Una solución de sistema neumática simplifica el tratamiento de hemodiálisis según el procedimiento de unipuntura
Del socio de desarrollo al proveedor de piezas de serie — Colaboración con Fresenius Medical Care
En el ámbito de la tecnología médica, los componentes fluídicos ejercen un papel clave cuando se necesita dosificar líquidos con precisión o conmutar procesos por vía neumática. Este es el caso, por ejemplo, en la diálisis que actúa como procedimiento vital para la depuración de la sangre al sustituir la función de los riñones en caso de un fallo renal. Los procedimientos de tratamiento se encuentran en un desarrollo continuo, lo que conlleva también una creciente complejidad de los equipos de tratamiento.
Solución de sistema neumática para máquinas de diálisis
Una máquina de diálisis está formada por unos 8000 componentes. Los conjuntos fluídicos con electroválvulas, bombas y sensores necesitan asegurar que los procesos se desarrollen de manera precisa y fiable. A menudo, lo que se requiere no son componentes individuales, sino soluciones de sistema específicas para las aplicaciones concretas cuyos componentes individuales deben estar adaptados entre ellos para conseguir una acción conjunta perfecta. A esto se añaden, con frecuencia, las exigencias de una alta precisión, una larga vida útil y unas dimensiones compactas. En estos casos, conviene que los fabricantes de dispositivos médicos encuentren un experto en fluidos que pueda asistirlos como un socio competente de desarrollo y sistemas sobre la base de una amplia cartera de soluciones y unos conocimientos específicos del sector, desde el primer asesoramiento y pasando por la ingeniería completa hasta la producción en serie. Con el desarrollo de una solución de sistema neumática para una máquina de diálisis, Fresenius Medical Care y Bürkert demuestran cómo funciona una colaboración exitosa en el desarrollo de soluciones de sistema fluídicas.
Facilitando el trabajo al personal médico
La innovadora máquina de diálisis 6008 CAREsystem fue desarrollada para facilitar al personal médico el tratamiento de diálisis en el hospital. Para este fin, se simplificaron los procesos de trabajo y se redujo el número de pasos de manipulación necesarios. El personal se ve sometido a una menor presión y puede dedicar más tiempo a la atención individual al paciente. A pesar de todo, el sistema de diálisis ofrece, a la vez, una gran flexibilidad en el tratamiento con hemodiálisis, HighVolumeHDF, así como unipuntura y bipuntura. Porque en la aplicación solo se emplea un sistema universal de vías de sangre en forma de casete que se desecha posteriormente como artículo de un solo uso.
Sustituye a una bomba peristáltica de rodillo
La base para el control fluídico en el procedimiento de unipuntura es una solución de sistema neumática para la inversión del flujo que Bürkert ha desarrollado en estrecha colaboración con Fresenius. Sustituye a la solución utilizada hasta ahora en el procedimiento de unipuntura, cuyo circuito extracorpóreo estaba basado en una bomba peristáltica de rodillo, necesaria adicionalmente para el tratamiento de unipuntura, y el correspondiente producto desechable. La bomba de sangre y la cámara de expansión estaban situados delante del dializador, en el lado arterial del circuito extracorpóreo. La configuración con la bomba que transporta de forma alterna ha demostrado ampliamente su valía en el uso con el paciente y proporcionado buenos éxitos en el tratamiento. No obstante, el fabricante quería facilitar el manejo al personal operador que soporta a menudo una gran carga de trabajo en su día a día en el hospital. Sobre todo, se debía reducir el trabajo de conexión de los tubos de las bombas, con el fin de acortar los tiempos de preparación. En los primeros planteamientos se consideró el uso de válvulas proporcionales para regular la presión necesaria y mantenerla constante. Pero esta solución habría resultado comparativamente cara. Es por esto que, una vez que los expertos en fluidos habían estudiado la tarea y analizado las diversas especificaciones, propusieron una solución más eficiente: una unidad de control neumática que trabaja con electroválvulas. Esta convenció a los ingenieros de desarrollo del 6008 CAREsystem desde la fase de concepto, porque ya cumplió de entrada prácticamente todos los requisitos.
El compacto grupo de montaje consta de tres válvulas, un sensor de presión, una trampa de condensado y una bomba de membrana que genera una sobrepresión en una cámara y una depresión en la segunda cámara. Entonces, una válvula conmuta de forma dinámica entre las dos cámaras, lo que permite prescindir de la bomba peristáltica de rodillo.
Basta con conectar el casete
En principio, el compacto grupo de montaje consta de tres válvulas, un sensor de presión, una trampa de condensado y una bomba de membrana que genera una sobrepresión en una cámara y una depresión en la segunda cámara. Entonces, una válvula conmuta de forma dinámica entre las dos cámaras, lo que permite prescindir de la bomba peristáltica de rodillo. Las otras dos válvulas sirven como válvulas de salida de aire en caso de un fallo. El personal operador solo necesita conectar el casete en lugar de todos los tubos de la bomba. Esto es netamente más rápido y menos propenso a errores. Además, el mismo casete es apto para aplicaciones unipuntura y bipuntura. Si es necesario, se puede conmutar simplemente sin necesidad de realizar cambios en el sistema de vías de sangre. Los requisitos hacia los componentes utilizados eran elevados. Los válvulas no solo necesitan conmutar rápidamente; además, deben tener una larga vida útil. Las válvulas empleadas ya han demostrado estas características en muchas otras aplicaciones. El tipo 6144 es una electroválvula Flipper de 3/2 vías de efecto directo. Es apropiada para unas presiones de hasta 10 bar y convence por su consumo reducido de potencia. El principio Flipper genera apenas ruidos de conmutación y funciona con una reducida potencia absorbida. Las otras dos electroválvulas (tipo 127)que trabajan en la unidad de caudal neumática también son elementos probados en muchas aplicaciones de la tecnología médica, de laboratorio y de análisis. Permiten la conmutación precisa con un aumento de temperatura muy reducido por la bobina. Además, estas válvulas con volumen muerto mínimo se pueden limpiar muy fácilmente.
Biocompatibilidad demostrada en los ensayos de toxicidad
Entre los requisitos importantes que necesita cumplir la solución de sistema fluídica para el sistema de diálisis se encuentra la biocompatibilidad de los materiales utilizados. Aunque no exista ningún contacto directo con la sangre, no se debe producir desgasificación. La superación de los ensayos de toxicidad demuestra la ausencia de todo peligro en este aspecto. Entre tanto, la solución de sistema neumática ha probado su eficacia en el uso clínico. Dado que las cantidades han ido aumentando considerablemente, el cuerpo, que fue fabricado originalmente como pieza fresada, se ejecuta ahora mediante un procedimiento de moldeo por inyección, y Fresenius considera a Bürkert como socio de confianza desde el desarrollo hasta la producción en serie. Por este motivo, la colaboración continúa y, en estos momentos, se están desarrollando otras nuevas soluciones de sistema fluídicas.
«Durante la fase de desarrollo colaboramos estrechamente con Bürkert y contamos con la asistencia óptima por parte de los especialistas en fluidos. Como resultado, al cabo de poco tiempo ya tuvimos un grupo de montaje como modelo funcional que pudimos utilizar, tras unas pequeñas adaptaciones, para el inicio de la producción en serie. Lo que aprecié especialmente es que no solo se ofrecen productos, sino soluciones completas, desde el modelo funcional hasta la pieza de serie optimizada desde el punto de vista de los costes».