Qui dit soins à domicile et mobiles, dit portabilité des dispositifs médicaux. Une exigence qui se répercute sur les composants de ces DM, comme l'explique ici Emerson pour ce qui concerne les électrovannes. Ces éléments doivent en effet combiner de nombreuses qualités, notamment celle d'être personnalisables.

Par Jim Perry, Directeur des ventes internationales d’Emerson pour l’industrie pharmaceutique et médicale.

La conception de dispositifs médicaux adaptés aux soins à domicile et mobiles est en plein essor. La plupart des fabricants du secteur médical ont déjà réalisé des investissements importants sur ce marché, avec deux axes de développement principaux : la portabilité et la facilité d’utilisation.

Electrovannes utilisées dans des machines de dialyse péritonéale (crédit photo : Emerson).

Un grand nombre de dispositifs médicaux utilisables à domicile intègrent des électrovannes. Réputés fiables, ces actionneurs sont utilisés dans les commandes des dispositifs pour piloter la direction d'un flux d’air ou d'un autre gaz, ou encore pour réguler la pression d'un gaz ou d'un liquide. A titre d'exemple, les électrovannes sont essentielles au fonctionnement des concentrateurs d’oxygène, des dispositifs de compression médicale, des surfaces d’appui thérapeutiques et des équipements de dialyse. Tous ces dispositifs ont en commun de devoir s’adapter au passage de l'environnement traditionnel qu'est l'hôpital, à un établissement de soins intermédiaires ou à un environnement à domicile. Ils doivent bien sûr aussi satisfaire aux exigences réglementaires relatives aux dispositifs médicaux.

Pour répondre au besoin d'adaptation à ces nouveaux environnements, l'électrovanne doit être à la fois précise, hautement durable, compacte, légère, mais aussi simple d’utilisation et d’entretien.

Une portabilité nécessitant compacité et légèreté

Dans la plupart des dispositifs médicaux impliquant du gaz sous pression, cette dernière est inférieure à la pression que l'on rencontre dans les applications industrielles, c’est-à-dire en dessous de 2 bar (30 psig). Par conséquent, une électrovanne utilisée dans un DM doit être nettement plus sensible que dans l'industrie pour pouvoir commander de petites variations de débit et de pression.

Le groupe américain Emerson répond aux besoins de contrôle de fluides des fabricants de DM avec les électrovannes ASCO et produits associés (distributeurs/manifolds, raccords, capteurs, filtres, régulateurs...).

L'une des gammes les plus populaires dans ce secteur est la série RB. Légère et compacte, elle offre la possibilité de personnaliser facilement le corps de l’électrovanne pour lui permettre de réguler avec précision les débits dans différentes configurations, tout en s’intégrant dans l’enveloppe de conception globale du dispositif.

Série 090 (crédit photo : Emerson).

Cette série RB a été récemment adaptée pour donner naissance à la série 090, avec des électrovannes à deux ou trois voies offrant des performances semblables, mais dans un encombrement encore plus réduit (10,8 x 13,7 x 28 mm). Conçues pour être utilisées avec de l’air et des gaz inertes, les vannes de la série 090 conviennent particulièrement aux applications portables d’oxygénothérapie. Elles bénéficient d'une durée de vie utile de plus de 50 millions de cycles.

Un nombre croissant d’électrovannes sont spécifiquement conçues ou adaptées pour les dispositifs portables ou de soins à domicile. Pour ces applications, l’accent est mis sur des électrovannes compactes et légères qui offrent des débits élevés avec une consommation d’énergie minimale. Certaines conceptions d'électrovannes permettent d’utiliser un circuit de réduction de la puissance, qui revêt une importance particulière pour les applications où les DM doivent être alimentés par une batterie. Ce type d'innovation permet en effet de diminuer le niveau de puissance global nécessaire au fonctionnement de l'électrovanne.

Que faut-il attendre d'un fournisseur d'électrovannes ?

Il est important que le fournisseur sache combiner les fonctions d’électrovannes avec le feedback des capteurs, et construire les interfaces électroniques nécessaires pour automatiser (et simplifier) le fonctionnement des dispositifs. Il doit aussi être en capacité de concevoir, personnaliser et fournir des sous-ensembles complets au fabricant de DM. En effet, il est préférable d'obtenir des sous-ensembles entièrement montés, testés et prêts à être intégrés et utilisés dans le produit final.

De nombreux fournisseurs d’électrovannes miniatures proposent des gammes de produits standard. Cependant, compte tenu des défis de conception uniques auxquels sont confrontés les fabricants de dispositifs médicaux (portabilité, efficacité énergétique, évolutivité et utilisation des données numériques), il peut être avantageux de travailler avec des fournisseurs qui développent des configurations d’électrovannes personnalisées pour répondre à des exigences précises.

Pour ce faire, il faut que le fournisseur :

• dispose de ressources d’ingénierie directement mobilisables, afin d’adapter rapidement des produits standard pour en faire des configurations personnalisées,
• soit expérimenté en matière d’intégration de l’électronique dans des solutions de commande miniatures et d’électrovannes dans des sous-ensembles complets,
• soit doté de systèmes d'assurance qualité pour la conception et la production, qui soient conformes aux réglementations relatives aux dispositifs médicaux (FDA et marquage CE).

Car s'il doit évidemment maîtriser la conception d'électrovannes miniatures, le fournisseur doit aussi être au fait des exigences réglementaires spécifiques aux applications de DM dans le monde entier. C'est ce qui va lui permettre d'aider le concepteur à contrôler la configuration de son dispositif, tout en accélérant son cycle de développement. Le produit  pourra ainsi être mis en production puis commercialisé plus rapidement.

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