Vervanging van PFAS in de medische technologie

Veel medische hulpmiddelen vereisen een hydrofobe coating om te voorkomen dat cellen zich hechten of om de glij- en wrijvings eigenschappen te optimaliseren. Fraunhofer IFAM heeft fluorvrije coatings ontwikkeld die de eigenschappen van de tot nu toe gebruikte fluorpolymeren overnemen, zoals de hydrofobe coating op een kunststof non-woven laat zien. © Fraunhofer IFAM / Veel medische producten vereisen een hydrofobe coating om te voorkomen dat cellen zich hechten of om de glij- en wrijvings eigenschappen te optimaliseren. Fraunhofer IFAM heeft fluorvrije coatings ontwikkeld die de eerder bruikbare eigenschappen van de fluorpolymeren nabootsen, zoals de hydrofobe coating op een niet-gewoven kunststof laat zien. © Fraunhofer IFAM

De vacuüm-ultraviolette modificatie van siliconenoppervlakken is een mogelijke vervanging voor gasfase-fluorering. De vuilafstotende en slijtvaste functionele coating maakt een breed scala aan toepassingen in de medische technologie mogelijk, van haptisch aangepaste prothesen tot vuilafstotende ademhalingsmaskers. De behandelde siliconenhand (links) toont hoe de coating voorkomt dat vuildeeltjes aan het oppervlak blijven plakken. © Fraunhofer IFAM/Wolfgang Hielscher

Bijna geen andere chemische stof kan het met hen opnemen, zo uniek zijn hun eigenschappen: PFAS. Daarom zijn de eeuwige gifstoffen die zich in het milieu ophopen en niet afbreekbaar zijn, moeilijk te vervangen. Een team van het Fraunhofer-Instituut voor Fabricage Technologie en Toegepaste Materiaalonderzoek IFAM is erin geslaagd oplossingen te ontwikkelen die ook voor de medische technologie grote kansen bieden om PFAS gericht te substitueren.

Het geplande verbod op het gebruik van per- en polyfluorierte alkylstoffen, kortweg PFAS, in de Europese Unie heeft een ingrijpende impact op de gezondheidszorgtechnologie. Aangezien de betreffende stoffen over veel essentiële eigenschappen voor gebruik in de geneeskunde beschikken, worden ze momenteel in talrijke standaardproducten toegepast. Tijdrovende marktintroductieprocessen, die doorgaans de momenteel voorgestelde overgangsperioden aanzienlijk overstijgen, dwingen de medische technologiebranche om snel toepasbare alternatieven te vinden die voldoen aan hun hoge veiligheidsnormen.

Beproefde methoden in gebruik voor de geneeskunde

Om de bedrijven hierbij te ondersteunen, hebben onderzoekers van het Fraunhofer IFAM zich ten doel gesteld. Dr. Ralph Wilken, afdelingshoofd oppervlaktetechniek bij het instituut, is een expert op het gebied van PFAS. Lang voordat de giftige stoffen in diskrediet raakten, was voor hem duidelijk dat hij alternatieven wilde vinden. Met indrukwekkende resultaten: »Sinds meer dan twee decennia gebruiken wij succesvol siliciumorganische chemie om een breed scala aan positieve eigenschappen van PFAS op een verstandige manier te vervangen«, meldt de expert.

De oplossingen die Wilken en zijn collega’s ontwikkeld hebben, worden momenteel geïntroduceerd in sectoren zoals de voedingsmiddelenindustrie – en voldoen aan de eisen die voor de medische technologie absoluut noodzakelijk zijn: ze zijn biocompatibel en daarmee compatibel en tegelijkertijd inert, dat wil zeggen dat ze niet of slechts minimaal reageren met andere stoffen. Bovendien is het de professionals gelukt om talrijke coatings te ontwikkelen die over elektrisch isolerende eigenschappen beschikken en via hun oppervlak in hun interactie met cellen optimaal kunnen worden afgesteld.

Precisie op maat

Of het nu in het product zelf is of voor de productie ervan: een belangrijke vereiste om PFAS in de toekomst te kunnen vermijden met behoud van dezelfde functionaliteit, is het nauwkeurig op maat snijden van de betreffende oplossing: »Wij zijn in staat om de te vervangen component precies te analyseren en zo gericht de gewenste eigenschappen te substitueren. Daarbij kunnen wij onze partners met behulp van beproefde processen, onze kennis van oppervlakken en functionele materialen en de ervaring welke materialen op een doelgerichte manier kunnen worden vervangen, deskundig begeleiden. De klant krijgt zeer snel een resultaat waarmee hij verder kan werken«, legt Dr. Kai Borcherding uit, hoofd van de afdeling Medische Technologie en Life Sciences bij het Fraunhofer IFAM.

Op de beurs Compamed 2024 presenteerden de experts hun oplossingen bij de Fraunhofer-gemeenschapsstand. Daaronder vallen innovatieve lakken, zoals de plasmapolymeer functionele scheidingslaag ReleasePLAS®, die een scheidingsmiddelvrije productie van kunststofonderdelen mogelijk maakt, de antiaanbaklaag PLASLON® en oplossingen voor de functionalisering van oppervlakken zoals siliconen, gemodificeerd door vacuüm-ultraviolette straling (VUV).