Maintenir les capteurs biomédicaux fermement en place et réduire les erreurs grâce aux rubans adhésifs médicaux

Par Bill Giovino

Avec la contribution de Rédacteurs nord-américains de Digi-Key

À mesure que l'Internet des objets (IoT) s'étend aux dispositifs médicaux, on constate une augmentation du nombre et de la variété des capteurs biométriques qui doivent être fixés sur la peau humaine. Les données recueillies sont utilisées pour surveiller et diagnostiquer les conditions médicales, ainsi que pour étudier et améliorer les performances des athlètes professionnels et des programmes commerciaux d'entraînement personnel à domicile.

Même si des rubans adhésifs médicaux spécifiques sont fréquemment utilisés pour fixer les capteurs, ces rubans ne sont pas universels. Divers facteurs doivent être pris en compte, tels que le confort, la perméabilité à l'air et à l'humidité, et la résistance aux fluides, ajoutant à la complexité de sélection des rubans. En outre, pour certaines applications, le ruban doit pouvoir être retiré et réappliqué sur la peau rapidement et facilement pour repositionner les capteurs, ce qui peut être important dans les situations d'urgence. Il faut donc une variété de rubans médicaux qui se différencient facilement afin de pouvoir être utilisés dans la situation appropriée.

Cet article présente une gamme de rubans médicaux de 3M, conçus pour différentes situations de fixation sur la peau humaine. L'article explique les utilisations de quatre rubans médicaux de 3M et la manière dont ils répondent à des applications médicales spécifiques de sécurisation. Il explore également les avantages de la standardisation d'une gamme de rubans médicaux, tels que la simplification des achats, la cohérence de la documentation et la facilité d'utilisation.

Applications des rubans adhésifs médicaux

Tout comme la disponibilité et le vaste choix de capteurs environnementaux ont stimulé la croissance de l'IoT commercial et l'IoT industriel (IIoT), la disponibilité et la variété des capteurs biométriques favorisent les nouveaux dispositifs de détection médicaux, y compris les dispositifs IoT médicaux. Les produits biométriques grand public, tels que les montres connectées avec moniteur de rythme cardiaque, peuvent facilement être attachés au poignet, tandis que les moniteurs cardiaques grand public peuvent être fixés sur la poitrine d'une personne pour une précision supérieure. Cette précision améliorée est due non seulement à l'utilisation d'un capteur plus précis, mais également au placement sécurisé du moniteur cardiaque sur le cœur. La précision des données des capteurs biométriques est directement liée au type de capteur et à son positionnement approprié sur la peau.

Cependant, pour les applications biométriques de grade médical, de nombreux capteurs doivent être fixés à des endroits qui ne permettent pas l'utilisation d'une sangle. De plus, il peut être nécessaire de les fixer plus étroitement et plus solidement à la surface de la peau pour obtenir une lecture biométrique fiable, ce qui requiert l'utilisation d'un ruban adhésif médical pour maintenir le capteur en place. Comme illustré à la Figure 1, la plupart des rubans adhésifs médicaux sont composés d'un support imprimable et inscriptible qui constitue le ruban lui-même, d'un adhésif permettant de fixer le ruban sur la peau et d'une doublure amovible que l'on retire pour exposer l'adhésif.

Schéma du ruban adhésif médical se composant généralement d'un support (en haut) et d'un adhésif (au milieu)Figure 1 : Le ruban adhésif médical est généralement composé d'un support (en haut) et d'un adhésif (au milieu). Une doublure (en bas) protège l'adhésif et est retirée au moment de l'utilisation. (Source de l'image : 3M Medical Materials)

Le choix du support et de l'adhésif dans la conception d'un ruban médical détermine ses caractéristiques d'utilisation. Les cas d'utilisation des rubans adhésifs médicaux diffèrent, et la sélection et l'utilisation appropriées du ruban nécessitent de prendre en compte un certain nombre de facteurs ergonomiques. Ces facteurs combinés dictent la conception du support du ruban et le choix de l'adhésif utilisé.

Ergonomie des rubans adhésifs médicaux

Un aspect important est la résistance aux fluides. Lors d'une utilisation prolongée, un ruban adhésif médical peut devenir humide en raison de lavages fréquents de la zone ou pendant une douche, ce qui entraîne un manque d'adhérence, et donc des lectures de capteur peu fiables. Si la résistance aux fluides est une condition requise, cela implique souvent un support en polyéthylène avec un adhésif médical à base d'acrylique. Cette construction est non seulement résistante aux fluides, mais elle empêche également la vapeur d'eau — comme dans le cas d'une douche chaude ou d'une zone très humide — de pénétrer dans le ruban.

Une exigence complémentaire à la résistance aux fluides est le taux de transmission de vapeur d'eau (MVTR) typique du ruban. Le taux MVTR est généralement spécifié en grammes par mètre carré (g/m²) d'humidité permise à travers le matériau sur une période de 24 heures. Si, dans certains cas, aucun fluide ou vapeur d'eau ne doit traverser le ruban (MVTR = ~0), dans d'autres, il peut être nécessaire de permettre à l'humidité, telle que la sueur, de traverser le ruban. Dans ce dernier cas, un support de ruban en matériau non tissé permet à la peau de respirer et à la transpiration de s'évaporer.

Dans certains cas, le ruban doit être facilement repositionnable afin que le capteur puisse être rapidement repositionné ou pour permettre des utilisations multiples limitées sur le même patient. Tandis qu'il existe une variété d'adhésifs pour les rubans à usage unique, les adhésifs médicaux à base de silicone permettent de retirer facilement un capteur et de le replacer en toute sécurité.

Le confort d'un ruban est toujours important, surtout pour les rubans à port prolongé. Les rubans en fibres non tissées avec au moins un taux MVTR modéré sont généralement les plus confortables, bien que les rubans en polyéthylène puissent être assez confortables selon la conception et le placement. Le confort du ruban est également lié à l'épaisseur du support et à la durée d'utilisation du ruban. Le ruban à port prolongé doit être confortable pendant une semaine sans causer d'inconfort au patient, et un matériau de support plus fin peut offrir plus de flexibilité et de confort.

Rubans adhésifs médicaux de 3M

3M Medical Materials fabrique une variété de rubans adhésifs médicaux pour répondre à ces différentes applications. Ces rubans adhésifs tiennent compte des différents facteurs ergonomiques mentionnés ci-dessus. De plus, comme ces rubans peuvent être standardisés et sont disponibles auprès d'un seul fournisseur, 3M simplifie la gestion des stocks et fournit une documentation cohérente entre les produits, ce qui peut simplifier les achats et réduire les erreurs.

Pour les applications à port prolongé, 3M propose le ruban non tissé à port prolongé 3M-4077 (Figure 2). Le 3M 4077 4" X 10YD (Figure 1) présente un format populaire de 101,6 millimètres (mm) x 9,1 mètres (m) avec un support en polyuréthane non tissé blanc de 0,16 mm d'épaisseur. Il utilise un adhésif acrylique qui garantit le confort pour une utilisation prolongée. Son taux MVTR est spécifié à ~185 g/m² et offre une résistance raisonnable aux fluides, permettant à la peau de respirer pendant les 14 jours d'utilisation recommandée.

Image du ruban adhésif médical 4077 de 3MFigure 2 : Le ruban adhésif médical 4077 de 3M est recommandé pour un port prolongé jusqu'à 14 jours. Il est fourni en rouleau pratique de moins de 203 mm de diamètre. (Source de l'image : 3M Medical Materials)

Le ruban adhésif médical 4077 de 3M n'est pas repositionnable et il est recommandé pour un usage unique. Il convient donc aux capteurs biométriques à port prolongé qui sont jetés après une seule application.

Comme tous les rubans dont il est question ici, le 4077 de 3M est fourni en rouleau pour une utilisation aisée. Le rouleau mesure moins de 203 mm de diamètre et peut être facilement stocké dans une infirmerie ou une salle d'urgence.

Pour les applications de ruban adhésif médical dans lesquelles la peau doit pouvoir respirer, le ruban doit présenter un taux MVTR élevé. Pour ces applications, 3M propose le 3M 1530 4" X 10YD. Ce ruban mesure 101,6 mm x 9,1 mètres avec un support en rayonne non tissée blanc de 0,14 mm, et il est fourni avec un adhésif médical acrylate de grade chirurgical. Cette construction se traduit par un taux MVTR très élevé de 4200 g/m². Ce ruban n'est ni repositionnable ni résistant aux fluides, ce qui le rend inadapté à la plupart des applications biométriques grand public. Avec son taux MVTR élevé et son bon niveau de confort, le ruban est spécifié pour les applications chirurgicales et la surveillance prolongée en milieu hospitalier. Il est facile à déchirer à la main — un avantage dans les situations médicales d'urgence où les événements s'enchaînent rapidement.

Pour les applications où un haut degré de confort et de flexibilité est requis, 3M propose le ruban chirurgical en film polyuréthane 3M 9836 4" X 10YD avec un adhésif médical acrylique. Le ruban est disponible en taille standard de 101,6 mm x 9,1 mètres. Le support est un film polyuréthane et, avec une épaisseur de seulement 0,03 mm, il s'agit du ruban le plus fin de cette gamme, offrant flexibilité et confort. Il est résistant à l'eau et raisonnablement respirant à ~450 g/m², offrant un bon compromis entre respirabilité et imperméabilité. Grâce au support fin et confortable, à la flexibilité, à la respirabilité raisonnable et à la résistance à l'eau, ce ruban est approprié pour la fixation de capteurs sur le corps d'un enfant où le capteur et le ruban adhésif doivent résister à une certaine torsion — ce qui est particulièrement important avec un patient qui peut être incapable de fournir un retour verbal efficace quant au confort de la fixation du capteur.

Pour certaines applications de surveillance par capteur, le capteur doit être repositionnable pour des utilisations multiples, et doit également fixer un instrument médical sur la peau du patient. Dans ces applications, un ruban à double couche comme le 3M 2477P 4" X 10YD peut s'avérer très utile (Figure 3). Le ruban mesure 101,6 mm x 9,1 mètres avec un support en élastomère thermoplastique (TPE) très fin de 0,04 mm, avec un adhésif de chaque côté (couche C). Le TPE est translucide et permet une vue pratique du capteur et de la peau pour faciliter le placement correct. D'un côté se trouve un adhésif médical silicone acrylate (couche B) conçu pour être retiré délicatement et repositionné sur la peau afin de fixer un capteur biométrique. Au dos du support en TPE se trouve un adhésif à base d'acrylique (couche D). Ce deuxième adhésif peut se fixer solidement à un dispositif de capteur biométrique médical miniature.

Schéma des couches du ruban adhésif médical double face 3M 2477P 4" X 10YDFigure 3 : Les couches du ruban adhésif médical double face 3M 2477P 4" X 10YD incluent un adhésif silicone acrylate sur une face (couche B) et un adhésif à base d'acrylique (couche D) sur l'autre. (Source de l'image : 3M Medical Materials)

Ce ruban adhésif médical unique peut servir à deux fins. Tout d'abord, il peut servir à sécuriser à la fois le capteur et le dispositif d'enregistrement biométrique médical. Cela permet d'obtenir un système d'enregistrement biométrique compact, sans longs fils. Le dispositif de détection biométrique peut être un ordinateur embarqué très léger alimenté par une pile CR2032. Il peut enregistrer les données du capteur dans la mémoire Flash ou les envoyer via Bluetooth ou Wi-Fi à un ordinateur ou un dispositif portable. Cela est également utile pour le prototypage de dispositifs de capteurs biométriques commerciaux basés sur des ordinateurs monocartes (SBC) de la taille d'un timbre.

Ensuite, ce ruban peut être utilisé comme un ruban médical autonome. La face adhésive en silicone peut être utilisée pour des capteurs biométriques repositionnables ou réutilisables. Cela permet d'utiliser et de réutiliser les capteurs biométriques pour les athlètes au quotidien. Le ruban présente une résistance modérée aux fluides et un taux MVTR de 400 g/m² — convenant à une utilisation à court terme.

Les spécifications du 3M-2477P ne recommandent pas l'utilisation de l'adhésif à base d'acrylique sur la peau.

Conclusion

Les applications de fixation de capteurs biométriques sont nombreuses et diverses, c'est pourquoi il existe un vaste choix de rubans adhésifs médicaux. Les conditions d'utilisation du ruban médical, y compris l'ergonomie de la situation, déterminent les matériaux utilisés pour le support et l'adhésif. La standardisation avec un seul fournisseur de rubans adhésifs médicaux simplifie les achats et les stocks, réduit les erreurs et assure la cohérence de la documentation.

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À propos de l'auteur

Bill Giovino

Bill Giovino est un ingénieur en électronique titulaire d'un BSEE de l'Université de Syracuse, et l'une des rares personnes à avoir réussi à passer de l'ingénierie de conception à l'ingénierie des applications sur le terrain et au marketing technologique.

Depuis plus de 25 ans, Bill œuvre à la promotion des nouvelles technologies devant un public technique et non technique pour de nombreuses entreprises, notamment STMicroelectronics, Intel et Maxim Integrated. Chez STMicroelectronics, Bill a contribué aux premiers succès de l'entreprise dans l'industrie des microcontrôleurs. Chez Infineon, Bill a orchestré les premiers succès de l'entreprise en matière de conception de microcontrôleurs dans l'industrie automobile américaine. En tant que consultant marketing pour son entreprise CPU Technologies, Bill a aidé de nombreuses entreprises à transformer des produits sous-performants en réussites.

Bill a été l'un des premiers à adopter l'Internet des objets, notamment en mettant la première pile TCP/IP complète sur un microcontrôleur. Bill pense que les ventes passent par l'éducation et accorde une importance croissante à une communication claire et bien écrite pour la promotion des produits en ligne. Il est modérateur du groupe populaire LinkedIn Semiconductor Sales & Marketing et parle couramment le B2E.

À propos de l'éditeur

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