Les produits médicaux tels que les poches de sang et les tubulures sont souvent fabriqués à partir de PVC souple, un plastique qui contient des plastifiants phtalates, qui sont soupçonnés d'être nocifs pour la santé humaine. Ces substances ne sont pas chimiquement liées au polymère, ce qui signifie qu'ils peuvent s'infiltrer dans les poches de sang et ainsi entrer en contact avec des cellules humaines. Une nouvelle méthode développée à l'Institut Fraunhofer pour l'ingénierie des surfaces et les couches minces IST empêche ces substances nocives de migrer dans les milieux environnants.

Les plastifiants se retrouvent dans de nombreux objets du quotidien, mais aussi dans les produits médicaux. Ils sont ajoutés aux polymères pour conférer aux matériaux une plus grande élasticité et flexibilité. Les poches de sang et les tubes médicaux contiennent souvent du DEHP (phtalate de diéthylhexyle), un additif pour PVC qui peut nuire à la santé humaine. L'UE a classé le DEHP, un membre de la classe de substances des phtalates, comme toxique pour la reproduction. Les fabricants doivent donc obtenir un agrément pour pouvoir utiliser ce plastifiant dans l'UE, et son utilisation est interdite dans les cosmétiques et les jouets. Néanmoins, on le trouve encore dans le PVC souple, qui est utilisé pour faire des poches de sang. « Le PVC souple contient jusqu'à 40 % en poids de plastifiants DEHP. Étant donné que les molécules de plastifiant ne sont pas chimiquement liées au PVC, ils peuvent migrer dans l'environnement, " dit le Dr Thomas Neubert, un physicien à Fraunhofer IST à Braunschweig. Lui et ses collègues utilisent des procédés plasma à pression atmosphérique pour modifier la structure moléculaire du plastifiant sur la surface plastique et pour réticuler les molécules de manière à empêcher la substance nocive de traverser le réseau réticulé. « Nous produisons des espèces réactives et des rayonnements UV à haute énergie dans le plasma. Ceux-ci pénètrent dans la surface du PVC et rompent les liaisons chimiques dans les molécules de plastifiant, qui se lient ensuite aux molécules adjacentes. Le maillage résultant forme une barrière protectrice que le DEHP ne peut pas pénétrer, " explique Neubert. Le PVC lui-même n'est pas modifié, ses propriétés mécaniques sont préservées.

95% d'effet barrière

Les tests des chercheurs ont montré que la migration des plastifiants du PVC souple pouvait être réduite de 95 %. Pour déterminer l'effet barrière, les films PVC traités sont stockés dans du n-décane, un solvant, pendant deux heures pour identifier la quantité de plastifiants migrés. Pour tester la stabilité à long terme des barrières, les films PVC souples traités ont été conservés à l'air pendant quatre mois. Ils ont constaté que le maillage moléculaire produit ne se dissout pas, et l'effet barrière à 95% est préservé. Les tests ont été menés avec des films PVC qui sont utilisés pour fabriquer des poches de sang. Ces résultats peuvent également être extrapolés à d'autres plastifiants phtalates, tels que le TOTM (tri-(2-éthylhexyl) trimellitate) ou le DINP (diisononyl phtalate).

Traitement plasma à pression atmosphérique

Mais comment ce processus fonctionne-t-il en détail ? Pour éviter la migration des plastifiants, Neubert et son équipe utilisent des décharges à barrière diélectrique à pression atmosphérique. Il s'agit de positionner le film PVC entre deux électrodes métalliques avec une barrière diélectrique. Les chercheurs appliquent une haute tension alternative de plusieurs milliers de volts à chaque électrode, sur laquelle une décharge de gaz de barrière diélectrique se produit dans l'espace de gaz entre les électrodes. "Dans le plasma résultant, nous produisons un rayonnement UV à ondes courtes qui brise les molécules de plastifiant. Les fragments de molécules veulent réagir entre eux et former un maillage, " dit Neubert. L'argon pur est utilisé comme gaz de traitement, qui est facile à ioniser et relativement peu coûteux.

Pour Neubert, le traitement plasma à pression atmosphérique est l'instrument de choix, car il est considérablement plus économique que les procédés de revêtement, ce qui pourrait également empêcher la migration des plastifiants. « Les processus de revêtement doivent répondre à des exigences élevées. Les revêtements doivent adhérer extrêmement bien et être flexibles. De plus, ils doivent passer un processus d'homologation élaboré pour les produits médicaux. traitement des rouleaux.