Náhrada PFAS v lékařském průmyslu

Mnoho zdravotnických prostředků vyžaduje hydrofobní povrch, který zabrání přilnutí buněk nebo optimalizuje kluzné a třecí vlastnosti. Fraunhofer IFAM vyvinul fluorfree povlaky, které napodobují vlastnosti dříve použitelných fluoropolymérů, jak ukazuje hydrofobní povlak na syntetickém netkaném materiálu. © Fraunhofer IFAM / Mnoho zdravotnických produktů vyžaduje hydrofobní povrch, aby se zabránilo přilnutí buněk nebo optimalizovaly kluzné a třecí vlastnosti. Fraunhofer IFAM vyvinul fluorfree povlaky, které napodobují dříve použitelné vlastnosti fluoropolymérů, jak ukazuje hydrofobní povlak na netkané syntetické tkanině. © Fraunhofer IFAM

Vakuumultrafialová modifikace silikonových povrchů je možnou náhradou za fluoraci v plynném stavu. Odolná proti nečistotám a opotřebení funkční vrstva umožňuje široké spektrum použití v medicínské technice, od protetik s přizpůsobeným pocitem po nečistotám odpuzující dýchací masky. Ošetřená silikonová ruka (vlevo) ukazuje, jak vrstva zabraňuje přilnavosti nečistot na povrch. © Fraunhofer IFAM/Wolfgang Hielscher

Jen málo jiných chemických látek se s nimi může měřit, tak jedinečné jsou jejich vlastnosti: PFAS. Odpovídajícím způsobem jsou stoletími jedy, které se hromadí v životním prostředí a již se nerozkládají. Týmu z Fraunhoferova institutu pro výrobu technologií a výzkum materiálů IFAM se podařilo vyvinout řešení, která nabízejí velké příležitosti i pro medicínskou techniku k cílené substituci PFAS.

Plánovaný zákaz používání per- a polyfluorovaných alkylových látek, zkráceně PFAS, v Evropské unii má zásadní dopad na zdravotnické technologie. Jelikož tyto látky mají řadu vlastností nezbytných pro použití v medicíně, jsou v současnosti začleněny do řady standardních produktů. Časově náročné procesy zavádění na trh, které obvykle výrazně překračují navrhované přechodné lhůty, nutí odvětví medicínské techniky rychle hledat alternativy, které splní vysoké bezpečnostní standardy.

Ověřené metody v medicíně

Výzkumníci z Fraunhofer IFAM se této otázce věnují, aby podpořili firmy. Dr. Ralph Wilken, vedoucí oddělení povrchových technologií na institutu, je odborníkem na PFAS. Dlouho před tím, než se tyto jedovaté látky dostaly do nemilosti, bylo pro něj jasné, že chce najít alternativy. S působivými výsledky: „Už více než dvě desetiletí úspěšně využíváme organickou křemíkovou chemii k rozumné náhradě širokého spektra pozitivních vlastností PFAS,“ uvádí expert.

Řešení, která Wilken a jeho kolegové vyvinuli, jsou právě zaváděna v sektorech jako je potravinářství – a splňují požadavky, které jsou pro medicínskou techniku nezbytné: jsou biokompatibilní a tím pádem kompatibilní a zároveň inertní, což znamená, že nereagují nebo jen minimálně s jinými látkami. Navíc se odborníkům podařilo vyvinout řadu povlaků s elektricky izolačními vlastnostmi, které lze optimalizovat prostřednictvím jejich povrchu v interakci s buňkami.

Precizní přizpůsobení

Ať už v samotném produktu nebo při jeho výrobě: zásadní požadavek pro budoucí eliminaci PFAS při zachování stejné funkčnosti je přesné přizpůsobení řešení: „Jsme schopni přesně analyzovat komponentu, kterou je třeba nahradit, a cíleně nahradit požadované vlastnosti. Můžeme našim partnerům poskytnout důkladnou podporu pomocí osvědčených procesů, znalostí o površích a funkčních materiálech a zkušeností s tím, který materiál lze účinně nahradit. Zákazník velmi rychle dosáhne výsledku, se kterým může dále pracovat,“ vysvětluje Dr. Kai Borcherding, vedoucí oblasti medicínských technologií a životních věd na Fraunhofer IFAM.

Na veletrhu Compamed 2024 představili odborníci svá řešení na společném stánku Fraunhofer. Patřily sem inovativní nátěry, například plazmové polymerové funkční oddělovací vrstvy ReleasePLAS®, která umožňuje bezodpadové výrobu plastových dílů, antiadhezivní povrch PLASLON® a řešení pro funkční povrchové úpravy, například silikon modifikovaný vakuovou ultrafialovou zářením (VUV).