Tenere saldi in posizione i sensori biomedici e ridurre gli errori con i nastri di fissaggio medicali

Più l'Internet delle cose (IoT) si estende ai dispositivi medici, più aumenta il numero e la varietà di sensori biometrici da fissare alla pelle umana. I dati raccolti sono utilizzati per monitorare e diagnosticare condizioni di salute, per studiare e migliorare le prestazioni di atleti professionisti e programmi commerciali di fitness personale a casa.

Il nastro di fissaggio medicale a uso comune serve per fissare i sensori, ma non è a "taglia unica". Invece, si devono considerare vari fattori come il comfort, la permeabilità all'aria e all'umidità e la resistenza ai fluidi, che contribuiscono alla complessità nella selezione del nastro. Inoltre, per alcune applicazioni, il nastro deve essere facile e veloce da rimuovere e riattaccare per riposizionare i sensori, importante soprattutto in situazioni di emergenza. C'è bisogno di una varietà di nastri medicali che siano facilmente differenziati per poterli applicare nella situazione appropriata.

Questo articolo presenta una famiglia di nastri medicali di 3M progettati per diverse situazioni di fissaggio alla pelle umana. L'articolo spiega gli usi di quattro nastri medicali di 3M e come si rivolgono a specifiche applicazioni mediche di fissaggio. Esamina anche i vantaggi della standardizzazione su una famiglia di nastri medicali, che includono la semplificazione dell'acquisto, la coerenza della documentazione e la facilità d'uso.

Applicazioni del nastro di fissaggio medicale

Proprio come la disponibilità e l'ampia selezione di sensori ambientali ha stimolato la crescita dell'IoT commerciale e dell'Industrial IoT (IIoT), la disponibilità e la varietà di sensori biometrici stanno incoraggiando l'emergere di nuovi dispositivi di rilevamento medico, compresi i dispositivi medici IoT. I prodotti di rilevamento biometrico per consumatori, come smartwatch con cardiofrequenzimetro, possono essere facilmente indossati al polso, mentre i monitor cardiaci per consumatori possono essere fissati al torace per una precisione ancora migliore. Questa migliore accuratezza è dovuta non solo all'uso di un sensore più preciso, ma anche al posizionamento sicuro del monitor cardiaco sul cuore. L'accuratezza dei dati dei sensori biometrici è direttamente correlata sia al tipo di sensore che al corretto posizionamento sulla pelle.

Tuttavia, per le applicazioni di rilevamento biometrico di tipo medicale, molti sensori devono essere fissati in posizioni scomodo per un semplice cinturino o una fascia elastica. Inoltre, potrebbero anche aver bisogno di essere più a contatto con la superficie dermale per una lettura biometrica affidabile. Questo richiede l'uso di un nastro di fissaggio medicale per garantire che il sensore rimanga in posizione. Come si evince dalla Figura 1, la maggior parte dei nastri di fissaggio medici è composta da un supporto stampabile e scrivibile che è il nastro stesso, un adesivo per il fissaggio alla pelle e una pellicola rimovibile da staccare per esporre l'adesivo.

Figura 1: Il nastro di fissaggio medicale è solitamente composto da un supporto (in alto) e un adesivo (al centro). Una pellicola (in basso) protegge l'adesivo e viene tolta quando il nastro è pronto per l'uso. (Immagine per gentile concessione di 3M Medical Materials)

La scelta del supporto e dell'adesivo nella costruzione di un nastro medicale determina le sue caratteristiche d'uso. Le situazioni del nastro di fissaggio medicale non sono tutte uguali e per la selezione e l'uso corretti del nastro si deve tener conto di una serie di fattori ergonomici. Questi fattori combinati dettano la costruzione del supporto del nastro e la scelta dell'adesivo utilizzato.

Ergonomia del nastro di fissaggio medicale

Una considerazione importante è la resistenza ai fluidi. Per l'uso a lungo termine, un nastro di fissaggio medicale può bagnarsi a causa di frequenti lavaggi o sotto la doccia, con conseguente riduzione della tenuta di adesione, portando a letture inaffidabili del sensore. Se la resistenza ai fluidi è un requisito, spesso si deve ricorrere a un supporto di nastro in polietilene con un adesivo medicale a base acrilica. Questa costruzione non solo è resistente ai fluidi, ma impedisce anche che il vapore acqueo - come la doccia calda o un ambiente con presenza di umidità alta - permei il nastro.

Un requisito complementare alla resistenza ai fluidi è il tasso tipico di trasmissione del vapore acqueo (MVTR) del nastro. MVTR è tipicamente specificato in grammi per metro quadrato (gm/m²) di umidità permessa attraverso il materiale in un periodo di 24 ore. Mentre in alcune situazioni nessun fluido o vapore acqueo può permeare il nastro (MVTR = ~0), in altre può essere necessario permettere all'umidità, come la traspirazione, di passare attraverso il nastro. In questo secondo caso, un supporto in tessuto non tessuto permette alla pelle di respirare e al sudore di evaporare.

In alcuni casi d'uso un nastro deve essere facilmente riposizionabile in modo che il sensore possa essere spostato velocemente o per consentirne l'uso a tempo limitato in varie posizioni sullo stesso paziente. Se è disponibile una varietà di adesivi per i nastri monouso, gli adesivi medicali a base di silicone permettono al sensore di essere rimosso e fissato nuovamente in modo sicuro.

Il comfort del nastro è sempre importante, specialmente per i nastri a uso prolungato. Il nastro in fibra non tessuta con almeno un MVTR moderato è di solito il più comodo, anche se il nastro in polietilene può essere abbastanza confortevole, a seconda della costruzione e del posizionamento. Il comfort del nastro è anche legato allo spessore del supporto e alla durata di utilizzo. Il nastro a uso prolungato deve essere confortevole per una settimana senza causare disagio al paziente e il materiale di supporto più sottile può fornire maggiore flessibilità e comfort.

Nastri di fissaggio medicali di 3M

Per affrontare queste diverse applicazioni, 3M Medical Materials produce una varietà di diversi nastri di fissaggio medicali. Questi nastri di fissaggio tengono conto dei vari fattori ergonomici discussi sopra. Inoltre, poiché questi nastri possono essere standardizzati e sono disponibili da un unico fornitore, 3M semplifica la gestione delle scorte e fornisce una documentazione coerente tra i prodotti, il che può semplificare gli acquisti e ridurre gli errori.

Per le applicazioni a uso prolungato, 3M propone il nastro non tessuto 3M-4077 a uso prolungato (Figura 2). 3M 4077 4" X 10YD (Figura 1) è un comune nastro di 4 pollici x 10 iarde con un supporto in poliuretano non tessuto bianco spesso 0,16 millimetri. Utilizza un adesivo acrilico a lunga durata, che lo rende altamente confortevole per l'uso prolungato. Il suo MVTR è specificato a ~185 gm/m² ed è piuttosto resistente ai fluidi, permettendo alla pelle di respirare per un'utilizzo raccomandato fino a 14 giorni.

Figura 2: Il nastro di fissaggio medicale 4077 di 3M è consigliato per l'uso prolungato fino a 14 giorni. Viene spedito in un comodo rotolo dal diametro inferiore a 8 pollici. (Immagine per gentile concessione di 3M Medical Materials)

Il nastro di fissaggio medicale 4077 di 3M non è riposizionabile ed è raccomandato solo come monouso, quindi è valido per i sensori biometrici a lunga durata che vengono eliminati dopo un'applicazione.

Come tutti i nastri discussi qui, il tipo 4077 viene spedito in rotolo per facilità d'uso. Il rotolo ha un diametro inferiore a 8 pollici ed è facile da riporre in un'area medica o in una sala d'emergenza.

Per le applicazioni del nastro di fissaggio medicale in cui la pelle deve respirare, il nastro deve avere un MVTR elevato. Per queste applicazioni, 3M offre il modello 3M 1530 4" X 10YD. Questo nastro misura 4 pollici x 10 iarde con un materiale di supporto in rayon non tessuto bianco da 0,14 mm e viene fornito con un adesivo medicale in acrilato di grado chirurgico. Questa struttura risulta in un tasso MVTR molto alto di 4200 gm/m². Non è riposizionabile e non ha resistenza ai fluidi, il che lo rende inadatto alla maggior parte delle applicazioni biometriche dei consumatori. Con il suo alto MVTR e il buon livello di comfort, il nastro è specificato per le applicazioni chirurgiche e il monitoraggio prolungato in degenza. È facile da strappare a mano, un vantaggio in situazioni di emergenza dove l'intervento deve essere rapido.

Per le applicazioni in cui è richiesto un alto grado di comfort e flessibilità, 3M fornisce il nastro chirurgico in pellicola poliuretanica 3M 9836 4" X 10YD con un adesivo medicale acrilico. Il nastro è fornito standard da 4 pollici x 10 iarde. Il supporto è una pellicola poliuretanica e, avendo soli 0,03 mm di spessore, è il nastro più sottile per flessibilità e comfort. È resistente all'acqua e ragionevolmente traspirante a ~450 gm/m², fornendo un buon compromesso tra traspirabilità e resistenza all'acqua. Il supporto sottile e confortevole di questo nastro, la flessibilità, la ragionevole traspirabilità e la resistenza all'acqua possono renderlo ideale per applicare i sensori a un bambino dove sia il sensore che il nastro devono resistere a qualche torsione - importante soprattutto se un paziente può non essere in grado di fornire un efficace feedback verbale per quanto riguarda la comodità del sensore.

Per alcune applicazioni di monitoraggio dei sensori, il sensore deve essere riposizionabile più volte e deve anche fissare un presidio medico alla pelle del paziente. In queste applicazioni, è utile un nastro biadesivo come 3M 2477P 4" X 10YD (Figura 3). Il nastro misura 4 pollici x 10 iarde con un supporto molto sottile di 0,04 mm in elastomero termoplastico (TPE), con adesivo su entrambi i lati (strato C). Il TPE è traslucido, per una comoda visione del sensore e della pelle per assistere nel posizionamento corretto. Un lato è dotato di un adesivo medicale in silicone acrilato (strato B) studiato per essere rimosso delicatamente e riposizionato sulla pelle per fissare un sensore biometrico. Sul retro del supporto TPE vi è un adesivo a base acrilica (strato D). Questo secondo adesivo può fissarsi in modo sicuro a un dispositivo di rilevamento biometrico miniaturizzato.

Figura 3: Gli strati del nastro biadesivo di fissaggio medicale 2477P 4 x 10 YD di 3M includono un adesivo in acrilato siliconico su un lato (strato B) e un adesivo a base acrilica (strato D) sull'altro. (Immagine per gentile concessione di 3M Medical Materials)

Questo nastro di fissaggio medicale unico può servire a due scopi. In primo luogo, come protezione per il sensore e per il presidio medico di registrazione biometrica. Questo fornisce un sistema compatto di registrazione biometrica senza lunghi fili. Il dispositivo di rilevamento biometrico può essere un computer incorporato molto leggero alimentato da una batteria CR2032. Potrebbe registrare la lettura del sensore nella memoria flash o inviare le letture del sensore via Bluetooth o Wi-Fi a un computer o dispositivo mobile. Ciò è utile anche per la prototipazione di dispositivi commerciali di rilevamento biometrico basati su computer monoscheda (SBC) delle dimensioni pari a un francobollo.

In secondo luogo, questo nastro può essere usato come nastro medicale indipendente. Il lato adesivo in silicone può essere utilizzato per sensori biometrici riposizionabili o riutilizzabili. Questo permette ai sensori biometrici per gli atleti di essere utilizzati e riutilizzati quotidianamente. Il nastro ha una resistenza moderata ai fluidi e ha un MVTR di 400 gm/m², adeguato per un uso a breve termine.

Le specifiche 3M-2477P non raccomandano che l'adesivo a base acrilica sia usato a contatto con la pelle.

Conclusione

Non tutte le applicazioni di fissaggio dei sensori biometrici sono uguali, per questo esiste un'ampia selezione di nastri di fissaggio medicali. Le condizioni di utilizzo del nastro medicale, compresa l'ergonomia della situazione, determinano i materiali utilizzati per il supporto e l'adesivo. Standardizzare su un fornitore per ogni esigenza di nastri medicali semplifica l'acquisto e la gestione delle scorte, riduce gli errori e fornisce coerenza nella documentazione.