Датчик государственной важности
Как поднять конкурентоспособность высокотехнологичной отечественной медицинской аппаратуры на мировом рынке? Одна из компаний, которая занимается решением этого вопроса, – малое калужское предприятие, недавно выигравшее грант по программе «Развитие» Фонда поддержки инноваций.
Что такое МЭМС
Свой грант компания «Фотис» получила на продвижение проекта «Разработка МЭМС-датчиков для медицинских устройств мониторинга состояния здоровья человека».
МЭМС – это микроэлектромеханические системы, то есть устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты. Их размеры обычно не превышают 1 мм. Инженерная компания «Фотис» специализируется на разработке элементной базы и изделий электроники. Ее деятельность – разработка и производство опытных образцов сенсоров, преобразующих физический сигнал в электрический, и датчиков на их основе, созданных по МЭМС-технологиям.
В заявленном проекте разрабатывается три миниатюрных МЭМС-датчика, определяющих давление, температуру и поток газа.
Эти датчики, настроенные на заданный диапазон измерений, могут использоваться во всевозможных приборах. В данном случае авторы проекта создают датчики, ориентированные на диагностику параметров здоровья человека: в анестезиологическом оборудовании, в том числе аппаратах ИВЛ, спирометрах, термометрах, приборах измерения внутричерепного давления, инсулиновых помпах и т.д.
Компания «Фотис» создана в 2017 году.
В ее штате трудятся ученые ведущих университетов страны – МИЭТ, МФТИ, МГТУ.
В ноябре 2020 года компания принимала участие в Московском международном форуме инновационного развития с прототипом сенсорной «умной» стельки для предотвращения язв у больных сахарным диабетом, вошедшим в ряд лучших проектов 2019 года.
Также в 2020 году «Фотис» вошел в консорциум «Медицинская техника» от Международной ассоциации разработчиков, производителей и пользователей медицинской техники для участия в рабочей группе разработчиков и производителей аппаратов ИВЛ.
Удручающая зависимостьот импорта
Миниатюрные датчики давления и температуры в МЭМС-исполнении всегда пользуются спросом при изготовлении различных приборов, контролирующих жизнедеятельность человека, – и профессиональных медицинских, и спортивных, и бытовых. Датчики потока газов также используются во многих медицинских и прочих устройствах. Если подсчитать долю потребления различных МЭМС-датчиков, то датчики давления, температуры и потока составят больше четверти общего количества.
На территории РФ до 95 % рынка МЭМС-датчиков определяются импортом. В результате сотни отечественных предприятий, использующих эти электронные компоненты, оказываются постоянно зависимыми от зарубежных поставок, так как их производство в нашей стране отсутствует.
Например, в аппаратах ИВЛ устанавливается около 20 импортных точных датчиков 6-7 видов, произведенных в основном по МЭМС-технологии. Из них датчики давления, температуры и потока составляют 70-80 %. Поэтому так важно развить необходимое производство силами отечественных компаний, а также обеспечить их конкурентоспособность на мировых рынках в высокотехнологичных отраслях промышленности. Эта задача является одной из основных для развития экономики Российской Федерации, причем не только на сегодняшний день, но и в долгосрочной перспективе.
Фото предоставлено компанией «Фотис».
Ни один из видов разрабатываемых в этом проекте МЭМС-датчиков или их аналогов сегодня в России не производится.
Максимум практичности
ООО «Фотис» входит в рабочую группу разработчиков и производителей аппаратов ИВЛ консорциума «Медицинская техника» и нацелено на максимально быстрое и практичное применение изделий.
Предлагаемые датчики разрабатываются по габаритам, аналогичным импортным образцам, а значит, будут использоваться в аппаратах ИВЛ как импортозамещающая продукция. Кроме того, они найдут применение в оборудовании, связанном с контролем дыхания человека в сложных условиях, где необходима подача воздуха, а также контролем давления и температуры, например, для летчиков, космонавтов, подводников или пожарных.
Еще один плюс – кристаллы сенсоров (чувствительные элементы), изготовленные по МЭМС-технологии, имеют миниатюрные размеры в несколько миллиметров и обладают минимальным энергопотреблением, что особенно важно для носимого автономного диагностического оборудования.
Модификация датчиков даст возможность более широкого их применения – не только в медицине, но и во всех секторах экономики. Это позволит занимать целые рыночные ниши аналогичных импортных датчиков, не производящихся в России.
Команда разработчиков уверена в эффективности и перспективности новых датчиков, так как начинает не с нуля – еще в прошлом году был завершен проект, профинансированный Фондом поддержки инноваций, по созданию миниатюрных (1х1 мм) чувствительных МЭМС-элементов датчиков давления и температуры для применения в сенсорной стельке, предотвращающей возникновение язв у больных диабетом. Это была часть программы компании «Фотис» по разработке микродатчиков, не имеющих аналогов в нашей стране. Конструкция чувствительного элемента датчика давления не имеет аналогов в мире, уже получен патент на полезную модель (№ RU 207048 U1).
В нынешнем проекте предстоит завершить разработку опытных образцов датчиков давления и температуры, начатую в предыдущем проекте, усовершенствовав конструкцию для повышения чувствительности элементов, и разработать опытный образец датчика потока газов.
Как рассказал руководитель проекта Валерий Денисов, изготовление кристаллов сенсоров планируется на нескольких предприятиях по производству микроэлектроники города Зеленограда, владеющих соответствующими технологиями и имеющих необходимые производственные линии и оборудование (сегодня эти предприятия существенно недогружены заказами). Сборка датчиков также поручена Зеленограду, но контроль готовой продукции «Фотис» берет на себя.