Mantenga los sensores biomédicos firmemente en su sitio y reduzca los errores con las cintas de sujeción médica

Por Bill Giovino

Colaboración de Editores de Digi-Key de América del Norte

A medida que el Internet de las Cosas (IoT) se expande hacia los dispositivos médicos, ha aumentado el número y la variedad de sensores biométricos que deben fijarse a la piel humana. Los datos recogidos se utilizan para controlar y diagnosticar afecciones médicas, así como para estudiar y mejorar el rendimiento de atletas profesionales y programas comerciales de ejercicio personal en casa.

Aunque se suele utilizar una cinta de sujeción médica especialmente fabricada para fijar los sensores, estas cintas no son "de talla única". En cambio, hay que tener en cuenta varios factores, como la comodidad, la permeabilidad al aire y a la humedad y la resistencia a los fluidos, lo que aumenta la complejidad de la selección de la cinta. Además, en algunas aplicaciones, la cinta debe retirarse y volver a colocarse en la piel de forma rápida y sencilla para reposicionar los sensores, lo que puede ser importante en situaciones de emergencia. Lo que se necesita es una variedad de cintas médicas que se diferencien fácilmente para poder aplicarlas a la situación adecuada.

Este artículo presenta una familia de cintas médicas de 3M diseñadas para diferentes situaciones de fijación a la piel humana. El artículo explica los usos de cuatro cintas médicas de 3M y cómo se dirigen a aplicaciones específicas de aseguramiento médico. También examina las ventajas de estandarizar una familia de cintas médicas, entre las que se encuentran la simplificación de las compras, la coherencia de la documentación y la facilidad de uso.

Aplicaciones de la cinta de sujeción médica

Al igual que la disponibilidad y la amplia selección de sensores ambientales han estimulado el crecimiento del IoT comercial, así como del IoT industrial (IIoT), la disponibilidad y la variedad de sensores biométricos están fomentando nuevos dispositivos de detección médica, incluidos los dispositivos del IoT médico. Los productos de detección biométrica de consumo, como los relojes inteligentes con monitores de latidos del corazón, pueden atarse fácilmente a la muñeca, mientras que los monitores cardíacos de consumo pueden atarse alrededor del pecho de una persona para proporcionar una precisión aún mayor. Esta mayor precisión se debe no sólo a la utilización de un sensor más preciso, sino también a la colocación segura del monitor cardíaco sobre el corazón. La precisión de los datos de los sensores biométricos está directamente relacionada tanto con el tipo de sensor como con su correcta colocación en la piel.

Sin embargo, para las aplicaciones de detección biométrica de grado médico, muchos sensores deben fijarse en lugares que no son susceptibles de una simple correa. Además, es posible que deban acoplarse con mayor firmeza y seguridad a la superficie de la piel para obtener una lectura biométrica fiable. Esto requiere el uso de cinta adhesiva médica para mantener el sensor en su sitio. Como se ve en la figura 1, la mayoría de las cintas médicas de seguridad están compuestas por un soporte imprimible y escribible que es la propia cinta, un adhesivo para fijar la cinta a la piel y un forro extraíble que se retira para dejar al descubierto el adhesivo.

El diagrama de la cinta adhesiva médica suele estar compuesto por un soporte (arriba) y un adhesivo (en medio)Figura 1: La cinta adhesiva médica suele estar compuesta por un soporte (arriba) y un adhesivo (centro). Un forro (inferior) protege el adhesivo y se retira cuando está listo para su uso. (Fuente de la imagen: 3M Medical Materials)

La selección del soporte y del adhesivo en la construcción de una cinta médica determina sus características de uso. Las situaciones de la cinta de sujeción médica no son todas iguales, y la selección y el uso adecuados de la cinta requieren tener en cuenta una serie de factores ergonómicos. Estos factores combinados dictan la construcción del soporte de la cinta y la elección del adhesivo utilizado.

Ergonomía de la cinta de sujeción médica

Una consideración importante es la resistencia a los fluidos. En el caso de un uso prolongado, una cinta de sujeción médica puede mojarse debido al lavado frecuente de la zona o durante una ducha, lo que provoca una falta de adherencia, que da lugar a lecturas poco fiables del sensor. Si la resistencia a los fluidos es un requisito, esto suele implicar un soporte de cinta hecho de polietileno con un adhesivo médico de base acrílica. Esta construcción no solo es resistente a los fluidos, sino que también evita que el vapor de agua -como en una ducha caliente o una zona con mucha humedad- impregne la cinta.

Un requisito complementario a la resistencia a los fluidos es el índice típico de transmisión de vapor de humedad (MVTR) de la cinta. El MVTR se especifica normalmente en gramos por metro cuadrado (gm/m²) de humedad permitida a través del material durante un período de 24 horas. Mientras que en algunas situaciones no se permite el paso de fluidos o vapor de agua a través de la cinta (MVTR = ~0), en otras puede ser necesario permitir que la humedad, como la transpiración, pase a través de la cinta. En esta última, una cinta de tela no tejida permite que la piel respire y la transpiración se evapore.

Hay algunos casos de uso en los que una cinta debe ser fácilmente reposicionable para que el sensor pueda reubicarse rápidamente o permitir usos múltiples limitados en el mismo paciente. Si bien existen diversos adhesivos para las cintas de un solo uso, los adhesivos médicos a base de silicona permiten retirar el sensor con facilidad y volver a fijarlo con seguridad.

La comodidad de la cinta es siempre importante, especialmente en el caso de las cintas de uso prolongado. La cinta de fibra no tejida con un MVTR al menos moderado suele ser la más cómoda, aunque la cinta de polietileno puede ser algo cómoda dependiendo de la construcción y la colocación. La comodidad de la cinta también está relacionada con el grosor del soporte y el tiempo de uso de la cinta. El esparadrapo de uso prolongado debe ser cómodo hasta una semana sin causar molestias al paciente, y un material de soporte más fino puede proporcionar más flexibilidad y comodidad.

Cintas de sujeción médica 3M

Para hacer frente a estas diferentes aplicaciones, 3M Medical Materials fabrica una variedad de diferentes cintas de sujeción médica. Estas cintas de sujeción tienen en cuenta los diversos factores ergonómicos mencionados anteriormente. Además, dado que estas cintas pueden ser estandarizadas y están disponibles en un solo proveedor, 3M simplifica la gestión del inventario y proporciona una documentación coherente entre los productos, lo que puede simplificar las compras y reducir los errores.

Para aplicaciones de desgaste prolongado, 3M fabrica su cinta no tejida de desgaste prolongado 3M-4077 (Figura 2). El 3M 4077 4" X 10YD (Figura 1) es un tamaño popular de 4 pulgadas (in) x 10 yardas (yd) con un soporte de poliuretano no tejido blanco de 0.16 milímetros (mm) de grosor. Utiliza un adhesivo acrílico de uso prolongado, que lo hace muy cómodo para un uso prolongado. Su MVTR está especificado en ~185 gm/m² y es algo resistente a los fluidos, permitiendo que la piel respire hasta 14 días de uso recomendado.

Imagen de la cinta de sujeción médica 4077 de 3MFigura 2: La cinta de sujeción médica 4077 de 3M se recomienda para un uso prolongado de hasta 14 días. Se envía en un práctico rollo de menos de 20 cm de diámetro. (Fuente de la imagen: 3M Medical Materials)

La cinta de sujeción médica 4077 de 3M no es reposicionable y se recomienda para un solo uso, por lo que esta cinta es aplicable a los sensores biométricos de uso prolongado que se desechan después de una aplicación.

Al igual que todas las cintas mencionadas aquí, la 4077 de 3M se entrega en un rollo para facilitar su uso. El rollo tiene menos de 8 pulgadas de diámetro y se almacena fácilmente en una bahía médica o sala de emergencias.

Para las aplicaciones de cinta de sujeción médica en las que se debe permitir que la piel respire, la cinta debe tener un alto MVTR. Para estas aplicaciones, 3M ofrece el 3M 1530 4" X 10YD. Esta cinta mide 4 pulgadas x 10 yardas con un material de soporte de rayón no tejido blanco de 0.14 mm y viene con un adhesivo médico de acrilato de grado quirúrgico. Esta construcción da lugar a una tasa de MVTR muy alta, de 4200 gm/m². No es reposicionable y no tiene resistencia a los fluidos, por lo que no es adecuado para la mayoría de las aplicaciones biométricas de los consumidores. Gracias a su elevado valor de transmisión y a su buen nivel de confort, la cinta está indicada para aplicaciones quirúrgicas y para la monitorización prolongada de pacientes hospitalizados. Es fácil de arrancar con la mano, una ventaja en situaciones de emergencia médica en las que los acontecimientos avanzan rápidamente.

Para aplicaciones en las que se requiere un alto grado de comodidad y flexibilidad, 3M proporciona la cinta quirúrgica de película de poliuretano 3M 9836 4" X 10YD con un adhesivo médico acrílico. La cinta tiene un tamaño estándar de 4 pulgadas x 10 yardas. El soporte es una lámina de poliuretano y, con solo 0.03 mm de grosor, es la cinta más fina de todas, lo que proporciona flexibilidad y comodidad. Es resistente al agua y razonablemente transpirable, con ~450 gm/m², lo que ofrece un buen compromiso entre transpirabilidad y resistencia al agua. El fino y cómodo soporte de esta cinta, su flexibilidad, su razonable transpirabilidad y su resistencia al agua pueden hacer que se aplique para fijar los sensores a un niño cuando el sensor y la cinta de sujeción deban soportar algunas torsiones, lo que es especialmente importante en el caso de un paciente que puede no ser capaz de proporcionar información verbal eficaz sobre la comodidad de la fijación del sensor.

Para algunas aplicaciones de monitorización de sensores, el sensor debe ser reposicionable para múltiples usos, y también debe fijar un instrumento médico a la piel del paciente. En estas aplicaciones, la cinta de doble capa como la 3M 2477P 4" X 10YD es muy útil (Figura 3). La cinta mide 4 pulgadas x 10 yardas con un soporte de elastómero termoplástico (TPE) muy fino de 0.04 mm, con adhesivo en ambas caras (capa C). El TPE es translúcido, lo que permite ver cómodamente el sensor y la piel para ayudar a su correcta colocación. En una de las caras hay un adhesivo médico de acrilato de silicona (capa B) que está diseñado para ser retirado suavemente y recolocado en la piel para fijar un sensor biométrico. En el reverso del soporte de TPE hay un adhesivo de base acrílica (capa D). Este segundo adhesivo puede adherirse de forma segura a un dispositivo sensor biométrico médico en miniatura.

Diagrama de las capas de la cinta de sujeción médica de doble cara 3M 2477P 4 x 10 YDFigura 3: Las capas de la cinta de sujeción médica de doble cara 3M 2477P 4 x 10 YD incluyen un adhesivo de acrilato de silicona en un lado (capa B) y un adhesivo de base acrílica (capa D) en el otro. (Fuente de la imagen: 3M medical Materials)

Esta cinta de sujeción médica única puede servir para dos propósitos. En primer lugar, puede servir para asegurar tanto el sensor como el dispositivo de registro biométrico médico. Esto proporciona un sistema de registro biométrico compacto sin necesidad de largos cables. El dispositivo sensor biométrico puede ser un ordenador integrado muy ligero que funciona con una pila CR2032. Puede registrar la lectura del sensor en la memoria flash o enviar las lecturas del sensor a través de Bluetooth o Wi-Fi a un ordenador o dispositivo móvil. Esto también es útil para crear prototipos de dispositivos de sensores biométricos comerciales basados en ordenadores de placa única (SBC) del tamaño de un sello postal.

En segundo lugar, esta cinta puede utilizarse como cinta médica independiente. La cara adhesiva de silicona puede utilizarse para sensores biométricos reposicionables o reutilizables. Esto permite que los sensores biométricos para deportistas se utilicen y reutilicen a diario. La cinta tiene una resistencia moderada a los fluidos y tiene un MVTR de 400 gm/m², bueno para el uso a corto plazo.

Las especificaciones del 3M-2477P no recomiendan que el adhesivo de base acrílica se utilice contra la piel.

Conclusión:

No todas las aplicaciones de aseguramiento de sensores biométricos son iguales, por lo que existe una amplia selección de cintas de aseguramiento médico. Las condiciones de uso de la cinta médica, incluida la ergonomía de la situación, determinan los materiales utilizados para el soporte y el adhesivo. La estandarización de un proveedor de cintas médicas simplifica las compras y el inventario, reduce los errores y proporciona coherencia en la documentación.

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Acerca de este autor

Bill Giovino

Bill Giovino es ingeniero electrónico con un BSEE de la universidad de Syracuse y es uno de los pocos profesionales capaz de pasar de ingeniería en diseño a ingeniería de aplicación en campo a marketing tecnológico de forma exitosa.

Durante más de 25 años, Bill ha disfrutado promocionar las nuevas tecnologías a audiencias técnicas y no técnicas por igual en muchas empresas, entre ellas STMicroelectronics, Intel y Maxim Integrated. Mientras trabajó en STMicroelectronics, Bill ayudó a dirigir los primeros éxitos de la empresa en la industria de microcontroladores. En Infineon, Bill estuvo a cargo de que el diseño del primer controlador de la empresa tuviera éxito en la industria automotriz de EE. UU. Como consultor de marketing para CPU Technologies, Bill ha ayudado a muchas empresas a convertir sus productos con bajo rendimiento en casos de éxito.

Bill fue uno de los primeros en adoptar el Internet de las cosas, incluso colocar la primera pila de TCP/IP en un microcontrolador. Bill es un ferviente creyente de "Vender a través de la educación" y de la gran importancia de contar con comunicaciones claras y bien escritas a la hora de promocionar productos en línea. Es moderador del grupo en Linkedin denominado Semiconductor Sales & Marketing (Marketing y ventas de semiconductores) y habla sobre el concepto B2E (empresa-empleado) de manera fluida.

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