Des physiciens appliqués de l'Université de Sydney ont proposé de nouvelles normes pour mesurer les fuites d'humidité dans les dispositifs bioniques tels que les stimulateurs cardiaques, implants auditifs cochléaires et remplacements rétiniens.

Les chercheurs, qui a reçu un financement de partenariat industriel par l'intermédiaire du Conseil australien de la recherche pour entreprendre l'étude, disent que les nouvelles normes d'humidité pourraient donner aux porteurs d'implants bioniques une confiance supplémentaire dans le fonctionnement des dispositifs qui changent la vie. Ils disent également que le régime amélioré de test d'humidité pourrait être utilisé dans l'industrie émergente des énergies renouvelables où les cellules solaires de nouvelle génération nécessitent des normes élevées de contrôle de l'humidité.

Les implants bioniques doivent pouvoir fonctionner avec succès dans les environnements humides du corps humain. Alors que le potentiel de fuites importantes dans les appareils est facile à détecter pendant la fabrication, les petites fuites peuvent échapper à la détection et des tests standard sont nécessaires pour assurer la sécurité et prévenir les défaillances dues à l'humidité.

Le professeur David McKenzie de la School of Physics de l'Université de Sydney a déclaré :« La mesure précise de la pénétration de l'humidité dans les dispositifs médicaux est essentielle pour garantir des performances à long terme. Une mesure précise nécessite une norme industrielle précise pour évaluer les risques de fuite.

Il a dit qu'il existe des systèmes disponibles dans le commerce qui mesurent l'humidité relative, mais ceux-ci ne sont pas assez sensibles pour les applications les plus exigeantes dans les dispositifs biomédicaux implantables. Grâce à la technologie de spectroscopie de masse, la mesure de l'hélium comme indicateur des fuites d'humidité est un test standard de facto de l'industrie pour les petites fuites critiques difficiles à détecter.

En pratique et dans la plupart des cas, le test à l'hélium des dispositifs bioniques est une bonne norme, mais en améliorant la compliance d'un facteur 10, nous pensons que l'industrie peut garantir davantage la sécurité des implants biomédicaux, " a déclaré le professeur McKenzie.

"Les tests de détection de fuites à l'hélium sont largement utilisés pour la localisation de fuites plus sensibles, mais la mesure directe des fuites d'eau gazeuse ou liquide à des sensibilités similaires s'est avérée trop difficile jusqu'à présent, " il a dit.

Le professeur McKenzie et ses collègues du National Measurement Institute du gouvernement australien ont développé un test de fuite standard et montré comment l'utiliser pour vérifier la qualité des encapsulations, ou le confinement des dispositifs médicaux.

Ils ont publié leurs recherches dans l'American Chemical Society's Matériaux appliqués et interfaces .

L'auteur principal, le Dr Wenwen Lei du National Measurement Institute, a déclaré :"Pour les sensibilités très élevées, il est important que nous essayions de mesurer directement les risques de fuite d'eau plutôt que la mesure de facto de l'hélium, ce qui n'est pas aussi précis.

"L'eau a des capacités spéciales pour pénétrer à travers de très petits espaces étant donné son comportement différent. Par exemple, il a été récemment découvert que l'eau agit d'une manière vraiment étrange dans les nanotubes de carbone, où l'eau ne semble pas toucher les côtés de minuscules passages pas beaucoup plus larges qu'un millionième de cheveu humain."

Le professeur McKenzie a déclaré:"Une telle" nanofuite " serait vraiment grave si elle se produisait dans des dispositifs médicaux, en particulier ceux avec beaucoup d'ouvertures de traversée, comme l'œil bionique."

La nouvelle fuite d'humidité standard innove en étudiant le comportement de l'eau dans un matériau polymère stable. En utilisant les nouveaux tests, les chercheurs ont directement comparé les fuites d'eau aux fuites d'hélium dans les structures d'essais biomédicaux. Ils ont constaté que dans la majorité des cas, les mesures calibrées des taux de fuite d'humidité dépassent les taux de fuite d'hélium, surtout pour les très petites et grandes fuites.

Compte tenu de leurs découvertes selon lesquelles l'eau peut fuir jusqu'à 10 fois le taux de fuites d'hélium, ils proposent de décupler la norme de conformité pour les tests à l'hélium des dispositifs biomédicaux, ou un ordre de grandeur.

« Alors que nous améliorons la technologie bionique, les implants portables deviendront plus courants, il est donc important de donner aux gens ce niveau supplémentaire d'assurance de sécurité, " a déclaré le professeur McKenzie.