Cinco razones por las que el vidrio es ideal para equipos médicos
1. Luminosidad superior
Al utilizar vidrio para fabricar fibras ópticas, que constituyen la base de los conductores de luz tanto flexibles como rígidos, se pueden esperar las mejores prestaciones de iluminación posibles. El alto índice de reproducción cromática del vidrio significa una alteración muy pequeña de la longitud de onda de la luz entrante en la fibra o en el conductor de luz con respecto a la luz saliente. Esto proporciona a los profesionales sanitarios la reproducción cromática más fiel a la realidad para observar tejidos. La gran apertura numérica, de hasta 1, disponible con las fibras de vidrio también permite una mayor entrada y transmisión de luz en las fibras, lo que genera campos de visión más grandes y permite que un haz de fibras más pequeño ilumine áreas más amplias. En cambio, debido a las limitaciones inherentes al material, las fibras ópticas poliméricas únicamente pueden alcanzar una apertura máxima de 0,5.
2. Resistente, pero aun así flexible
La resistencia mecánica del vidrio es excepcional, pero el material se vuelve flexible cuando es muy fino. Esta combinación de propiedades significa que las fibras de vidrio para conductores de luz pueden tener un diámetro de tan solo 30 micras (menos de la mitad del grosor de un cabello humano). Estos pequeños diámetros facilitan los estrechos radios de curvatura necesarios para proporcionar una elevada flexibilidad de movimiento a los endoscopios. Las fibras poliméricas muy finas, en cambio, suelen tener un diámetro de 500 micras y, en la mayoría de los casos, de 1 mm (1000 micras) o más. Para las aplicaciones de generación de imágenes las fibras de vidrio individuales pueden tener un diámetro de tan solo 4 micras, haciendo posible una elevada resolución de píxeles. Esto significa que puede viajar de un extremo del haz de fibras al otro una imagen detallada y clara.
Gracias a los conductores de luz fibroópticos la esterilización en autoclave y la elaboración a 134 °C, como es el caso en los endoscopios o las varillas fibroópticas para uso dental, resultan sencillas.
Las fibras hechas de vidrio especial son más flexibles y admiten un radio de curvado más pequeño que las fibras de plástico. Tienen un módulo elástico significativamente más alto.
3. Estable a altas temperaturas
Dado que el vidrio permanece estable a temperaturas de hasta 350 °C, los haces de fibras de vidrio flexibles y los conductores de luz rígidos pueden soportar perfectamente la esterilización en autoclave, en la que se alcanzan los 134 °C. Esto hace que el vidrio sea ideal para el suministro de luz en dispositivos reutilizables, como el instrumental dental y los endoscopios, que deben limpiarse y esterilizarse. La esterilización en autoclave no es una opción para los instrumentos que contienen fibras poliméricas, porque generalmente solo resisten temperaturas de hasta 80 °C.
4. Más opciones de diseño
Gracias a los diámetros extraordinariamente reducidos de las fibras de vidrio, un haz de fibra relativamente pequeño puede acomodar un gran número de filamentos individuales. Esto permite realizar geometrías complejas con haces de fibras pequeños. Cuando se utilizan como fuente de luz para endoscopios desechables, los pequeños diámetros de las fibras ópticas permiten posicionarlas alrededor de una cámara con una forma que ayuda a reducir la saturación excesiva de la cámara. Los haces de fibras de vidrio también pueden utilizarse para suministrar luz desde una única fuente de luz, a lo largo de varias derivaciones más pequeñas, hasta múltiples puntos. Se puede realizar con haces de fibra de vidrio la mezcla de luz LED roja, verde y azul para crear una luz blanca homogénea en el otro extremo. Como las fibras de vidrio son muy finas, cabe un mayor número de éstas en un haz de un determinado diámetro que en el caso de las fibras poliméricas, que son más gruesas. Con un mayor número de fibras se obtiene una luz de salida más homogénea.
5. Elevada resistencia química
Gracias a su alta resistencia química, el vidrio no reacciona con productos de limpieza, detergentes, ácidos, bases, disolventes ni pegamentos. Esto hace que los componentes de vidrio sean duraderos y fáciles de limpiar. Al ser un material inerte, no existe ningún riesgo de reacción alérgica al vidrio, porque no provoca ninguna respuesta inmunitaria del cuerpo. Los polímeros, en cambio, pueden reaccionar con diversas sustancias químicas y a veces provocar respuestas inmunitarias en el organismo. Muchos polímeros no pueden utilizarse con equipos médicos que trabajan a baja temperatura, como los de esterilización por plasma, porque reaccionan al peróxido de hidrógeno que se utiliza en este procedimiento.
¿Cómo conducen la luz las fibras de vidrio?
Las fibras de vidrio se fabrican a partir de varillas de núcleo de vidrio mediante procesos de trefilado de fibras y, por lo general, se elaboran posteriormente en forma de haces de fibras. Una fibra de vidrio está constituida por un revestimiento y un núcleo de vidrio conductor de la luz. Para garantizar que la luz es conducida con la menor pérdida posible a lo largo de la fibra se utiliza el principio de la llamada reflexión total.
Esto significa que en la frontera entre el revestimiento y el núcleo de la fibra la luz no se refracta, sino que se refleja completamente. Esto se consigue cuando el revestimiento de fibra presenta un índice de refracción más bajo que el núcleo de fibra de la fibra. Esto es aplicbale hasta un ángulo mínimo crítico, que es también el ángulo de apertura máximo de la fibra, con el que la luz incide sobre el revestimiento.
