E_Engineering
Sichere Blutsauerstoffmessung für neu entwickeltes Schlafdiagnosesystem sichergestellt.
Filigranen Stecker mit guten Wechselbiegeeigenschaften und wasserdichten SpO2-Sensor mit TPU-Leitung zuverlässig miteinander verbunden.
Hochdiffizile Verbindungstechniken in optimierten Verarbeitungsprozessen entwickelt.
SpO2-Sensor aus Silikon mit robuster TPU-Leitung
Fingerspitzengefühl für hochdiffizile Herausforderungen bewiesen.
Sichere Blutsauerstoffmessung dank Great Performance Engineering: Der Hersteller eines neu entwickelten Schlafdiagnosesystems beauftragte uns mit der Neukonfektionierung seines spezifischen Steckers einerseits und der Verbindung des Sensors mit einer robusten TPU-Leitung andererseits. Entstanden ist ein zuverlässiger, absolut wasserdichter SpO2-Sensor mit einem filigranen Stecker, der über gute Wechselbiegeeigenschaften verfügt. So sorgt er in der Schlafdiagnostik für eine sichere Blutsauerstoffmessung. Denn Pulsoxymetrie ist für Patienten überlebenswichtig.
DIE AUFGABE
Ohne Sauerstoff geht es nicht. Eingeatmet, reichert er in der Lunge das Blut an, das – vom Herz aus durch die Adern gepumpt – die Muskeln versorgt. Dieser Konnex von Atmung, Sauerstoffumwandlung und Lungenfunktion wird mittels Pulsoxymetrie über den Grad der Sauerstoffsättigung beobachtet. Überwacht werden lebensnotwendige Funktionen der Patienten mittels SpO2-Sensoren, die allerhöchsten Anforderungen hinsichtlich Funktion, Zuverlässigkeit und Qualität gerecht werden müssen.
Unser Auftrag war es, für ein neu entwickeltes Schlafdiagnosesystem einen bestehenden SpO2-Sensor mit einem neuen – kundenspezifischen – Stecker zu versehen. Dafür galt es einerseits, eine Konfektionierung von Stecker und Leitung zu entwickeln, die auf engem Raum gute Wechselbiegeeigenschaften bietet.
Andererseits ging es darum, für den Sensoranschluss eine sichere Verbindung von Silikon und TPU zu gewährleisten. Dies verlangte obendrein eine besonders prozessoptimierte Verarbeitung sowie eine Kostenoptimierung durch den Einsatz neuer Sender- und Empfängerkomponenten für die Rot- und Infrarot-Diode. Die Ausführung musste gemäß der EN 80601-2-61 – Teil 2-61 erfolgen. Die Norm definiert die für medizinische elektrische Geräte besonderen Festlegungen für die Sicherheit einschließlich der wesentlichen Leistungsmerkmale von Pulsoxymetriegeräten.
DIE HERAUSFORDERUNGEN
Die Herausforderung dieser Aufgabe bestand also auf Steckerseite darin, eine Tülle zu entwickeln, die sowohl dem begrenzten Bauraum des im Verhältnis zum Kabeldurchmesser filigranen Steckers genügte, als auch über gute Wechselbiegeeigenschaften verfügte.
Die zweite Herausforderung war, die Materialverbindung zwischen TPU-Leitung und Silikonfingerkappe auf der Sensorseite wasserdicht zu gestalten. Es mussten einerseits die neuen Dioden und Sensorelemente mit Silikon und die TPU-Leitung im beheizten Silikonwerkzeug umspritzt werden. Beides jeweils ohne die Dioden und Sensorelemente sowie den Leitungsmantel zu beschädigen. Es war eine komplexe und komplizierte Aufgabe, die – passend zur Fingerkappe, für die der SpO2-Sensor überarbeitet wurde – besonderes Fingerspitzengefühl erforderte.
Die Lösung
Gelöst haben wir bei NICOLAY diese Aufgabe, indem wir im Silikonwerkzeug die für die Umspritzung der Sensoren bestimmten Bereiche thermisch entkoppelt haben, sodass sich ein Aufschmelzen des TPU-Leitungsmantels verhindern ließ. Die Materialverbindung zwischen dem Silikonmaterial der Fingerkappe einerseits und der Leitung andererseits wurde schließlich durch eine spezielle Oberflächenbehandlung erzielt. Sprich: Wir haben für einen filigranen Stecker eine filigrane Halterung entwickelt und die Lötparameter sowie das Lötequipment entsprechend fein definiert. Die Herausforderung, die Dioden mit Silikon zu umspritzen, haben wir durch möglichst hitzebeständige Sensoren gemeistert. Dabei wird durch fortlaufende Funktionstests während des Spritzprozesses die Unversehrtheit der elektronischen Komponenten beständig dokumentiert.
Für die Steckerseite ließ sich nach Wahl des passenden Materials die speziell konstruierte Tülle exakt an das Gehäuse des Steckers anpassen. Das Ergebnis überzeugt durch gute Wechselbiegeeigenschaften und hohe Zuverlässigkeit.
Entstanden ist ein neu konfektionierter, absolut wasserdichter SpO2-Sensor, dessen Stecker über eine speziell entwickelte und exakt angepasste Tülle verfügt, während auf der Sensorseite zwei Materialien – Silikon und TPU – zuverlässig miteinander verbunden wurden. Damit ist die in der Schlafdiagnostik absolut zuverlässige Blutsauerstoffmessung gewährleistet. Denn eine gute Sauerstoffsättigung ist für Patienten überlebenswichtig.
