의료 기기용 차폐 개스킷의 설계 및 선택과 세척 용액이 재료 성능에 미치는 영향

Aug 07, 2023

EMI 차폐는 많은 전자 기반 의료 장치의 중요한 구성 요소이며, 이는 결국 생명을 구하는 절차와 지속적인 환자 건강 관리에 필수적입니다. 의료 기기는 다른 전자 기기 근처에서 자주 사용되므로 전자기 간섭(EMI)의 위험이 높아집니다. 이러한 위험은 EMI 차폐 개스킷을 사용하고 관리하면 완화될 수 있습니다. FDA는 또한 10년 넘게 장치 EMI와 이러한 우려에 대한 솔루션과 관련하여 공중 보건 및 안전에 대한 우려를 표명해 왔습니다.

EMI 문제를 예방하고 해결하려면 이러한 장치가 사용되는 환경을 이해하는 것이 중요합니다. 또한 많은 의료 기기는 서로 주변에 있을 뿐만 아니라 빈번하고 공격적인 세척 및 멸균 과정을 거칩니다. 장치 설계는 예상되는 사용 조건에서 시간이 지나도 전자 부품의 EMI 차폐를 유지하도록 설계되어야 합니다.

전기 전도성 엘라스토머(EcE)는 엘라스토머 매트릭스에 분산된 입자를 기반으로 합니다. EcE는 전자기 간섭 차폐는 물론 압력 및 환경 밀봉을 위해 전기 전도성이 높으면서도 탄력성이 있는 가스켓 재료를 만드는 데 사용됩니다. EMI로부터 전자 인클로저를 보호하는 데 사용되는 전도성 탄성중합체는 일반적으로 금속 하우징과 덮개 사이에 배치된 전도성 개스킷으로 구성됩니다. 이러한 개스킷의 주요 기능은 접지 및 EMI 차폐 요구 사항을 충족하기 위해 엔클로저, 개스킷 및 덮개 접합부에 충분한 전기 전도도를 제공하는 것뿐 아니라 전기 구획으로의 유체 침입을 방지하는 보조 역할도 있습니다.

EMI 개스킷의 서비스 수명을 고려할 때 몇 가지 기본 요소가 관련됩니다. 첫 번째는 장비의 예상 작동 수명 동안 조인트가 열리고 닫히는 횟수입니다. 둘째, 개스킷 수명은 조인트가 닫힐 때 개스킷 변형의 심각도에 영향을 받습니다. 또 다른 요인은 화학 물질과 유체의 존재, 오존 노화 및 극한 온도입니다. 마지막으로, 초기 설치 및 향후 유지 관리 중에 EMI 개스킷이 부주의하게 손상되는 경우도 고려해야 합니다.

기본적인 세척 및 멸균 절차에서는 EMI 개스킷이 재료 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 화학 물질에 노출될 수 있습니다. 따라서 환경 밀봉 및 차폐 재료의 선택, 장치 설계 및 현장 사용 조건은 모두 지속적인 장치 기능 및 신뢰성에 매우 중요합니다. 이 기사에서는 일반적인 의료용 세척 용액에 노출되었을 때 일반적인 차폐 개스킷에 대한 연구 결과를 검토하고 효과적인 환경 및 EMI 차폐를 위한 설계 지침도 다룹니다.

재료 호환성 연구샘플 설명 평가된 재료는 EcEA A(은/유리 충진 실리콘), EcE B(은/알루미늄 충진 플루오로실리콘), EcE C(은/알루미늄 충진 EPDM)로 식별되는 전기 전도성 엘라스토머 세 세트뿐 아니라 공압출에 일반적으로 사용되는 비전도성 실리콘 엘라스토머입니다(아래 참조). 필러 입자는 기본 입자, 즉 알루미늄 또는 유리에 은 코팅을 가지고 있습니다. 테스트를 위해 샘플을 세 가지 범주에 해당하는 테스트 용액에 담갔습니다.

또한 표면 청소를 위해 Sani-Cloth® 살균 물티슈를 사용하여 샘플을 평가했습니다.

모든 재료는 공급된 그대로 사용하거나 제조업체의 권장 사항에 따라 물과 희석하여 사용했습니다.

테스트 방법 경도(ASTM D2240), 인장 강도 및 신율(ASTMD-412)과 같은 엘라스토머의 기계적 및 물리적 특성은 유체 침지 전후, 압축 또는 비압축 조건에서 평가되었습니다. 액침법은 ASTM D471-06e1에 따라 수행하였다.

비압축 방법에서는 각 엘라스토머의 시험편 3개를 각 시험 용액에 실온에서 5일 동안 담가 두었습니다. 침지 후 샘플을 닦아서 건조시키고 탈이온수로 헹구고 24시간 동안 공기 건조시켰습니다. 그런 다음 재료의 기계적 특성을 테스트했습니다.