Trong quá trình thiết kế và sản xuất các thiết bị y tế, đặc biệt là máy thở, việc đảm bảo chúng có thể chịu được các quy trình làm sạch và khử trùng nghiêm ngặt mà không ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của bộ phận cốt lõi—động cơ máy thở—là một nhiệm vụ kỹ thuật quan trọng. Do máy thở tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với đường hô hấp của bệnh nhân nên yêu cầu kiểm soát nhiễm khuẩn đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất trong ngành y tế. Điều này đặt ra yêu cầu rất cao không chỉ về việc lựa chọn vật liệu của động cơ mà còn về công nghệ làm kín của nó.
Yêu cầu về vật liệu: Khả năng chống ăn mòn hóa học, nhiệt độ cao và áp suất cao
Động cơ máy thở và các bộ phận ngoại vi của nó phải được chế tạo từ vật liệu có khả năng chống chịu tuyệt vời với các môi trường khử trùng và khử trùng mạnh khác nhau.
1. Khả năng tương thích chất khử trùng
Nhiều loại chất khử trùng thường được sử dụng trong các cơ sở y tế, bao gồm rượu (như ethanol và isopropanol), hợp chất amoni bậc bốn, natri hypoclorit và hydro peroxide. Những thuốc thử hóa học này có mức độ ăn mòn khác nhau.
Vật liệu polyme: Vỏ động cơ, đầu nối và vật liệu vỏ cáp (chẳng hạn như polycarbonate và một số loại nhựa kỹ thuật nhất định) phải chống lại hiện tượng nứt do ứng suất, làm mềm hoặc đổi màu do các hóa chất này. Tính trơ hóa học là điều cần cân nhắc chính.
Vật liệu kim loại: Các bộ phận như trục, mặt bích và ốc vít yêu cầu thép không gỉ, điển hình là loại 316L cấp y tế hoặc các hợp kim chống ăn mòn cao khác, để ngăn chặn quá trình oxy hóa và ăn mòn rỗ do chất khử trùng còn sót lại hoặc độ ẩm cao.
2. Khả năng chống chịu cực cao với môi trường khử trùng
Các phương pháp khử trùng khác nhau đặt ra những yêu cầu riêng biệt đối với vật liệu động cơ.
Hấp khử trùng: Đây là một trong những phương pháp khử trùng phổ biến nhất, sử dụng nhiệt độ cao (thường là 121°C hoặc 134°C) và áp suất cao. Vật liệu từ tính bên trong động cơ (chẳng hạn như nam châm vĩnh cửu) phải đảm bảo tính chất từ tính của chúng không bị suy giảm đáng kể dưới nhiệt độ cao. Hơn nữa, vật liệu cách nhiệt (chẳng hạn như dây cách điện tráng men và giấy cách điện khe stato) yêu cầu độ ổn định nhiệt cao để ngăn ngừa hiện tượng cacbon hóa và hỏng hóc.
Khử trùng ở nhiệt độ thấp: Đối với các bộ phận nhạy cảm với nhiệt, có thể sử dụng plasma ethylene oxit (EO) hoặc hydrogen peroxide để khử trùng. Những phương pháp này yêu cầu vật liệu có khả năng thấm khí và kháng plasma tốt để đảm bảo chất khử trùng có thể hoạt động hiệu quả mà không để lại dư lượng có hại.
Yêu cầu niêm phong: Ngăn chặn sự xâm nhập của chất lỏng và hơi nước
Thiết kế niêm phong của một động cơ quạt thông gió là rất quan trọng đối với khả năng tồn tại của nó trong quá trình làm sạch và khử trùng. Bất kỳ sự xâm nhập nào của chất lỏng hoặc hơi nước vào động cơ đều có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng.
1. Bảo vệ chống xâm nhập (Xếp hạng IP)
Động cơ y tế hiện đại thường yêu cầu xếp hạng IP cao, chẳng hạn như IP66 hoặc IP67.
Chống nước và bụi: IP66 có nghĩa là động cơ được bảo vệ hoàn toàn khỏi sự xâm nhập của bụi và có thể chịu được các tia nước mạnh từ mọi hướng. Điều này rất quan trọng cho việc rửa và làm sạch ở áp suất cao.
Bảo vệ ngâm nước: IP67 còn yêu cầu động cơ phải chịu được ngâm nước trong thời gian ngắn, đảm bảo động cơ vẫn hoạt động ngay cả khi vô tình rơi vào bể nước hoặc bị bao phủ bởi một lượng lớn chất lỏng trong quá trình làm sạch.
2. Triển khai kỹ thuật các điểm bịt kín quan trọng
Việc đạt được độ kín cao cấp phụ thuộc vào thiết kế kỹ thuật chính xác và các vòng đệm chất lượng cao.
Bịt kín trục: Trục rôto của động cơ là nơi dễ bị chất lỏng xâm nhập nhất. Cần phải có phớt dầu chuyên dụng hoặc phớt mê cung. Vật liệu đàn hồi được sử dụng trong các vòng bịt này (chẳng hạn như fluoroelastomer hiệu suất cao (FKM) hoặc perfluoroelastomer (FFKM)) phải chịu được nhiệt độ cao và dung môi hóa học, đồng thời có khả năng phục hồi biến dạng tuyệt vời để đảm bảo chúng duy trì áp suất bịt kín ngay cả sau khi sử dụng kéo dài và khử trùng nhiều lần.
Bịt kín vỏ động cơ: Vòng chữ O hoặc miếng đệm phải được sử dụng để bịt kín tĩnh tại các khớp của vỏ động cơ và ở điểm kết nối giữa nắp cuối và thân động cơ. Việc lựa chọn các con dấu này cũng phải tuân thủ các tiêu chí nghiêm ngặt về khả năng tương thích vật liệu và độ ổn định nhiệt.
Đầu vào cáp: Các điểm thoát của cáp nguồn và cáp tín hiệu phải được bịt kín hoàn toàn bằng cách sử dụng các đệm cáp hoặc công nghệ bầu để ngăn chất lỏng xâm nhập vào động cơ qua các khe hở nhỏ giữa dây và vỏ bọc. Hợp chất bầu phải có độ bám dính và độ bền điện môi tốt.
