Sostituzione dei PFAS nella tecnologia medica

Molti dispositivi medici richiedono una superficie idrofoba per evitare l'adesione delle cellule o per ottimizzare le proprietà di scorrimento e attrito. Fraunhofer IFAM ha sviluppato rivestimenti privi di fluoruri che imitano le proprietà dei fluoropolimeri precedentemente utilizzabili, come mostra il rivestimento idrofobo su un tessuto non tessuto in plastica. © 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 modifica vacuolumetrica ultravioletta del silicone è una possibile alternativa alla fluorurazione in fase gassosa. Lo strato funzionale repellente allo sporco e resistente all'usura consente molteplici applicazioni nella tecnologia medica, dalle protesi con una sensazione adattata alle maschere respiratorie antimacchia. La mano in silicone trattata (a sinistra) dimostra come il rivestimento prevenga l'adesione di particelle di sporco sulla superficie. © Fraunhofer IFAM/Wolfgang Hielscher

Quasi nessuna altra sostanza chimica può competere con loro, così uniche sono le loro proprietà: PFAS. Di conseguenza, sono molto difficili da sostituire, poiché si accumulano nell'ambiente e non si degradano più. Un team dell'Istituto Fraunhofer per la Tecnologia di Produzione e Ricerca sui Materiali Applicati IFAM è riuscito a sviluppare soluzioni che offrono grandi opportunità anche per la tecnologia medica, consentendo di sostituire miratamente i PFAS.

Il previsto divieto di utilizzo delle sostanze di perfluorurati e polifluorurati, brevemente PFAS, nell'Unione Europea avrà un impatto significativo sulla tecnologia sanitaria. Poiché le sostanze corrispondenti possiedono molte proprietà indispensabili per l'uso in medicina, vengono attualmente impiegate in numerosi prodotti standard. Processi di introduzione sul mercato che richiedono molto tempo, spesso molto più lunghi delle attuali scadenze di transizione proposte, costringono il settore della tecnologia medica a trovare alternative facilmente attuabili che soddisfino elevati standard di sicurezza.

Procedure collaudate in uso per la medicina

Per supportare le aziende in questo, i ricercatori dell'IFAM Fraunhofer si sono impegnati. Il dottor Ralph Wilken, responsabile del settore Tecnologie delle Superfici dell'Istituto, è un esperto di PFAS. Molto prima che le sostanze tossiche diventassero oggetto di critica, era deciso per lui trovare alternative. Con risultati impressionanti: «Da oltre due decenni utilizziamo con successo la chimica organosiliconica per sostituire ragionevolmente un ampio spettro di proprietà positive dei PFAS», riferisce l’esperto.

Le soluzioni sviluppate da Wilken e dai suoi colleghi vengono attualmente introdotte in settori come quello alimentare – e soddisfano le condizioni indispensabili per la tecnologia medica: sono biocompatibili e quindi compatibili e allo stesso tempo inerti, cioè non reagiscono o reagiscono minimamente con altre sostanze. Inoltre, i professionisti sono riusciti a sviluppare numerosi rivestimenti che possiedono proprietà isolanti elettricamente e che, grazie alla loro superficie, possono essere ottimizzate nella loro interazione con le cellule.

Taglio su misura

Sia nel prodotto stesso sia per la produzione dello stesso: un requisito fondamentale per evitare in futuro i PFAS mantenendo la stessa funzionalità è il taglio preciso della soluzione specifica: «Siamo in grado di analizzare con precisione il componente da sostituire e di sostituire miratamente le proprietà desiderate. Possiamo accompagnare i nostri partner con processi collaudati, la nostra conoscenza delle superfici e dei materiali funzionali e l’esperienza su quale materiale può essere sostituito in modo efficace. Il cliente ottiene molto rapidamente un risultato con cui può continuare a lavorare», spiega il dottor Kai Borcherding, responsabile del settore Tecnologie Mediche e Scienze della Vita all’IFAM Fraunhofer.

Alla fiera Compamed 2024, gli esperti presenteranno le loro soluzioni allo stand della comunità Fraunhofer. Tra queste ci sono rivestimenti innovativi, come le pellicole funzionali di separazione plasmapolimeriche ReleasePLAS®, che consentono la produzione senza agenti di distacco di componenti in plastica, il rivestimento antiaderente PLASLON® e soluzioni per la funzionalizzazione delle superfici come il silicone modificato tramite radiazioni ultraviolette a vuoto (VUV).