MASTERBOND,EP30Med,作為假肢設(shè)備中傳感器封裝材料的應(yīng)用

醫(yī)學(xué)設(shè)備骨科、監(jiān)測植入式醫(yī)療設(shè)備的無線傳感器以及涉及干細(xì)胞和血小板的細(xì)胞研究，都需要高度專業(yè)化的診斷工具和技術(shù)。與體內(nèi)組織和液體接觸的測量儀器、診斷設(shè)備可能需要特定的屬性。這些屬性包括生物相容性、FDA批準(zhǔn)、機械性能、電氣絕緣等。田納西大學(xué)的研究人員在其醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用的測量工具和儀器中采用了EP30Med，因其具有低粘度、非快速固化時間、USP Class VI 認(rèn)證及其他性能特點。

應(yīng)用

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（Total Knee Arthroplasty, TKA）是一種廣泛應(yīng)用的關(guān)節(jié)置換手術(shù)。該手術(shù)通過用金屬和塑料覆蓋關(guān)節(jié)及髕骨的骨端來緩解關(guān)節(jié)炎膝關(guān)節(jié)的疼痛。作為一種侵入性手術(shù)，全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)解決了包括骨關(guān)節(jié)炎（退行性關(guān)節(jié)?。?、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（由炎癥引起的疼痛）和創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎（因傷害造成的疼痛）在內(nèi)的多種關(guān)節(jié)炎疼痛。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)對損壞的膝關(guān)節(jié)部位進行重建，通常是在治療現(xiàn)有骨骼無效后進行的。

為了驗證手術(shù)的成功，醫(yī)療設(shè)備設(shè)計師創(chuàng)建了幾種診斷工具。在其中一種應(yīng)用中，研究人員將應(yīng)變計安裝在脛骨的假肢組件上。這些應(yīng)變計通過應(yīng)變映射無線傳感器陣列讀取應(yīng)變數(shù)據(jù)，以獲取修復(fù)后的關(guān)節(jié)在膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)后的性能信息。

關(guān)鍵參數(shù)和要求

基于微懸臂梁的傳感器是創(chuàng)建準(zhǔn)確且計算高效的數(shù)據(jù)圖的關(guān)鍵。優(yōu)化傳感器的數(shù)量和大小是成功應(yīng)用的重大挑戰(zhàn)。傳感器必須記錄準(zhǔn)確的信息，而不會帶來過高的計算成本。這些傳感器需要用醫(yī)用級膠粘劑進行封裝，以保護它們免受損壞，并形成植入設(shè)備與骨組織之間的適當(dāng)界面。研究人員測試了幾種環(huán)氧樹脂，以選擇最優(yōu)的產(chǎn)品來記錄最佳的數(shù)據(jù)量。

在測試的環(huán)氧樹脂中，EP30Med由于其低粘度、非快速固化時間以及在固化過程中混合環(huán)氧樹脂中存在的氣泡量極少，證明是四種環(huán)氧樹脂中的最佳選擇，從而形成了耐用、均勻的一致性。

研究人員將30個微懸臂傳感器和一個控制樣品（力敏電阻器，F(xiàn)SR）用2mm的環(huán)氧樹脂進行了封裝，然后以20μm/min的速度加載測試。

結(jié)果

盡管最初由于環(huán)氧樹脂收縮遇到了一些挑戰(zhàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)將微懸臂傳感器嵌入環(huán)氧樹脂中是一種有效的、雖然勞動強度大的方法，用于創(chuàng)建適合于全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備。他們認(rèn)為EP30Med是此應(yīng)用的最佳環(huán)氧樹脂選擇，因其低粘度和高完整性的固化特性。

結(jié)論

醫(yī)療應(yīng)用中經(jīng)常采用EP30Med，因其低粘度、均勻性、最佳固化特性及行業(yè)認(rèn)證。該環(huán)氧樹脂通常對環(huán)境的溫度和濕度不敏感，并且能夠在不影響連接完整性和質(zhì)量的情況下，粘合多種材料。

除了上述應(yīng)用外，其他使用微懸臂梁的相關(guān)應(yīng)用也將極大地受益于使用EP30Med作為膠粘劑/封裝材料。例如，食品生產(chǎn)和安全（該環(huán)氧樹脂符合標(biāo)準(zhǔn)）、高頻共振器以及光熱光譜學(xué)等微懸臂梁應(yīng)用，都將受益于EP30Med的使用。

參考文獻

1. To, Gary; Mahfouz, Mohamed. 田納西大學(xué)骨骼肌肉研究中心。Qu, Wenchao; Islama, Syed K., 田納西大學(xué)電氣工程系，Knoxville, TN。多通道無線應(yīng)變映射儀器用于30個微懸臂梁和ASIC技術(shù)的全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。https://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/eng/research/grouplist/sensorsanddevi…
2. Mahfouz, Mohamed; Kuhn, Michael 和 To, Gary. 超寬帶系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)中的未來：骨科手術(shù)導(dǎo)航。http://cdn.intechopen.com/pdfs/17467/InTech-The_future_of_ultra_wideband…, 頁碼 307-308。

http://www.guanyatd.com/masterbond/EP30Med/