Fabricantes de cateteres de ablação correm para o micro

Menor. Mais leve. Inovador.

 

Ao conversar com projetistas de dispositivos médicos sobre os requisitos de seus produtos, eles geralmente usam esses termos para explicar seu trabalho. Entre eles, o menor tornou-se uma obsessão para os projetos de cateteres de última geração.

 

A capacidade de micromoldar plásticos e acessar eletrônicos minúsculos é importante para tornar as coisas menores. Mas os sistemas de distribuição de fluidos estão, na verdade, liderando o caminho para a próxima geração de tecnologia de cateter de ablação.

 

 

Impulsionadores do setor

Os fabricantes de dispositivos médicos têm boas razões para tornar seus produtos menores. Dispositivos menores requerem menos espaço para armazenamento e transporte.

 

Talvez o mais importante seja o fato de a microtecnologia prometer custos mais baixos por meio de procedimentos menos intrusivos e invasivos. Isso significa que há menos tempo necessário para a recuperação e, portanto, menos internações hospitalares.

 

Os procedimentos cirúrgicos menos invasivos oferecem muitos benefícios, inclusive:

 

• Menos trauma cirúrgico
• Menores riscos pós-operatórios
• Menos visitas clínicas de pacientes

 

O impulso em direção ao micro no setor de dispositivos médicos também é uma oportunidade econômica significativa. Em 2019, o mercado global atingiu um valor de US$ 20,5 bilhões, e os especialistas esperam que ele cresça para mais de US$ 44 bilhões até 2030.

 

Como o setor está se movendo em direção a dispositivos menores, os fabricantes de cateteres de ablação estão liderando o caminho no uso da tecnologia de microdistribuição.

 

 

O que é um cateter de ablação?

A ablação por cateter é um tratamento minimamente invasivo para batimentos cardíacos acelerados, cujo termo médico é arritmia cardíaca. Um cateter é um tubo fino inserido por um vaso sanguíneo até o coração do paciente. A ablação é uma técnica usada para destruir estrategicamente o tecido anormal e restaurar a função adequada do coração.

 

Esse procedimento também é conhecido como ablação cardíaca ou ablação por radiofrequência. O objetivo é destruir pequenas áreas de tecido. Essas áreas podem estar causando um batimento cardíaco irregular.

 

 

 

 

Para construir cateteres de ablação muito precisos e de alta qualidade, os fabricantes de dispositivos médicos contam com jatos precisos e outras tecnologias de distribuição de microfluidos.

 

 

 

 

Características do fluido para microdispensação

A variedade de fluidos e viscosidades de fluidos que podem ser microdispensados abrange uma faixa considerável, englobando:

 

• Adesivos
• Epóxis
• Ester
• Fluxo
• Graxas
• Lacas
• Óleos
• Silicones
• Pasta de solda
• Ácidos fracos
• Álcalis fracos

 

Há muitas formulações de fluidos de diversos fornecedores, cada uma especialmente formulada para diferentes técnicas de aplicação.

 

Em primeiro lugar, e acima de tudo, o fluido a ser dispensado deve fluir prontamente pelos cabeçotes dispensadores. A viscosidade é a resistência de um fluido ao escoamento e é uma das principais propriedades reológicas usadas para determinar se um fluido é dispensável.

 

Então, quando o fluido atinge o substrato, ele deve ter a capacidade de se reestruturar e se recuperar para evitar que se espalhe e contamine os outros componentes do substrato.

 

A propriedade do fluido que permite que o material retorne à sua viscosidade original faz parte da tixotropia do fluido – a condição de o fluido se tornar menos viscoso quando submetido a uma tensão aplicada.

 

Entender a tixotropia dos fluidos a serem dispensados é um componente essencial para o sucesso da microdispensação.

 

Outras propriedades da reologia do fluido que devem ser consideradas para a microdispensação incluem:

 

• Densidade e peso
• Se tem ou não cargas abrasivas
• Se é seguro para dispensar ou se é combustível

 

As propriedades do fluido também podem ser modificadas pelo processo de distribuição que está sendo usado. O aquecimento do ar dentro do sistema de distribuição pode alterar a viscosidade do fluido, assim como a pressão do fluido e a velocidade da linha.

 

A forma como o fluido é armazenado também influencia sua reologia. Ele é mantido em um armazenamento frio? Como é aquecido? As propriedades de um fluido mudam conforme as temperaturas mudam e conforme ele expira.

 

A especificação de diferentes fluidos e a determinação dos melhores parâmetros de dispensação para uma aplicação específica são fatores importantes para a implementação de um processo de microdispensação bem-sucedido.

 

 

Tendências de microdispensação para tecnologias de cateteres

Os projetos atuais de cateteres estão ultrapassando os limites dos recursos de material e fabricação. Um cateter moderno, que antes tinha 2 mm de diâmetro, agora tem 1 mm de diâmetro ou menos.

 

Esses são cateteres que podem introduzir marcapassos no corpo. Além disso, eles podem oferecer propriedades de stent, valvulação, sutura e estimulação. Esses dispositivos de tamanho menor se beneficiam do fato de serem colocados perto da área do corpo onde funcionam melhor.

 

Para que os cateteres de microengenharia funcionem, os fabricantes se concentram em capacidade, escalabilidade e sustentabilidade. Eles usam prototipagem rápida e tecnologias de micro moldagem.

 

O segredo de um micro cateter são as paredes finas. O design da submontagem também desempenha um papel importante. Fazer com que tudo se encaixe é fundamental.

 

Os micropontos dispensados têm 300 – 400 mícrons de diâmetro, que é aproximadamente a espessura de cinco a seis fios de cabelo humano. Para atingir esses tamanhos minúsculos de depósito, são necessárias tecnologias sofisticadas de distribuição de fluidos.

 

 

Soluções de distribuição de fluidos

A fabricação de cateteres de ablação depende de uma tecnologia de fabricação extremamente precisa. As soluções de jateamento de fluido, como a família PICO® de equipamentos de jateamento de fluido, agregam valor à fabricação de cateteres de precisão.

 

 

Sistemas de jateamento PICO para produção de cateteres de ablação

A válvula a jato PICO Pµlse® XP e o controlador PICO® Toµch™ XP são ideais para a fabricação de cateteres de ablação, pois proporcionam extrema precisão e repetibilidade com uma calibração autorregulável exclusiva para melhorar o desempenho do jato de válvula para válvula.

 

Especificamente, o recurso de micro depósito, tão pequeno quanto 0,5 nL, aplicado com precisão em até 1000 Hz continuamente, permite que as organizações obtenham o controle preciso necessário para a fabricação avançada de dispositivos médicos. Esses recursos, aliados ao ajuste de curso em nível de mícron (µm), são ideais para aplicações sofisticadas sem contato, como a fabricação avançada de cateteres cardíacos.

 

 

 

 

Soluções de válvulas de contato para produção de cateteres

As válvulas de agulha são uma ferramenta essencial para colocar linhas e pontos finos de fluido de distribuição em substratos. A fabricação de cateteres de ablação frequentemente requer micropontos de até 150 µm (0,15 mm) (0,006") de diâmetro. As válvulas xQR41 MicroDot™ permitem a distribuição em espaços apertados e em ângulos mais complexos.

 

Essas válvulas de contato são diferentes das válvulas sem contato, como os sistemas de distribuição de jato PICO, porque precisam entrar em contato com a superfície de distribuição para aplicar um fluido. Isso as torna mais lentas do que os sistemas de jato, mas não menos confiáveis ou precisas.

 

Para aplicações que exigem depósitos de até frações de um microlitro, as válvulas MicroDot 741MD oferecem operação e controle pneumáticos. Para a aplicação de fabricação correta, os fabricantes de cateteres selecionam essa solução porque ela dispensa micropontos consistentes de até 0,18 mm (0,007”) de diâmetro, não é afetada pelo ar aprisionado em fluidos e oferece fechamento sem gotejamento.

 

 

 

 

Ideais para as necessidades de micro pulverização, as válvulas MicroSpray 787MS são uma escolha popular para os fabricantes de cateteres de ablação. Isso porque as válvulas de pulverização padrão de pequeno calibre podem aplicar um padrão de pulverização preciso e uniforme até 30% menor do que as válvulas de pulverização padrão. A válvula produz padrões de pulverização tão pequenos quanto 3,3 mm (0,13”) e tão grandes quanto 19 mm (0,75”) de diâmetro.

 

Da mesma forma, as válvulas 781Mini Spray também fornecem o tipo de precisão necessária para a fabricação de cateteres de ablação. A válvula de pulverização fornece controle de pulverização em padrões tão estreitos quanto 1 mm (0,04”) de largura. Ela oferece padrões de pulverização uniformes, melhor precisão e definição de bordas.

 

 

 

 

Soluções manuais de distribuição de fluidos para produção de cateteres

Automatizar os movimentos precisos necessários para construir um cateter de ablação avançado é, muitas vezes, impossível. Muitas pessoas altamente qualificadas realizam os movimentos extremamente precisos necessários nessas pequenas peças de trabalho.

 

Para aplicar fluidos de distribuição manualmente, o UltimusPlus™ é uma solução popular. Os dispensadores UltimusPlus I-II oferecem configuração e operação simplificadas com controle avançado de tela sensível ao toque dos parâmetros de dispensação.

 

 

 

 

Para atender à necessidade de linhas e pontos finos, os fabricantes usam as pontas chanfradas Optimum de 33 ga. As pontas chanfradas são ideais para dispensar entre superfícies delicadas ou fazer microdepósitos exatos e repetíveis.

 

No tamanho 33-ga, as pontas são capazes de criar consistentemente uma linha de 0,10 mm / 0,004” de fluidos dispensados. Quando combinado com os corpos de seringa Optimum, o produto oferece a pureza, a ausência de contaminação e o desempenho livre de estática necessários para a fabricação de dispositivos médicos.

 

 

Desafios da produção de microdispensação

À medida que os engenheiros obtêm sucesso com novos projetos de cateteres de ablação, outras áreas do setor de ciências da vida procuram se espelhar nesses triunfos. É comum ver dispositivos implantáveis menores para o controle do ritmo cardíaco, da dor e da pressão arterial.

 

O que eles compartilham com a fabricação de cateteres de ablação é o desafio contínuo de fazer depósitos de fluido cada vez menores. Para essas aplicações inovadoras, a exigência é de depósitos com tamanhos de nanolitros e menores. Essa é uma mudança significativa na fabricação, passando de microlitros para nanolitros, com tamanhos de depósito especificamente de 4 nanolitros.

 

 

 

 

O jateamento oferece novas oportunidades de fabricação, mas a dosagem de fluido de contato comprovada continua sendo uma opção de fabricação viável e popular. A distribuição por contato utiliza as propriedades de tensão superficial para fazer depósitos repetíveis e precisos.

 

Em sua forma mais básica, a dispensação por contato libera um ponto de fluido que forma uma pequena gota na extremidade da ponta. A tensão superficial mantém o ponto em uma forma consistente, e o ponto é liberado no substrato por contato.

 

Embora essa seja uma abordagem comprovada e popular, ela tem limitações. Um dos motivos é que a tensão superficial de cada fluido afeta o tamanho das gotículas. Além disso, as características do substrato afetam o tamanho das gotas. Além disso, a distribuição por contato exige que os fabricantes sejam extremamente precisos no posicionamento Z do eixo X, Y e Z.

 

Para projetos que exigem linhas e pontos finos, o jateamento pode ser uma excelente solução de fabricação. O jateamento elimina os desafios de tensão superficial do fluido de montagem. Como o jateamento fornece a força de aplicação, não há tensão superficial.

 

 

O futuro da microdispensação

A era da microdistribuição já começou. No entanto, ainda não se sabe quem, como e quais segmentos do setor de ciências biológicas optarão por aproveitar essa tecnologia de dispensação de fluidos.

 

No entanto, o panorama geral da fabricação de dispositivos médicos, como cateteres, é mais claro. Como a demanda global continua a crescer, são necessárias soluções de fabricação mais eficientes. Os sistemas automatizados precisam de distribuição de microfluidos recursos para acompanhar a demanda.

 

As microaplicações exigem processos mais repetíveis com tempos de ciclo mais rápidos.

 

Especificamente para a fabricação de cateteres de ablação, a futura fabricação bem-sucedida de microtecnologia exige a colagem de eletrodos e o posicionamento estratégico de pastas de solda. Usar pasta epóxi para proteger peças eletrônicas e manuseá-las pode ser uma tarefa difícil que precisa ser resolvida. Os fabricantes de cateteres precisam de soluções confiáveis para colocar micro quantidades de fluido em uma superfície repetidamente.

 

 

Conclusão

A corrida para o micro está aqui, e só está se acelerando. Empresas como a Nordson EFD desenvolveram tecnologia para ajudar setores como o de cateteres de ablação a ter sucesso, tornando os depósitos de fluido menores. Elas precisam continuar fazendo depósitos ainda menores.

 

Há um grande esforço para fabricar cateteres menores e mais especializados. Os avanços na tecnologia de jateamento tornarão possíveis cateteres especializados minimamente invasivos. No futuro, tecnologias precisas para a distribuição de pequenas linhas e pontos em nível de mícron serão cruciais. Essas tecnologias determinarão os resultados futuros.

 

[i] Você está pronto para a revolução da miniaturização na eletrônica? (mclpcb.com)

 

 

Recursos

 

Sistema de jateamento PICO XP

 

Válvulas MicroDot xQR41

 

Válvulas MicroDot 741MD

 

Válvulas MicroSpray 787 MS

 

781 Mini Válvulas de Pulverização

 

Dispensadores UltimusPlus

 

Pontas chanfradas Optimum

 

Pontas de distribuição de micropontos

 

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