Los fabricantes de catéteres de ablación se lanzan a la carrera por el microondas

Más pequeño. Más ligero. Innovador.

 

Cuando hablamos con diseñadores de productos sanitarios sobre los requisitos de sus productos, suelen utilizar estos términos para explicar su trabajo. De ellos, el más pequeño se ha convertido en una obsesión para los diseños de catéteres de nueva generación.

 

La capacidad de micromoldear plásticos y acceder a diminutos componentes electrónicos es importante para hacer las cosas más pequeñas. Pero los sistemas de dispensación de fluidos están abriendo el camino a la próxima generación de catéteres de ablación.

 

 

Impulsores de la industria

Los fabricantes de productos sanitarios tienen buenas razones para reducir el tamaño de sus productos. Los dispositivos más pequeños requieren menos espacio para su almacenamiento y transporte.

 

Y lo que es más importante, la microtecnología promete reducir costes gracias a procedimientos menos intrusivos e invasivos. Esto significa que se necesita menos tiempo para la recuperación y, por tanto, se reducen las estancias hospitalarias.

 

Los procedimientos quirúrgicos menos invasivos ofrecen muchas ventajas, entre ellas:

 

• Menos traumatismo quirúrgico
• Menores riesgos postoperatorios
• Menos visitas clínicas de los pacientes

 

El impulso hacia lo micro en la industria de dispositivos médicos es también una importante oportunidad económica. En 2019, el mercado mundial alcanzó un valor de 20.500 millones de dólares, y los expertos esperan que crezca hasta superar los 44.000 millones en 2030.

 

A medida que la industria avanza hacia dispositivos más pequeños, los fabricantes de catéteres de ablación lideran el uso de la tecnología de microdosificación.

 

 

¿Qué es un catéter de ablación?

La ablación con catéter es un tratamiento mínimamente invasivo de los latidos cardíacos rápidos, cuyo término médico es arritmia cardíaca. Un catéter es un tubo fino que se introduce a través de un vaso sanguíneo hasta el corazón del paciente. La ablación es una técnica utilizada para destruir estratégicamente el tejido anormal y restablecer el funcionamiento correcto del corazón.

 

Este procedimiento también se conoce como ablación cardíaca o ablación por radiofrecuencia. El objetivo es destruir pequeñas zonas de tejido. Estas zonas podrían estar causando un latido irregular del corazón.

 

 

 

 

Para construir catéteres de ablación muy precisos y de alta calidad, los fabricantes de productos sanitarios recurren a tecnologías precisas de chorro y otras tecnologías de dispensación de microfluidos.

 

 

 

 

Características de los fluidos para microdosificación

La variedad de fluidos y viscosidades de fluidos que pueden microdispensarse abarca una gama considerable, que abarca:

 

• Adhesivos
• Epoxis
• Ester
• Flux
• Grasas
• Lacas
• Aceites
• Siliconas
• Pasta de soldar
• Ácidos débiles
• Álcalis débiles

 

Existen muchas formulaciones de fluidos de diversos proveedores, cada una de ellas especialmente formulada para diferentes técnicas de aplicación.

 

En primer lugar, el fluido a dispensar debe fluir fácilmente a través de los cabezales dispensadores. La viscosidad es la resistencia de un fluido a fluir y es una de las principales propiedades reológicas utilizadas para determinar si un fluido es dispensable.

 

Luego, una vez que el fluido llega al sustrato, debe tener la capacidad de reestructurarse y recuperarse para evitar que se extienda y contamine los demás componentes del sustrato.

 

La propiedad del fluido que permite que el material vuelva a su viscosidad original forma parte de la tixotropía del fluido – la condición del fluido que se vuelve menos viscoso cuando se somete a una tensión aplicada.

 

Comprender la tixotropía de los fluidos que se van a dispensar es un componente crítico para el éxito de la microdispensación.

 

Otras propiedades de la reología del fluido que deben tenerse en cuenta para la microdispensación son:

 

• Densidad y peso
• Si tiene o no rellenos abrasivos
• Si es seguro dispensarlo o combustible

 

Las propiedades del fluido también pueden verse modificadas por el proceso de dispensación utilizado. El calentamiento del aire dentro del sistema de dispensación puede modificar la viscosidad del fluido, al igual que la presión del fluido y la velocidad de la línea.

 

La forma en que se almacena el fluido también influye en su reología. ¿Se almacena en frío? ¿Cómo se calienta? Las propiedades de un fluido cambian al variar la temperatura y al caducar.

 

La especificación de distintos fluidos y la determinación de los mejores parámetros de dispensación para una aplicación específica son factores importantes para implantar con éxito un proceso de microdispensación.

 

 

Tendencias en microdosificación para tecnologías de catéter

Los diseños de los catéteres actuales están superando los límites de los materiales y las capacidades de fabricación. Un catéter moderno, que antes tenía 2 mm de diámetro, ahora tiene 1 mm o menos.

 

Se trata de catéteres que pueden introducir marcapasos en el organismo. Además, pueden ofrecer propiedades de stent, valvulado, sutura y marcapasos. Estos dispositivos de menor tamaño se colocan cerca de la zona del cuerpo donde funcionan mejor.

 

Para que los catéteres de microingeniería funcionen, los fabricantes se centran en la capacidad, la escalabilidad y la sostenibilidad. Utilizan tecnologías de prototipado rápido y micromoldeo.

 

La clave de un microcatéter son las paredes finas. El diseño de los subconjuntos también influye. Es fundamental que todo encaje.

 

Los micropuntos dispensados tienen 300 y 400 micras de diámetro, lo que equivale aproximadamente al grosor de cinco o seis cabellos humanos. Para conseguir depósitos de este tamaño se necesitan sofisticadas tecnologías de dosificación de fluidos.

 

 

Soluciones de dosificación de fluidos

La fabricación de catéteres de ablación depende de una tecnología de fabricación extremadamente precisa. Las soluciones de chorro de fluido, como la familia PICO® de equipos de chorro de fluido, añaden valor a la fabricación de catéteres de precisión.

 

 

Sistemas de chorro PICO para la producción de catéteres de ablación

La válvula de jetting PICO Pµlse® XP y el controlador PICO® Toµch™ XP son ideales para la fabricación de catéteres de ablación porque proporcionan una precisión y repetibilidad extremas con una calibración autorreguladora única para mejorar el rendimiento del jetting de válvula a válvula.

 

En concreto, la capacidad de microdepósito — tan pequeño como 0,5 nL — aplicado con precisión hasta a 1000Hz de forma continua permite a las organizaciones obtener el control preciso necesario para la fabricación de dispositivos médicos avanzados. Estas capacidades, unidas al ajuste de la carrera a nivel de micras (µm), son ideales para aplicaciones sofisticadas sin contacto como la fabricación avanzada de catéteres cardíacos.

 

 

 

 

Soluciones de válvulas de contacto para la producción de catéteres

Las válvulas de aguja son una herramienta esencial para colocar finas líneas y puntos de fluido dosificador en los sustratos. La fabricación de catéteres de ablación requiere con frecuencia micropuntos de tan solo 150 µm (0,15 mm) (0,006") de diámetro. Las válvulas xQR41 MicroDot™ permiten dispensar en espacios reducidos con ángulos más complejos.

 

Estas válvulas de contacto son diferentes de las válvulas sin contacto, como los sistemas de dosificación por chorro PICO, porque deben entrar en contacto con la superficie de dosificación para aplicar un fluido. Esto las hace más lentas que los sistemas de chorro, pero no menos fiables o precisas.

 

Para aplicaciones que requieren depósitos de hasta fracciones de microlitro, las válvulas 741MD MicroDot ofrecen funcionamiento y control neumáticos. Para la aplicación de fabricación adecuada, los fabricantes de catéteres seleccionan esta solución porque dispensa micropuntos uniformes de hasta 0,18 mm (0.007”) de diámetro, no se ve afectada por el aire atrapado en los fluidos y ofrece un cierre sin goteo.

 

 

 

 

Ideales para las necesidades de micropulverización, las válvulas 787MS MicroSpray son una opción popular para los fabricantes de catéteres de ablación. Esto se debe a que las válvulas de pulverización estándar de pequeño calibre pueden aplicar un patrón de pulverización preciso y uniforme hasta un 30% más pequeño que las válvulas de pulverización estándar. La válvula produce patrones de pulverización tan pequeños como 3,3 mm (0,13”) y tan grandes como 19 mm (0,75”) de diámetro.

 

Asimismo, las válvulas 781Mini Spray también proporcionan el tipo de precisión necesaria para la fabricación de catéteres de ablación. La válvula de pulverización proporciona control de pulverización en patrones tan estrechos como 1 mm (0,04”) de ancho. Ofrece patrones de pulverización uniformes, mayor precisión y definición de los bordes.

 

 

 

 

Soluciones manuales de dosificación de fluidos para la producción de catéteres

Automatizar los movimientos precisos necesarios para construir un catéter de ablación avanzado es a menudo imposible. Muchas personas altamente cualificadas realizan los movimientos extremadamente precisos necesarios en estas pequeñas piezas de trabajo.

 

Para aplicar fluidos de dispensación manualmente, el UltimusPlus™ es una solución popular. Los dosificadores UltimusPlus I-II ofrecen una configuración y un funcionamiento simplificados con un control avanzado de los parámetros de dosificación mediante una pantalla táctil.

 

 

 

 

Para satisfacer la necesidad de líneas y puntos finos, los fabricantes utilizan puntas biseladas de calibre 33 Optimum Chamfered Tips. Las puntas biseladas son ideales para dispensar entre superficies delicadas o realizar microdepósitos exactos y repetibles.

 

En el tamaño de 33-ga, las puntas son capaces de hacer una línea consistente de 0,10 mm / 0,004» de fluidos dispensados. Cuando se combina con las jeringas Optimum, el producto ofrece la pureza, la ausencia de contaminación y la estática necesarias para la fabricación de dispositivos médicos.

 

 

Retos de la producción de microdosificación

A medida que los ingenieros consiguen nuevos diseños de catéteres de ablación, otros sectores de la industria de las ciencias de la vida tratan de imitar esos triunfos. Es habitual ver dispositivos implantables más pequeños para controlar el ritmo cardíaco, el dolor y la presión arterial.

 

Lo que comparten con la fabricación de catéteres de ablación es el reto permanente de fabricar depósitos de fluidos cada vez más pequeños. Para estas aplicaciones innovadoras, se necesitan depósitos de nanolitros o menos. Se trata de un cambio significativo en la fabricación, ya que se pasa de microlitros a nanolitros, con tamaños de depósito específicamente de 4 nanolitros.

 

 

 

 

El jetting ofrece nuevas oportunidades de fabricación, pero la dosificación de fluidos por contacto, de eficacia probada, sigue siendo una opción de fabricación viable y popular. Dispensación por contacto utiliza las propiedades de tensión superficial para realizar depósitos repetibles y precisos.

 

En su forma más básica, la dispensación por contacto libera un punto de fluido que forma una minúscula gotita en el extremo de la punta. La tensión superficial mantiene el punto en una forma consistente, y el punto se libera en el sustrato por contacto.

 

Aunque se trata de un método probado y popular, tiene sus limitaciones. Una de las razones es que la tensión superficial de cada fluido afecta al tamaño de las gotas. Además, las características del sustrato influyen en el tamaño de las gotas. Además, la dispensación por contacto requiere que los fabricantes sean extremadamente precisos en la colocación Z de los ejes X, Y, Z.

 

Para diseños que requieren líneas y puntos finos, el jetting puede proporcionar una excelente solución de fabricación. El jetting elimina los problemas de tensión superficial de los fluidos de montaje. Puesto que el jetting suministra la fuerza de aplicación, no hay tensión superficial.

 

 

El futuro de la microdosificación

La era de la microdosificación ha comenzado. Sin embargo, aún está por determinar quién, cómo y qué segmentos de la industria de las ciencias de la vida deciden aprovechar esta tecnología de dispensación de fluidos.

 

Sin embargo, el panorama general de la fabricación de productos sanitarios como los catéteres es más claro. Como la demanda mundial sigue creciendo, se necesitan soluciones de fabricación más eficientes. Los sistemas automatizados necesitan distribución de microfluidos para seguir el ritmo de la demanda.

 

Las microaplicaciones requieren procesos más repetibles con tiempos de ciclo más rápidos.

 

Específicamente para la fabricación de catéteres de ablación, el éxito de la futura fabricación de microtecnología requiere unir electrodos y realizar un posicionamiento estratégico de las pastas de soldadura. Utilizar pasta epoxi para proteger las piezas electrónicas y manipularlas puede ser una tarea difícil que hay que abordar. Los fabricantes de catéteres necesitan soluciones fiables para poner microcantidades de fluido en una superficie repetidamente.

 

 

Conclusión

La carrera hacia lo micro ya está aquí, y no hace más que acelerarse. Empresas como Nordson EFD han desarrollado una tecnología que ayuda a sectores como el de los catéteres de ablación a reducir el tamaño de los depósitos de fluidos. Necesitan seguir haciendo los depósitos aún más pequeños.

 

Se está haciendo un gran esfuerzo por fabricar catéteres más pequeños y especializados. Los avances en la tecnología de chorro harán posibles catéteres especializados mínimamente invasivos. En el futuro, las tecnologías precisas para dispensar pequeñas líneas y puntos a nivel micrométrico serán cruciales. Estas tecnologías determinarán los resultados futuros.

 

[i] ¿Está preparado para la revolución de la miniaturización en electrónica? (mclpcb.com)

 

 

Recursos

 

Sistema de jetting PICO XP

 

Válvulas xQR41 MicroDot

 

741MD Válvulas MicroDot

 

787 Válvulas MicroSpray MS

 

781 Miniválvulas de pulverización

 

Dispensadores UltimusPlus

 

Puntas achaflanadas Optimum

 

Puntas dispensadoras de micropuntos

 

---