I fisici applicati dell'Università di Sydney hanno proposto nuovi standard per misurare le perdite di umidità nei dispositivi bionici come pacemaker, impianti uditivi cocleari e sostituzioni retiniche.

I ricercatori, che ha ricevuto un finanziamento di partnership industriale attraverso l'Australian Research Council per intraprendere lo studio, affermano che i nuovi standard di umidità potrebbero dare ai portatori di impianti bionici maggiore fiducia nel funzionamento dei dispositivi che cambiano la vita. Dicono anche che il regime di test dell'umidità migliorato potrebbe essere utilizzato nell'industria emergente delle energie rinnovabili, dove le celle solari di nuova generazione richiedono standard elevati di controllo dell'umidità.

Gli impianti bionici devono essere in grado di operare con successo negli ambienti umidi del corpo umano. Mentre il potenziale di grandi perdite nei dispositivi è facile da rilevare durante la produzione, piccole perdite possono sfuggire al rilevamento e sono necessari test standard per garantire la sicurezza e prevenire guasti causati dall'umidità.

Il professor David McKenzie della School of Physics dell'Università di Sydney ha dichiarato:"La misurazione accurata della penetrazione dell'umidità nei dispositivi medici è essenziale per garantire prestazioni a lungo termine. Una misurazione accurata richiede uno standard industriale accurato per valutare i rischi di perdite".

Ha detto che ci sono sistemi disponibili in commercio che misurano l'umidità relativa, ma questi non sono abbastanza sensibili per le applicazioni più esigenti nei dispositivi biomedici impiantabili. Utilizzando la tecnologia della spettroscopia di massa, la misurazione dell'elio come indicatore della perdita di umidità è di fatto un test standard del settore per le piccole perdite critiche che sono difficili da rilevare.

In pratica e nella maggior parte dei casi, il test dell'elio dei dispositivi bionici è un buon standard, ma migliorando la compliance di un fattore 10, pensiamo che l'industria possa ulteriormente garantire la sicurezza degli impianti biomedici, " ha detto il professor McKenzie.

"I test di rilevamento delle perdite di elio sono ampiamente utilizzati per la localizzazione di perdite più sensibili, ma la misurazione diretta delle perdite di acqua gassosa o liquida a sensibilità simili si è rivelata finora troppo difficile, " Egli ha detto.

Il professor McKenzie e i colleghi del National Measurement Institute del governo australiano hanno sviluppato un test di tenuta standard e mostrato come utilizzarlo per verificare la qualità degli incapsulamenti, o il contenimento di dispositivi medici.

Hanno pubblicato la loro ricerca nell'American Chemical Society's Materiali applicati e interfacce .

L'autore principale, la dott.ssa Wenwen Lei del National Measurement Institute, ha dichiarato:"Per sensibilità molto elevate, è importante cercare di misurare direttamente i rischi di perdite d'acqua piuttosto che la misura di fatto dell'elio, che non è così preciso.

"L'acqua ha capacità speciali di penetrare attraverso spazi molto piccoli dato il suo diverso comportamento. Ad esempio, è stato recentemente scoperto che l'acqua agisce in modo davvero strano nei nanotubi di carbonio, dove l'acqua non sembra toccare i lati di minuscoli passaggi non molto più larghi di un milionesimo di capello umano."

Il professor McKenzie ha dichiarato:"Qualsiasi 'nanooleakage' sarebbe davvero grave se accadesse nei dispositivi medici, soprattutto quelli con molte aperture passanti, come l'occhio bionico."

La nuova perdita di umidità standard apre nuovi orizzonti studiando il comportamento dell'acqua in un materiale polimerico stabile. Utilizzando i nuovi test, i ricercatori hanno confrontato direttamente le perdite d'acqua con le perdite di elio nelle strutture di test biomedici. Hanno scoperto che nella maggior parte dei casi, misurazioni calibrate dei tassi di perdita di umidità superano i tassi di perdita di elio, soprattutto per perdite molto piccole e grandi.

Date le loro scoperte che l'acqua può perdere fino a 10 volte la velocità delle perdite di elio, propongono di rafforzare di dieci volte lo standard di conformità per i test con elio dei dispositivi biomedici, o un ordine di grandezza.

"Mentre miglioriamo la tecnologia bionica, gli impianti indossabili diventeranno più comuni, quindi è importante dare alle persone quel livello extra di garanzia di sicurezza, " ha detto il professor McKenzie.