Dans la conception et la fabrication de dispositifs médicaux, en particulier de ventilateurs, s'assurer qu'ils peuvent résister à des processus de stérilisation et de nettoyage rigoureux sans compromettre les performances et la durée de vie de leur composant principal, le moteur du ventilateur, est une tâche d'ingénierie essentielle. Étant donné que les ventilateurs entrent en contact direct ou indirect avec les voies respiratoires du patient, les exigences en matière de contrôle des infections répondent aux normes les plus élevées de l'industrie médicale. Cela impose des exigences extrêmement élevées non seulement au choix des matériaux du moteur, mais également à sa technologie d'étanchéité.
Exigences matérielles : résistance à la corrosion chimique, aux températures élevées et aux pressions élevées
Le moteur du ventilateur et ses composants périphériques doivent être construits à partir de matériaux présentant une excellente résistance à divers désinfectants agressifs et environnements de stérilisation.
1. Compatibilité des désinfectants
Une grande variété de désinfectants sont couramment utilisés dans les établissements médicaux, notamment les alcools (tels que l'éthanol et l'isopropanol), les composés d'ammonium quaternaire, l'hypochlorite de sodium et le peroxyde d'hydrogène. Ces réactifs chimiques ont différents degrés de corrosivité.
Matériaux polymères : les boîtiers de moteur, les connecteurs et les matériaux de gaine de câble (tels que le polycarbonate et certaines qualités de plastiques techniques) doivent résister à la fissuration sous contrainte, au ramollissement ou à la décoloration provoqués par ces produits chimiques. L'inertie chimique est une considération primordiale.
Matériaux métalliques : les composants tels que les arbres, les brides et les fixations nécessitent de l'acier inoxydable, généralement du 316L de qualité médicale ou d'autres alliages hautement résistants à la corrosion, pour éviter l'oxydation et la corrosion par piqûre causées par un désinfectant résiduel ou une humidité élevée.
2. Résistance extrême aux environnements de stérilisation
Différentes méthodes de stérilisation imposent des exigences distinctes aux matériaux du moteur.
Autoclavage : Il s'agit de l'une des méthodes de stérilisation les plus courantes, impliquant des températures élevées (généralement 121°C ou 134°C) et une haute pression. Les matériaux magnétiques contenus dans les moteurs (tels que les aimants permanents) doivent garantir que leurs propriétés magnétiques ne se dégradent pas de manière significative sous une chaleur élevée. De plus, les matériaux d'isolation (tels que l'isolation des fils émaillés et le papier isolant des fentes de stator) nécessitent une stabilité thermique élevée pour éviter la carbonisation et la défaillance.
Stérilisation à basse température : Pour les composants sensibles à la chaleur, un plasma d'oxyde d'éthylène (EO) ou de peroxyde d'hydrogène peut être utilisé pour la stérilisation. Ces méthodes nécessitent des matériaux présentant une bonne perméabilité aux gaz et une bonne résistance au plasma pour garantir que le stérilisant puisse être efficace sans laisser de résidus nocifs.
Exigences d'étanchéité : prévention de l'intrusion de fluide et de vapeur
La conception de l'étanchéité d'un moteur de ventilateur est crucial pour sa capacité à survivre aux processus de nettoyage et de stérilisation. Toute intrusion de fluide ou de vapeur dans le moteur peut provoquer une panne catastrophique.
1. Protection contre la pénétration (indice IP)
Les moteurs médicaux modernes nécessitent généralement des indices de protection IP élevés, tels que IP66 ou IP67.
Résistance à l'eau et à la poussière : IP66 signifie que le moteur est complètement protégé contre la pénétration de la poussière et peut résister à de puissants jets d'eau venant de n'importe quelle direction. Ceci est crucial pour les lavages et le nettoyage à haute pression.
Protection contre l'immersion : IP67 exige en outre que le moteur résiste à une immersion à court terme, garantissant qu'il reste fonctionnel même s'il tombe accidentellement dans un réservoir d'eau ou s'il est recouvert de grandes quantités de liquide pendant les opérations de nettoyage.
2. Mise en œuvre technique des points de scellement critiques
L’obtention d’une étanchéité de haut niveau repose sur une conception technique précise et des joints de haute qualité.
Étanchéité de l'arbre : L'arbre du rotor du moteur est le plus vulnérable à l'intrusion de liquides. Des joints d'huile spécialisés ou des joints à labyrinthe sont nécessaires. Les matériaux élastomères utilisés dans ces joints (tels que le fluoroélastomère haute performance (FKM) ou le perfluoroélastomère (FFKM)) doivent être résistants aux températures élevées et aux solvants chimiques, et présenter une excellente récupération de déformation pour garantir qu'ils maintiennent la pression d'étanchéité même après une utilisation prolongée et une stérilisation répétée.
Étanchéité du boîtier : des joints toriques ou des joints doivent être utilisés pour l'étanchéité statique au niveau des joints du boîtier du moteur et à la connexion entre le couvercle d'extrémité et le corps du moteur. Le choix de ces joints doit également respecter des critères stricts de compatibilité des matériaux et de stabilité thermique.
Entrées de câbles : les points de sortie des câbles d'alimentation et de signal doivent être soigneusement scellés à l'aide de presse-étoupes ou d'une technologie d'enrobage pour empêcher les liquides de pénétrer dans le moteur à travers les minuscules espaces entre les fils et la gaine. Le composé d'enrobage doit avoir une bonne adhérence et une bonne résistance diélectrique.
