Substitution de PFAS dans la technologie médicale

De nombreux dispositifs médicaux nécessitent une surface hydrophobe pour éviter l'adhérence des cellules ou pour optimiser les propriétés de glissement et de frottement. Fraunhofer IFAM a développé des revêtements sans fluor qui reproduisent les propriétés des fluoropolymères jusqu'ici utilisables, comme le montre le revêtement hydrophobe appliqué à un non-tissé en plastique. © Fraunhofer IFAM / Many medical products require a hydrophobic coating to prevent cells from sticking or to optimize gliding and friction properties. Fraunhofer IFAM has developed fluorine-free coatings that mimic the previously usable properties of the fluoropolymers that were, as the hydrophobic coating on a nonwoven synthetic fabric shows. © Fraunhofer IFAM

La modification par ultraviolet sous vide de surfaces en silicone constitue une alternative possible à la fluoruration en phase gazeuse. La couche fonctionnelle anti-salissure et résistante à l'usure permet une grande variété d'applications en technologie médicale, allant de prothèses à sensation tactile adaptée à des masques respiratoires anti-salissure. La main en silicone traitée (à gauche) illustre comment le revêtement empêche l'adhérence de particules de saleté à la surface. © Fraunhofer IFAM/Wolfgang Hielscher

Peu d'autres substances chimiques peuvent rivaliser avec elles, si uniques sont leurs propriétés : PFAS. En conséquence, il est très difficile de remplacer ces toxines du siècle dernier qui s'accumulent dans l'environnement et ne se décomposent plus. Une équipe de l'Institut Fraunhofer pour la technologie de fabrication et la recherche sur les matériaux appliqués IFAM a réussi à développer des solutions offrant de grandes opportunités pour la technologie médicale, afin de substituer ciblément les PFAS.

La proposition d'interdire l'utilisation des substances per- et polyfluorées alkylées, en abrégé PFAS, dans l'Union européenne aura un impact considérable sur la technologie de la santé. Étant donné que ces substances possèdent de nombreuses propriétés indispensables pour une utilisation en médecine, elles sont actuellement utilisées dans de nombreux produits standard. Des processus d'introduction sur le marché longs, qui dépassent généralement largement les délais de transition proposés actuellement, obligent le secteur de la technologie médicale à trouver rapidement des alternatives réalisables, répondant à leurs normes de sécurité élevées.

Procédés éprouvés en application pour la médecine

Pour soutenir les entreprises dans ce contexte, des chercheurs de l'Institut Fraunhofer IFAM se sont donné pour mission de développer des solutions. Le Dr Ralph Wilken, chef du département de la technologie de surface de l'institut, est un spécialiste des PFAS. Bien avant que ces substances toxiques ne soient discréditées, il était convaincu qu'il voulait trouver des alternatives. Avec des résultats impressionnants : « Depuis plus de deux décennies, nous utilisons avec succès la chimie organosiliciée pour remplacer raisonnablement un large spectre de propriétés positives des PFAS », indique l'expert.

Les solutions développées par Wilken et ses collègues sont actuellement introduites dans des secteurs tels que l'industrie alimentaire – et remplissent les exigences indispensables pour la technologie médicale : elles sont biocompatibles, donc compatibles, et en même temps inertes, c'est-à-dire qu'elles réagissent peu ou pas du tout avec d'autres substances. De plus, les spécialistes ont réussi à développer de nombreux revêtements possédant des propriétés isolantes électriques et pouvant être optimisés en interaction avec les cellules via leur surface.

Découpe sur mesure

Que ce soit dans le produit lui-même ou pour sa fabrication : une exigence essentielle pour pouvoir éviter les PFAS à l'avenir tout en conservant la même fonctionnalité est une découpe précise de la solution respective : « Nous sommes capables d'analyser précisément la composante à remplacer et ainsi de substituer ciblément les propriétés souhaitées. Nous pouvons accompagner nos partenaires de manière approfondie grâce à des processus éprouvés, à notre connaissance des surfaces et des matériaux fonctionnels, ainsi qu'à notre expérience sur le matériau pouvant être remplacé de manière efficace. Le client obtient rapidement un résultat avec lequel il peut continuer à travailler », explique le Dr Kai Borcherding, responsable du domaine médical et des sciences de la vie à l'Institut Fraunhofer IFAM.

Lors du salon Compamed 2024, les experts ont présenté leurs solutions au stand commun du Fraunhofer. Parmi celles-ci, on trouve des vernis innovants, la couche fonctionnelle de séparation par plasma polymère ReleasePLAS®, qui permet une fabrication sans agent de séparation de pièces en plastique, le revêtement antiadhésif PLASLON® ainsi que des solutions pour la fonctionnalisation de surfaces telles que le silicone modifié par rayonnement ultraviolette sous vide (VUV).