Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von PFAS können kaum andere chemische Substanzen mit ihnen konkurrieren. Das erklärt, warum es so schwierig ist, einen Ersatz für diese giftigen „ewigen Chemikalien“ zu finden, die sich in der Umwelt ansammeln und mit der Zeit nicht abgebaut werden.
Einem Team am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM ist es gelungen, Lösungen zu entwickeln, die unter anderem in der Medizintechnik eine gezielte Substitution von PFAS versprechen.
Das geplante Verbot der Verwendung von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) in der Europäischen Union hat drastische Auswirkungen auf die Gesundheitstechnologie. Diese Stoffe verfügen über viele für den Einsatz in der Medizin wesentliche Eigenschaften und werden daher heute in vielen Standardprodukten eingesetzt.
Angesichts der Zeit, die bis zur Markteinführung eines Produkts benötigt wird und die in der Regel weit über die bisher vorgeschlagenen Übergangsfristen hinausgeht, muss die Medizintechnikbranche schnell handeln, um Alternativen zu finden, die schnell umsetzbar sind und den hohen Sicherheitsanforderungen der Branche gerecht werden Standards.
Bewährte Methoden für medizinische Anwendungen nutzbar machen
Forscher des Fraunhofer IFAM haben es sich zur Aufgabe gemacht, Unternehmen dabei zu unterstützen. Dr. Ralph Wilken, Leiter der Abteilung Oberflächentechnik am Institut, ist Experte für PFAS. Lange bevor die giftigen Substanzen negative Aufmerksamkeit erregten, wusste er, dass er Alternativen finden wollte.
Die Ergebnisse sind beeindruckend: „Seit mehr als zwei Jahrzehnten nutzen wir die Organosiliciumchemie, um wirksame Ersatzstoffe für ein breites Spektrum positiver Eigenschaften von PFAS zu finden“, stellt Wilken fest.
Die Lösungen, die Wilken und seine Kollegen entwickelt haben, werden derzeit unter anderem in der Lebensmittelindustrie eingesetzt und erfüllen die Anforderungen für den Einsatz in der Medizintechnik: Sie sind biokompatibel und damit sowohl körperverträglich als auch inert, d. h. sie reagieren nicht oder kaum mit anderen Stoffen.
Darüber hinaus ist es den Experten gelungen, zahlreiche Beschichtungen zu entwickeln, die über elektrisch isolierende Eigenschaften verfügen und sich in ihrer Interaktion mit Zellen über ihre Oberflächen optimal anpassen lassen.
Passgenaue Lösungen
Ob in Produkten selbst oder in der Produktion: Ein wichtiger Punkt beim Ersatz von PFAS ohne Funktionsverlust ist die maßgeschneiderte Lösung für den jeweiligen Anwendungsfall. „Wir können das zu ersetzende Bauteil im Detail analysieren und so einen Ersatz finden, der genau den gewünschten Eigenschaften entspricht.“
„Gleichzeitig können wir unsere Partner umfassend mit bewährten Prozessen, unserem Wissen über Oberflächen und Funktionsmaterialien und unserer Erfahrung, welche Materialien wie effektiv ersetzt werden können, unterstützen.“
„Es dauert nicht lange, bis ein Ergebnis vorliegt, mit dem Kunden arbeiten können“, erklärt Dr. Kai Borcherding, Leiter des Geschäftsfelds Medizintechnik und Life Sciences am Fraunhofer IFAM.
Die Teilnahme der Experten ist geplant COMPAMED 2024 vom 11. bis 14. November, um ihre Lösungen auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft am Stand G10, Halle 8a vorzustellen. Zu den ausgestellten Lösungen gehören innovative Beschichtungen, die plasmapolymere funktionelle Trennbeschichtung ReleasePLAS, die eine trennmittelfreie Herstellung von Kunststoffbauteilen ermöglicht, die Antihaftbeschichtung PLASLON sowie Lösungen zur Funktionalisierung von Oberflächen wie z. B. durch Vakuum-Ultraviolett (VUV) modifiziertes Silikon ) Strahlung.