivo apropiado requiere la consideración y comprensión de varios parámetros críticos que, en diversos grados, afectarán el rendimiento del adhesivo y, en última instancia, el desgaste del dispositivo. Estos parámetros se pueden clasificar en términos generales en dos categorías: no modificables y modificables. Los parámetros no modificables son las propiedades inherentes de la piel, el usuario y la aplicación prevista que tendrán un impacto en el desgaste, pero que no pueden manipularse de manera significativa. Por el contrario, los parámetros modificables, como las propiedades del material adhesivo y el diseño del apósito, también tendrán un impacto en el desgaste, pero el diseñador puede controlarlos y modificarlos.

Fisiología de la piel – La interacción entre el adhesivo y el sustrato sobre el que se adhiere es crítica. En otras aplicaciones, un control estricto y una preparación constante del sustrato son de vital importancia para formar la unión adhesiva y, en consecuencia, para el rendimiento final. La piel, sin embargo, es un sustrato dinámico y muy variable, que proporciona una superficie desafiante sobre la cual adherirse.

La composición de la piel puede variar significativamente entre individuos y también entre diferentes partes del cuerpo. Factores como la densidad del cabello, la producción de grasa/sebo, la producción/glándulas sudoríparas y los niveles de humedad modificarán la superficie de la piel y afectarán la interacción con el adhesivo. Estas irregularidades de la superficie pueden potencialmente alterar la unión no covalente del adhesivo a la piel y afectar negativamente al desgaste.

Esta variabilidad puede verse amplificada aún más por el estado de la enfermedad. Numerosas enfermedades afectan la salud, la integridad y el estado general de la piel. La presencia de piel herida puede complicar el uso, ya que puede modificar las propiedades mecánicas de la piel, introducir fluidos biológicos extraños y evitar soluciones agresivas que podrían dañar aún más el área.

Tipo de usuario – La edad, el nivel de actividad y la salud general del usuario de un dispositivo pueden tener efectos drásticos sobre el desgaste de un adhesivo/dispositivo. Un usuario sano y activo impondrá inherentemente más exigencias al adhesivo que alguien postrado en cama. Estos adhesivos no están unidos covalentemente a la superficie de la piel y, en cambio, dependen de una combinación de interacciones intermoleculares para permanecer adheridos. Por lo tanto, existe un límite en la fuerza que pueden soportar estas uniones antes de que ocurra una falla adhesiva. El movimiento de la piel debajo del adhesivo es inevitable, pero la cantidad y frecuencia afectarán la duración del uso.

Aplicación/Uso - En determinados casos de uso, no se puede ajustar la ubicación del dispositivo médico. Por ejemplo, se debe colocar repetidamente una bolsa de ostomía sobre el estoma, que permanece en el mismo lugar. Esto evita que el diseñador o usuario ajuste el dispositivo a una posición más cómoda, sin que la ropa lo moleste y esté libre de otras irregularidades o contaminantes de la superficie.

Aunque los parámetros anteriores proporcionan un conjunto desafiante de condiciones para solucionar, entre la selección del adhesivo y el diseño del dispositivo, el diseñador tiene una serie de parámetros modificables con los cuales ajustar el desgaste y el rendimiento del dispositivo.

Diseño adhesivo

Propiedades químicas y reológicas. – La química y las propiedades reológicas del adhesivo controlan su propensión y posterior capacidad de interactuar con la superficie de la piel, un sustrato relativamente no polar e hidrofóbico. La química dicta los tipos de interacciones intermoleculares, por ejemplo, enlaces de hidrógeno, fuerzas de van der Waals, etc., que pueden ocurrir, mientras que las propiedades reológicas facilitan el contacto íntimo requerido para que ocurran estas interacciones. Se cree, por ejemplo, que la adhesión del PSA está impulsada por restos que contienen sitios aceptores y donantes de enlaces de hidrógeno que se colocan en contacto íntimo con los contornos de la piel a través de su naturaleza termoplástica fluida. Los SSA, aunque termoestables, permiten el mismo contacto íntimo debido a su estructura suave similar a un gel.

Según la aplicación deseada, las químicas de base y curado se pueden seleccionar cuidadosamente para obtener las distintas familias de adhesivos, es decir, termoplásticos o termoestables, y para refinar aún más las propiedades deseadas del material, por ejemplo, cohesión, adhesión, suavidad, etc., que pueden afectar el desgaste. . Aunque complejo, un diseño adhesivo robusto es una consideración importante que puede mejorar significativamente el rendimiento general del dispositivo.

Permeabilidad – La permeabilidad del adhesivo al gas y la humedad afectará tanto al uso como a la comodidad del usuario. Un vendaje oclusivo tiene el potencial de causar irritación y, si es lo suficientemente grave, podría tener un efecto nocivo sobre la integridad y la salud de la piel. Si bien las siliconas son altamente permeables a los gases, son menos permeables al agua líquida debido a su hidrofobicidad. En zonas del cuerpo con mayor humedad, como las axilas, en usuarios activos o en climas húmedos, el desgaste puede verse afectado negativamente debido a la acumulación de humedad debajo del vendaje. La introducción de perforaciones en el apósito de silicona puede mitigar estos efectos y mejorar el desgaste.

Diseño del dispositivo – El diseño del dispositivo incluye la selección del adhesivo, pero también su construcción general. Un aumento en el área de la superficie adhesiva, un aumento en el espesor del adhesivo (para SSA) y una disminución en el peso del dispositivo deberían aumentar el desgaste del dispositivo. Al maximizar la relación entre la superficie adhesiva y el peso del dispositivo, en teoría se debería mejorar el desgaste. Sin embargo, esto tiene una advertencia: cuanto más grueso sea el adhesivo de silicona, menor será la permeabilidad y más oclusiva la unión, lo que podría afectar negativamente al uso y la comodidad del usuario. También se debe tener en cuenta la oclusividad del propio componente del dispositivo.

La ubicación de la conexión del dispositivo también es crítica. Las superficies grandes con contornos más planos, como el pecho y el abdomen, que tienen menos probabilidades de ser perturbadas accidentalmente, proporcionarán las superficies más deseables para el uso. Si se utilizan superficies con curvas más sustanciales, como los brazos, el dispositivo debe ser lo suficientemente flexible para adaptarse a los contornos o estar diseñado para adaptarse a los contornos de otro modo. Esto es para asegurar el contacto íntimo necesario para una buena adherencia y desgaste.

El desgaste de un dispositivo sobre la piel es una interacción compleja que se ve afectada en diversos grados por numerosos parámetros modificables y no modificables. Se debe lograr un equilibrio en el diseño de cada dispositivo entre estas dos clases para maximizar el uso, la comodidad del usuario y el rendimiento del dispositivo.

por Stephanie Steichen

23 de octubre de 2019

14:10