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Arzneimittel-Verabreichungssysteme

Medikamentenspender – die Mischung macht´s

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Technische Kunststoffe eignen sich für die funktionalen Komponenten von Arzneimittel-Verabreichungssystemen, denn sie ermöglichen kosteneffiziente und kompakte Konstruktionen. Doch welches Material wählt man am besten für welches Teil?

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Bild 1 | Für jede Komponente der richtige Werkstoff: Bei diesem Insulin-Pen sind (im Uhrzeigersinn) der graue Clip und der Dosierwähler aus PBT, der grüne Druckknopf, die schwarze Kolbenstange, das innere Gehäuse und die grüne Kappe für die Kolbenstange aus PA, die weiße Sperrhülse (im Innengehäuse) und der Kupplungszylinder aus einem Acetal-Homopolymer.
Bild 1 | Für jede Komponente der richtige Werkstoff: Bei diesem Insulin-Pen sind (im Uhrzeigersinn) der graue Clip und der Dosierwähler aus PBT, der grüne Druckknopf, die schwarze Kolbenstange, das innere Gehäuse und die grüne Kappe für die Kolbenstange aus PA, die weiße Sperrhülse (im Innengehäuse) und der Kupplungszylinder aus einem Acetal-Homopolymer.
( Bild: Dupont )

Kunststoffe für medizintechnische Komponenten verbinden Chemikalien- und Sterilisationsbeständigkeit, Biokompatibilität, toxikologische Unbedenklichkeit, Liefersicherheit und konstante Einhaltung der spezifizierten Eigenschaften von Charge zu Charge mit sehr guten mechanischen Eigenschaften, hoher Maßhaltigkeit und Dimensionsstabilität sowie – last but not least – leichter Verarbeitbarkeit. Den größten Anteil stellen Standardkunststoffe wie Polyolefine und Styrolpolymere für Verpackungsanwendungen.

Fokus auf Funktionalität

Nur drei bis vier Prozent entfallen auf teilkristalline Thermoplaste wie thermoplastische Polyester (zum Beispiel PBT), Polyamide (PA) und Polyacetale (POM). Aber ihr Einsatz wächst, denn sie können sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Funktionalität von Komponenten verbessern.

Polyacetale finden auf Grund ihrer Zähigkeit und Steifigkeit, ihrer selbstschmierenden Eigenschaften und ihrer Dimensionsstabilität oftmals Anwendung für Zahnräder, Federn und andere mechanische Teile. Ihre Eignung für Schnappverbindungen und die Möglichkeit zur Integration multipler Funktionen in ein Bauteil können die Produktion wesentlich vereinfachen. Speziell in kleinen Mechanismen bieten Polyacetal-Homopolymere oft Festigkeits- und Anwendungsvorteile gegenüber Copolymertypen.

Unverstärkte Polyamide bieten sehr gute mechanische und tribologische Eigenschaften, aber Wasseraufnahme verändert ihre Steifigkeit und Dimensionsstabilität. Vorteile sind ihr gutes Formfüllvermögen auch in engen Kavitäten und ihre Hydrolysebeständigkeit gegenüber Dampf und Wasser. Glasfaserverstärkt können sie Metalle substituieren, weil sie hohe Festigkeit und Steifigkeit mit sehr hoher Zähigkeit verbinden.

PBT-Typen sind reibungsarm bei hoher Steifigkeit und Dimensionsstabilität. Ihre Steifigkeit und Zähigkeit liegen typischerweise unter denen von Polyacetalen, sie übertreffen diese jedoch hinsichtlich der Gamma-Sterilisierbarkeit. Sie bieten eine gute Farbkonstanz in Gegenwart hoher Temperaturen und sind sehr gut bedruckbar.

Reibung reduzieren

Thermoplastische Elastomere (TPE) verbinden viele erwünschte Eigenschaften von Elastomeren und Thermoplasten, so dass sie sich für flexible oder zyklisch belastete Teile eignen. Dupont Hytrel TPC-ET beispielsweise ermöglicht als Block-Copolymer eine Anpassung der Steifigkeit an die Anwendungsanforderungen. Und weil es keine Weichmacher enthält, können auch keine solchen austreten. Daher eignet es sich für Anwendungen mit hohen Anforderungen hinsichtlich extrahierbarer Substanzen. Auch TPE ermöglichen eine hohe Funktionsintegration und damit eine deutliche Reduzierung der Teilezahl.

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