Kunststoffe für die Medizintechnik

Medikamente sachgerecht verabreichen

Kunststoffe für steigende Anforderungen der Medizintechnik. Neben hohen Anforderungen aus verschiedenen Zertifizierungen müssen Kunststoffe in medizintechnischen Systemen typischerweise eine Fülle spezieller Eigenschaften aufweisen. Dauerhafte Resistenz gegen aggressive Reinigungsmittel und andere Chemikalien gehören regelmäßig dazu, bei den oft filigranen Konstruktionen auch Bruchsicherheit und gute Verarbeitungseigenschaften. Nicht zuletzt sind attraktive und praktische Oberflächen gefordert.

Ein neues Polycarbonat soll sich durch besonders hohe Lebensdauer, Beständigkeit gegenüber Krebsmedikamenten, Verwendbarkeit in IV-Verbindungen und kontinuierliche Innovation im Gesundheitsbereich, auszeichnen. (Bild: Covestro)

Nicht nur, wenn ein Patient Medikamente für eine lebensrettende Krebsbehandlung benötigt, muss alles reibungslos funktionieren und gut aufeinander abgestimmt sein. Das gilt auch für den Kunststoff, aus dem die Luer-Verbindungen und andere Konnektoren bestehen. Hier gibt es allerdings Unterschiede: Verschiedene Materialien sind nicht ausreichend beständig gegen Reinigungsmittel sowie aggressive Lösungsmittel, wie sie typischerweise in Krebsmedikamenten und anderen Präparaten eingesetzt werden. Als Folge können Risse und Schäden an wichtigen Komponenten entstehen. Auf solche Anforderungen abgestimmt ist laut Hersteller Covestro das neue Polycarbonat Rx3440 der Marke Makrolon. Es biete hervorragende Chemikalien- und Rissbeständigkeit, so dass Fachkräfte die Patienten sicherer mit onkologischen Präparaten behandeln können.

Umfangreiche Laboruntersuchungen bestätigen, dass dieser Kunststoff besser gegen Chemikalien und Krebsmedikamente geschützt ist als andere transparente Harze für IV-Zugangskomponenten. Außerdem zeigt er die beste Stabilität gegenüber Spannungsrissen und ermöglicht so zuverlässigere IV-Verbindungen. Als weitere Vorteile werden genannt:

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  • Biokompatibilität gemäß der internationalen Norm ISO 10993-1 und USP Class IV
  • gute Strukturfestigkeit für dünnwandige Teile
  • Unempfindlichkeit gegen Fehlbedienung aufgrund der hohen Härte
  • gute Dimensionsstabilität bei Transport und Lagerung

Covestro hat einen eigenen Prüfapparat konstruiert, damit Kunden die chemische Beständigkeit ihrer Luer-Komponenten testen können. Er spielte auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Kunststoffs. Er ermögliche das Eintauchen unter realitätsnahen Bedingungen und biete eine einstellbare Kraft für eine beschleunigte Prüfung. Entwickelt worden sei der Kunststoff auch im Hinblick auf den hoch regulierten Markt. Er soll spezielle Bedürfnisse hinsichtlich der Produkteigenschaften erfüllen, aber nur eine minimale Bewertung und Neuqualifizierung durch Kunden erfordern.

Merz Pharma fertigt das Gehäuse für das Motormodul seines Cellfina-Systems aus einem flammgeschützten Polycarbonat-Blend. (Bild: Covestro)

Zusätzliche Aufgabe Flammschutz
Im Gerätebau ist das Thema Flammschutz generell ein Thema, in der Medizintechnik noch stärker. Hier werden solche Anforderungen aber kombiniert mit anderen medizintechnischen Besonderheiten. So hat das Unternehmen Merz Pharma spezielle Polycarbonate für sein Cellfina-System gewählt. So erfüllt das Polycarbonat-PBT-Blend Makroblend M4000 FR PC+PBT bei 2 Millimeter Schichtdicke die Kategorie V-0 der Flammschutzvorschrift UL94 der Underwriters Laboratories. Bei 3 Millimetern Dicke wird die Kategorie 5VA erreicht. Außerdem zeichnet sich der Werkstoff durch sehr gute Chemikalienbeständigkeit aus.

Darüber hinaus ist das Produkt für Anwendungen mit Hautkontakt zugelassen und biokompatibel entsprechend der ISO-Normen 10993-5 (Zytotoxizität) und 10993-10 (Hautreizung und Sensibilisierung). Weitere Vorteile sind die hohe Härte und Spannungsrissfestigkeit, außerdem eine gute Fließfähigkeit und ein hoher Elastizitätsmodul.

Für tragbare Gesundheits-Patches werden nun auch Blasfolien mit sehr hohen Mattgrad angeboten, wie er bisher nur bei gegossenen Folien erzielt wurde. Sie eignen sich gut für Wearables, die über eine längere Zeit auf der Haut getragen werden müssen. (Bild: Covestro)

Merz Pharma, ein auf Ästhetik und Neurotoxine spezialisiertes Unternehmen mit Sitz in Frankfurt am Main, entschied sich aufgrund seiner guten Eigenschaften für das Material und fertigt daraus Gehäuse für das Motormodul seines Cellfina-Systems. Diese minimalinvasive Behandlungsmethode soll das Erscheinungsbild von Cellulite über einen Zeitraum von bis zu drei Jahren verbessern und ist nach Unternehmensangaben die einzige von der amerikanischen Arzneimittel-Überwachungsbehörde FDA zugelassene Methode ihrer Art.

„Während unserer engen Zusammenarbeit mit Merz Pharma haben wir chemische Daten, Prüfplatten und kundenspezifische Farbmuster zur Verfügung gestellt, um hochwertige, bewährte Werkstoffe für das Behandlungssystem auszusuchen“, erläutert Richard Aldrich, der das Polycarbonatgeschäft von Covestro LLC im Südwesten der USA betreut. „Das Motormodul wird vor jedem Einsatz mit aggressiven Desinfektionsmitteln behandelt, muss also sehr beständig gegenüber Chemikalien sein. Zusammen mit seinen guten Flammschutzeigenschaften ist unser Polycarbonat-Blend deshalb das Material der Wahl.“ In den sterilisierten Einwegteilen kommt außerdem das Polycarbonat Makrolon 2458 zum Einsatz. Es ist für medizintechnische Anwendungen geeignet, da es entsprechend ISO 10993-1 als biokompatibel eingestuft ist. Der leichtgewichtige Werkstoff ist leicht entformbar und dank seiner niedrigen Viskosität gut zu verarbeiten. Beide Polycarbonat-Produkte schützen dauerhaft die Elektronik der Geräte und sind ästhetisch ansprechend.

Matte Folien für die Medizintechnik
Hautverträglichkeit spielt auch bei einer neuen Behandlungstechnologie eine Rolle – wenn sie zu Gesundheits-Patches (Wearables) verarbeitet werden. Bereits im Herbst 2017 wurden erstmals Blasfolien unter der Marke Platilon mit sehr hohem Mattgrad vorgestellt, wie er bisher nur bei gegossenen Folien erzielt wurde. Die neuen Produkte ermöglichen eine effizientere Herstellung und zugleich ein modernes Design. Sie bieten aber auch bei klassischen Anwendungen wie Wundabdeckungen Vorteile.

Dank ihrer matten Oberfläche fühlen sich die Folien angenehm an. Bei Berührung mit Kleidung zeigen sie weniger Reibungsverluste als ihre glänzenden Pendants und sind deshalb länger haltbar. Und im OP sorgen die Antireflexfolien dafür, dass das Personal nicht durch grelles Licht geblendet wird.

Elektronik auf der Haut
Wearables bieten ein enormes Marktpotenzial, auch wenn dafür noch einige technische Herausforderungen zu meistern sind. Etwas breiteren Einsatz finden die kleinen elektronischen Pflaster bereits im Gesundheitswesen. Verbraucher bestimmen damit ihren Fitnessgrad, messen Körpertemperatur und Herzfrequenz oder bewerten die Schlafqualität. Weiter entwickelte und intelligentere Produkte sollen künftig auch medizinische Diagnosen und Behandlungen unterstützen oder Medikamente dosiert abgeben.

Für diese Anwendungen müssen Wearables längere Zeit auf der Haut des Patienten verbleiben und bequem zu tragen sein. „Durch clevere Kombination verschiedener Materialien entstehen Produkte, die sich sanft an die Haut anschmiegen und außerdem atmungsaktiv und antiallergisch sind“, erläutert Gerd Büschel, Folienexperte bei Covestro. Das Pflaster wird mit einem gut verträglichen und atmungsaktiven Klebstoff auf der Haut fixiert, der zudem lösemittelfrei ist. Neben den neuen matten Folien stehen auch maßgeschneiderte Polyurethan-Rohstoffe für die elektronischen Pflaster zur Verfügung.

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