Come l'industria medica trae vantaggio dai motori in miniatura

di William Mason

8 marzo 2023

09:30

William Mason, amministratore delegato dell'azienda specializzata in motori e azionamenti maxon nel Regno Unito e in Irlanda, spiega come i piccoli motori stanno guidando l'innovazione in uno dei settori maxon in più rapida crescita: quello medico.

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guanti chirurgici

La tendenza alla miniaturizzazione continua ad essere rilevante poiché molti settori sono spinti a ridurre pesi e ingombri per risparmiare spazio e migliorare l’esperienza dell’utente. I moderni strumenti chirurgici, ad esempio, vengono resi più piccoli e leggeri per migliorare la precisione e allo stesso tempo aumentare il comfort e la sicurezza dell’utente.

I dispositivi medici variano notevolmente in termini di dimensioni e peso, dagli impianti attivi, di peso compreso tra 20 e 50 grammi, agli strumenti chirurgici più grandi e pesanti. Per questo motivo, ciascun dispositivo avrà i propri requisiti motori. Ad esempio, gli impianti attivi devono resistere alle elevate concentrazioni di sale all’interno del corpo umano. Nel frattempo, gli strumenti chirurgici necessitano di motori con densità di potenza elevate e senza ingranaggi, per limitare vibrazioni e rumore.

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Nonostante queste differenze, una cosa rimane la stessa: la necessità di piccoli motori. Infatti, ora è possibile produrre controller per motori più piccoli di un francobollo, aggiungendo moduli di controllo aggiuntivi ove necessario per migliorarne le capacità e la precisione.

In qualcosa di così piccolo come un impianto attivo, la riduzione del peso sembra ovvia perché il dispositivo è incorporato da qualche parte nel corpo. Ma per qualcosa di più grande come un trapano chirurgico, la miniaturizzazione è altrettanto importante.

Ciò è diventato evidente quando maxon ha fornito un azionamento diretto DCX configurabile a una clinica di sostituzione dei capelli con sede a Dublino che desiderava creare un trapano per l'estrazione del follicolo pilifero in sostituzione del dispositivo ingombrante e ingombrante esistente. Poiché le procedure di sostituzione dei capelli possono durare dalle tre alle quattro ore, a seconda del numero di capelli innestati, era necessario un dispositivo leggero per ridurre l’affaticamento dell’utente e ottimizzare la precisione. Il trapano risultante offriva un'elevata densità di potenza e coppia in un ingombro compatto, la punta misurava solo 0,8 millimetri di larghezza.

Piccoli motori sono necessari anche nella mioelettrica, una tecnologia che utilizza sensori per riconoscere e misurare le contrazioni muscolari negli arti protesici. Ciò è stato dimostrato quando Myomo, con sede nel Massachusetts, aveva bisogno di diversi piccoli motori e controller per gestire più funzionalità contemporaneamente nel gomito, nella mano e nelle dita del suo tutore per braccio motorizzato, MyoPro 2+.

Per qualcuno che ha perso l’uso di un braccio a causa di un ictus o di una lesione cerebrale traumatica, riacquistare la massima funzionalità possibile è vitale per migliorare la qualità della vita. Se un tutore è complicato da sollevare, le funzioni del dispositivo saranno limitate e gli utenti potrebbero correre un rischio maggiore di ulteriori lesioni, come sforzi ripetitivi sulla spalla o sul collo. Questo è il motivo per cui MyoPro 2+ doveva essere il più leggero possibile, permettendogli di sembrare un'estensione naturale del corpo, piuttosto che un dispositivo medico.

Per raggiungere questo obiettivo, l'azienda ha utilizzato un motore miniaturizzato maxon DCX19 nel giunto a gomito e un RE13 con riduttore epicicloidale integrato per le operazioni manuali. Entrambe le gamme di motori offrono una maggiore densità di potenza con un ingombro ridotto, solitamente compreso tra 6 e 35 mm a seconda dell'applicazione. Per questo tutore vengono utilizzati più motori in miniatura in diverse aree, con l'obiettivo di migliorarne la funzionalità e consentire agli utenti di svolgere comodamente le normali attività quotidiane.

Si può affermare con certezza che la necessità di motori più piccoli aumenterà notevolmente man mano che le aziende del settore medico continuano a miniaturizzare i propri progetti. Con 60 anni di esperienza e capacità globale di ricerca e sviluppo, maxon è ben posizionata per fornire motori specialistici e leggeri da integrare in piccoli dispositivi.

di William Mason

8 marzo 2023

09:30