Kunststoffe

Was können thermoplastische Elastomere?

| Redakteur: Kathrin Schäfer

TPE-Werkstoffe eignen sich für technisch anspruchsvolle Schlauchsysteme mit geringem Abrieb, hoher Festigkeit und Knickbeständigkeit...
TPE-Werkstoffe eignen sich für technisch anspruchsvolle Schlauchsysteme mit geringem Abrieb, hoher Festigkeit und Knickbeständigkeit... (Bild: Actega DS)

Ob Schlauchsystem oder Kanüle – thermoplastische Elastomere können vulkanisierte Kautschuke, PVC und Silikon oftmals ersetzen. Vorteile der TPE-Werkstoffe: Ihre Flexibilität, thermische und Medienbeständigkeit sowie Vorteile bei Verarbeitung und Recycling. Sie stehen daher in der Medizintechnik hoch im Kurs.

TPE können aufgeschmolzen, extrudiert und spritzgegossen werden. Sie bieten eine Reihe verarbeitungstechnischer Vorteile gegenüber Kunststoffen mit vergleichbarem Eigenschaftsprofil. So liegen TPE in Granulatform vor und werden durch thermische Umformprozesse in die gewünschte Form gebracht. Vernetzer oder andere reaktive Zusatzstoffe sind nicht notwendig. Die Unbedenklichkeit im Kontakt mit dem Körper ist durch Studien nach ISO 10993 und USP nachgewiesen worden.

TPE-Werkstoffe stehen daher in der Medizintechnik hoch im Kurs. Ihr Einsatz reicht von preisgünstigen Einwegartikeln wie Tropfkammern für Infusionen oder einfachen Verschlusskappen bis zu technisch anspruchsvollen Schlauchsystemen mit geringem Abrieb, hoher Festigkeit und Knickbeständigkeit.

Vom Schlauchsystem …

Sicherheit und Zuverlässigkeit der eingesetzten Werkstoffe stehen hierbei an erster Stelle. Das gilt insbesondere für hochsensible Bereiche – wie z.B. medizinische Schläuche. So soll es vor allem zu kontrollierbarer Wechselwirkung zwischen Schlauchmaterial und pharmazeutischen oder körpereigenen Stoffen kommen. Es ist ein hohes Maß an Transparenz für den optischen Flow-Control gefordert sowie mechanische Festigkeit und die Möglichkeit der Einbringung röntgenkontrastgebender Streifen im Schlauchsystem.

… bis zur Kanüle

Ebenso anspruchsvoll stellt sich das medizinische Umfeld dar, in dem Kanülen zum Einsatz kommen, gehen diese dem Patienten doch förmlich unter die Haut. Das wiederum erfordert ebenfalls Biokompatibilität, die Eignung nach USP VI/ISO 10993 sowie minimale Migration. Bei der Entwicklung der TPE-Rezepturen für sein Provamed-Portfolio hat Actega DS daher darauf geachtet, dass ein niedriges Migrationspotential, Biokompatibilität, Sicherheit vor Schleimhautirritationen, PVC-, Phthalat-, Silikon- und Latex-Freiheit sowie die Sterilisier-/ Autoklavierbarkeit des Materials gewährleistet sind.

In Sachen Sterilisierbarkeit

Sterilisation ist überhaupt ein Schlüsselwort im medizinischen Umfeld. Unter den Aspekten wirtschaftlicher und technischer Machbarkeit haben sich die Methoden Begasung mit Ethylenoxid, Bestrahlung mit Gamma- oder Beta-Strahlen und Heißdampfverfahren im Autoklaven etabliert. Alle Verfahren können eine biologische Kontamination verhindern, andererseits haben sie deutliche Auswirkungen auf das eingesetzte Material. Bei einer hochenergetischen Gamma-Bestrahlung können dies beispielsweise schnelles Altern, Versprödung, Verfärbung, Veränderung der mechanischen Eigenschaften sein. Die hohen Temperaturen im Autoklaven wiederum können zu Schrumpfung, Deformation oder sogar Schmelzen des Kunststoffes führen. Um diese negativen Einflüsse zu vermeiden, müssen die Komponenten und Werkstoffkombinationen sehr sorgfältig zusammengestellt und stabilisiert werden.

Umfangreiche Tests der unterschiedlichen Varianten bei Sterilisation durch Gammabestrahlung, Autoklavierung und Begasung mit Ethylenoxid zeigen die Resistenz der Provamed-Werkstoffe gegen die genannten Verschleißmerkmale auf. So liegt die Zugfestigkeit der Provamed-TPE nach einer Bestrahlung mit 25 kGy noch bei den Ausgangswerten. Die hohen Temperaturen im Autoklaven können sogar einen positiven Effekt auf Relaxations- und Kristallisierungsprozesse einiger Polymere haben, die in der TPE-Rezeptur enthalten sind. Das kann zur Erhöhung der Zugfestigkeit und Bruchdehnung führen. Ähnliche Effekte konnten bei der Begasung mit Ethylenoxid festgestellt werden: Damit ist bewiesen, dass sich diese TPE-Werkstoffe für alle medizinischen Applikationen, die eine Sterilisation des fertigen Produktes erfordern, eignen.

Kontakt:

Ergänzendes zum Thema
 
Wachsender Markt für Materialentwicklungen

Actega DS GmbH

D-28219 Bremen

www.provamed.de

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