I prodotti medici come le sacche di sangue e i tubi sono spesso realizzati in PVC morbido, una plastica che contiene plastificanti ftalati, sospettati di essere dannosi per la salute umana. Queste sostanze non sono legate chimicamente al polimero, il che significa che possono penetrare nelle sacche di sangue e quindi entrare in contatto con le cellule umane. Un nuovo metodo sviluppato presso il Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST impedisce a queste sostanze nocive di migrare nei media circostanti.

I plastificanti si trovano in molti oggetti di uso quotidiano, ma anche in prodotti medici. Vengono aggiunti ai polimeri per conferire ai materiali maggiore elasticità e flessibilità. Le sacche di sangue e i tubi medici spesso contengono DEHP (dietilesilftalato), un additivo in PVC che può avere effetti negativi sulla salute umana. L'UE ha classificato il DEHP, un membro della classe di sostanze ftalati, come tossici per la riproduzione. I produttori devono quindi ottenere l'approvazione per utilizzare questo plastificante nell'UE, ed è vietato l'uso in cosmetici e giocattoli. Tuttavia, si trova ancora nel PVC morbido, che viene utilizzato per fare sacche di sangue. "Il PVC morbido contiene fino al 40% in peso di plastificanti DEHP. Poiché le molecole di plastificante non sono legate chimicamente al PVC, possono migrare nell'ambiente, "dice il dottor Thomas Neubert, un fisico al Fraunhofer IST di Braunschweig. Lui ei suoi colleghi utilizzano processi al plasma a pressione atmosferica per modificare la struttura molecolare del plastificante sulla superficie di plastica e per reticolare le molecole in modo da impedire alla sostanza dannosa di passare attraverso il reticolo reticolato. "Produciamo specie reattive e radiazioni UV ad alta energia nel plasma. Queste penetrano nella superficie del PVC e rompono i legami chimici nelle molecole di plastificante, che poi si legano alle molecole adiacenti. Il reticolo risultante forma una barriera protettiva che il DEHP non può penetrare, " spiega Neubert. Il PVC stesso non viene modificato:le sue proprietà meccaniche vengono preservate.

95% di effetto barriera

I test dei ricercatori hanno mostrato che la migrazione del plastificante dal PVC morbido potrebbe essere ridotta del 95%. Per determinare l'effetto barriera, i film in PVC trattati sono conservati in n-decano, un solvente, per due ore per identificare la quantità di plastificanti migrati. Per testare la stabilità a lungo termine delle barriere, i film in PVC morbido trattati sono stati conservati all'aria per quattro mesi. Hanno scoperto che il reticolo molecolare prodotto non si dissolve, e l'effetto barriera del 95% è preservato. I test sono stati condotti con pellicole in PVC utilizzate per fabbricare sacche di sangue. Questi risultati possono essere estrapolati anche ad altri plastificanti ftalati, come TOTM (tri-(2-etilesil) trimellitato) o DINP (diisononil ftalato).

Trattamento al plasma a pressione atmosferica

Ma come funziona nel dettaglio questo processo? Per evitare la migrazione dei plastificanti, Neubert e il suo team utilizzano scariche a barriera dielettrica a pressione atmosferica. Ciò comporta il posizionamento del film in PVC tra due elettrodi metallici con una barriera dielettrica. I ricercatori applicano un'elevata tensione alternata di diverse migliaia di volt a ciascun elettrodo, su cui si verifica una scarica di gas barriera dielettrica nel traferro tra gli elettrodi. "Nel plasma risultante, produciamo radiazioni UV a onde corte che rompono le molecole di plastificante. I frammenti molecolari vogliono reagire tra loro e formare una maglia, " dice Neubert. L'argon puro è usato come gas di processo, che è facile da ionizzare e relativamente poco costoso.

Per Neuberto, il trattamento al plasma a pressione atmosferica è lo strumento d'elezione, poiché è notevolmente più economico dei processi di rivestimento, che potrebbe anche impedire la migrazione del plastificante. "I processi di rivestimento devono soddisfare requisiti elevati. I rivestimenti devono aderire molto bene ed essere flessibili. Inoltre, devono superare un elaborato processo di approvazione per i prodotti medici". lavorazione del rotolo.