استخدام الكابلات المصنوعة من السيليكون في التطبيقات الطبية

استخدام الكابلات المصنوعة من السيليكون في التطبيقات الطبية

الغلاف هو الطبقة الخارجية للكابل ، وتتمثل وظيفته الأساسية في حماية الموصل الداخلي للكابل وعزله كهربائيًا. تعتبر السترة ضرورية من حيث حماية كل شيء موجود بالداخل ليس فقط من المشكلات الميكانيكية ، ولكن أيضًا من مشكلات الأداء الناشئة عن الرطوبة والحرارة واللهب المكشوف والمواد الكيميائية والتعرض للأشعة فوق البنفسجية والمزيد.

لاحظ أنه لا ينبغي الخلط بين غلاف الكابل والعزل ، وهو عبارة عن طبقة رقيقة من مادة توضع عادة مباشرة على الأسلاك العارية. كلاهما مصمم لحماية الكابلات المعنية ، لكن لهما استخدامات مختلفة وطرق مختلفة لتحقيق هذا الهدف.

ما هي كابلات السيليكون المغلفة؟

الكابلات المغلفة بالسيليكون (الشكل 1) ، كما يوحي اسمها ، هي تلك التي تم تصميمها باستخدام البوليمرات الاصطناعية ذات التركيب الكيميائي الذي يعتمد على سلاسل من السيليكون المتناوب وذرات الأكسجين. أثناء عملية التصنيع ، يتم تسخين كميات كبيرة من رمل الكوارتز إلى درجات حرارة يمكن أن تصل إلى 1800 درجة مئوية. يتم اشتقاق السيليكون النقي المعزول من هذا ، ثم يتم تبريده وطحنه إلى مسحوق ناعم.

بعد دمج هذا المسحوق مع ميثيل الكلور وتسخينه لإحداث تفاعل كيميائي ، يتم خلطه بعد ذلك بمواد كيميائية صناعية إضافية مثل ثنائي ميثيل كلورو سيلان قبل فصل كل شيء مرة أخرى. بعد الخلائط الإضافية التي يتم تسخينها بعد ذلك إلى درجات حرارة دقيقة للغاية ، وبعد عملية تقطير طويلة ، يتم استخدام حمض الهيدروكلوريك بعد ذلك لتكثيف كل شيء في بوليديميثيل سيلوكسان. يحتوي هذا على رابطة السيلوكسان ، وهي العمود الفقري لمادة السيليكون التي سيتم استخدامها بعد ذلك لتصنيع مواد السيليكون الخام.

الآن في شكل خام ، يتم خلط السيليكون وبثقه حول الكابل وفقًا لعملية التصنيع المحددة المعنية. بالنسبة للعديد من الإعدادات ، يتم تغذية موصل مركزي أو سلك مغلف من خلال أداة بسرعات عالية حيث يلتف السيليكون اللزج المسخن بالكابل ويبرد في الشكل النهائي المبثوق. يتم بعد ذلك اختبار هذا الكابل المكتمل للتأكد من استمراريته وللتأكد من عدم انتظام الغلاف الخارجي. ما يتم إنتاجه من هذه العملية المعقدة للغاية هو كابل ذو مظهر طبيعي يتمتع بمرونة استثنائية ، ومرونة في درجات الحرارة ، وحتى التوافق الحيوي.

عادةً ما يتم اختيار سترات الكابلات المصنوعة من السيليكون نظرًا لوجود تحدٍ فريد في التصميم. تتطلب بعض البيئات مرونة فائقة ، مما يوفر مزايا سهولة الاستخدام بالإضافة إلى حياة مرنة طويلة المدى ومرونة للتعب. يوفر هذا الرافعة عالية المرونة أيضًا حدًا أدنى ضيقًا من نصف قطر الانحناء ، مما يسمح بتغذية الكابل من خلال فتحات وزوايا ضيقة. يتم اختيار سترات السيليكون أيضًا لتطبيقات درجات الحرارة القصوى نظرًا لأن السيليكون مستقر عبر مجموعة واسعة من درجات الحرارة.

الاستخدامات الشائعة لكابلات مغلفة بالسيليكون

بفضل مرونتها المتأصلة ومقاومتها الفائقة للأشعة فوق البنفسجية وموثوقيتها حتى في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى ، تُستخدم الكابلات المغلفة بالسيليكون بشكل شائع عبر مجموعة واسعة من الصناعات المختلفة. يتم استخدامها بشكل شائع لأغراض العمل كمواد عازلة لبعض تطبيقات الأسلاك السكنية والصناعية.

تُستخدم سترات السيليكون أيضًا بشكل منتظم لعزل وتجميع الطائرات وأسلاك الطيران الفضائي لنفس الأسباب ، بالإضافة إلى حقيقة أن الكابلات في هذه البيئات غالبًا ما تتعرض لظروف قاسية بشكل خاص تعتبر الكابلات المغلفة بالسيليكون مثالية لها. غالبًا ما تتعرض الأجزاء في هذا السياق إلى كل من الحرارة والرطوبة الشديدة ، وكلاهما من الصفات التي يمكن أن تصمد أمامها الكابلات المغلفة بالسيليكون بطريقة لا تستطيع الخيارات البديلة أن تصمد أمامها.

كما ذكرنا ، فإن الكابلات المغلفة بالسيليكون شائعة جزئيًا بسبب نطاق درجات الحرارة الواسع. يمكن أن تتعرض لدرجات حرارة منخفضة تصل إلى -67 درجة فهرنهايت وتصل إلى 400 درجة فهرنهايت.

هناك أيضًا بعض الفوائد الإضافية للكابلات المغلفة بالسيليكون الجديرة بالملاحظة ، وكلها تجعلها حلاً مثاليًا للعديد من الصناعات. إنها توفر مقاومة ممتازة للشيخوخة ، على سبيل المثال ، حتى في ظل الظروف القاسية. وهذا يجعلها حلاً مثاليًا للمشاريع التي تتطلب اختبارات تقادم سريعة وضمان عدم تعطل الكابلات بمرور الوقت.

كابلات سيليكون مغلفة في الصناعة الطبية: تحطيم الأشياء

إن القول بأن المخاطر عالية من حيث الأداء الموثوق به العالي لتجميعات الكابلات المستخدمة في الأجهزة الطبية (الشكل 2) هو نوع من التبسيط. عندما تتحدث عن قطعة من المعدات المستخدمة لمراقبة الحالة الصحية الهشة لمريض ، أو جهاز قابل للزرع يهدف إلى إبقاء شخص ما على قيد الحياة ، فلا مجال للخطأ. ليس من المستغرب أن يتم استخدام الكابلات المغلفة بالسيليكون في العديد من التطبيقات المختلفة في جميع أنحاء الصناعة الطبية ، خاصة بالنسبة للأجهزة الطبية من الفئة 1 والفئة 2 والفئة 3.

تُستخدم هذه الكابلات بشكل شائع في التطبيقات بما في ذلك الأنظمة الروبوتية وأجهزة الاستشعار والكابلات التي قد تتلامس مباشرة مع المريض (الشكل 3). عند تصميمها بشكل صحيح ، يمكن للكابلات الشريطية المغلفة بالسيليكون أن تتحمل ملايين الدورات المرنة دون تدهور الأداء. هذا الأداء العالي الموثوق به مطلوب لأنظمة الحركة متعددة المحاور والأذرع الروبوتية والعديد من الأجزاء المتحركة داخل أنظمة التصوير المتقدمة.

تُستخدم الكابلات المغلفة بالسيليكون أيضًا لدعم عدة أنواع من الأجهزة المحمولة التي يعتمد عليها المهنيون الطبيون. يعد التعقيم أحد أهم الاهتمامات المتعلقة بالعناصر التي تلامس المريض بشكل مباشر. يجب تعقيم الأجهزة الطبية الإلكترونية المستخدمة في أماكن الرعاية الصحية بعد كل إجراء. في كثير من الأحيان ، يتطلب ذلك استخدام الأوتوكلاف ، وهو نوع معين من الآلات المستخدمة لتبخير وتعقيم المعدات والأشياء الأخرى. بسبب درجات الحرارة القصوى الموجودة داخل الأوتوكلاف ، يتم تعطيل أي بكتيريا وفيروسات وفطريات وجراثيم قد تكون على العناصر المعنية. توجد الأوتوكلاف في مجموعة واسعة من البيئات الطبية المختلفة من المستشفيات إلى المعامل إلى أي مكان آخر حيث يكون تعقيم المعدات في غاية الأهمية. بالإضافة إلى ذلك ، تخضع الكابلات المغلفة بالسيليكون أيضًا لإجراءات التنظيف والتطهير المتكررة بعد أن تخضع لعملية تعقيم الأوتوكلاف (غالبًا مع المواد الكيميائية القاسية) للتأكد من عدم وجود أي تغيير في مسببات الأمراض المتبقية.

تظهر الكابلات المغلفة بالسيليكون كواحدة من خيارات المواد القليلة لهذه المواقف حيث أن مقاومتها الكيميائية الفائقة ومرونتها عبر نطاق واسع من درجات الحرارة تجعلها أكثر من قادرة على تحمل عمليات التنظيف والتعقيم والتطهير المتكررة. إذا كان الاستخدام لمرة واحدة مطلوبًا ، فيمكن للكابلات المغلفة بالسيليكون أن تتحمل التعقيم الأولي وقد أصبحت شائعة في كل من “الاستخدام لمرة واحدة” والمواد الطبية التي يمكن إعادة استخدامها.

على الرغم من أن السيليكون يعمل بشكل استثنائي في درجات الحرارة القصوى والتطبيقات عالية المرونة ، فإن أهم فائدة للسيليكون هي الطبيعة الحيوية للمادة. تم تصميم وإنتاج معظم السيليكون ليتوافق مع معايير التوافق الحيوي لإدارة الغذاء والدواء (FDA) و ISO 10993. هذا يعني أن السيليكون ليس ضارًا بالأنسجة الحية ، وهو أمر مهم بشكل خاص عند تصميم منتج سيتم زرعه في النهاية داخل جسم الإنسان. يُعد غلاف السيليكون خيارًا رائعًا لأي تطبيقات كبل تتطلب اتصالًا جسديًا بجلد الإنسان وتحمل تصنيف التوافق الحيوي.

ابدأ مشروع الكابلات الطبية المخصصة بمواد السيليكون

من الواضح أن هناك العديد من الفوائد لاستخدام السيليكون كمادة غلاف في مجموعة الكابلات الطبية المخصصة. وتشمل هذه المرونة الملائمة لدرجات الحرارة ، والمرونة العالية والخصائص الميكانيكية ، والتوافق الحيوي المعتمد من إدارة الغذاء والدواء. لا يدعم السيليكون نمو البكتيريا أو الفطريات ، ولن يتسبب في تآكل أو تلطيخ المواد المحيطة. السيليكون يحمل وكالة معترف بها التوافق الحيوي مما يسمح باستخدامه عبر عدد لا يحصى من تطبيقات الاتصال الطبية والبشرية. من اللطيف جدًا على البشر أن البالغين ذوي البشرة الحساسة للغاية يستخدمون عصابات الزفاف المصنوعة من السيليكون المتوافقة حيوياً بدلاً من الذهب التقليدي والذهب الأبيض وخيارات معدنية أخرى. كما هو موضح في لوحات المفاتيح والحلقات والأختام المصنوعة من مطاط السيليكون وغيرها من العناصر اليومية ، فهي غير مكلفة وعملية بدرجة كافية لاستخدامها في مختلف الصناعات.

قد يعجبك ايضا
نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول
سياسة الخصوصية