Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens war die Substitution von PTFE in Medizintechnikanwendungen durch nachhaltige Kunststoffe. PTFE vereint mehrere Eigenschaften, die es f\u00fcr die endoskopische Anwendung in der Medizintechnik besonders eignen. Diese sind z. B. gute Isolationseigenschaften, hohe thermische Best\u00e4ndigkeit, Biegsamkeit und geringe Gleitreibung. Allerdings sind PTFE-basierte Endoskopieprodukte aufgrund der medizinischen Kontamination meist Einwegprodukte, die nach der Nutzung als medizinischer Abfall verbrannt werden. Dabei ist zum einen problematisch, dass PTFE aus fossilen Vorl\u00e4ufermaterialien synthetisiert wird (somit \u00fcber den Herstellungs-, Nutzungs- und Entsorgungsprozess hinweg erheblicher CO2Aussto\u00df stattfindet) und zum anderen, dass bei der Verbrennung von PTFE umwelt-, gesundheits- und klimasch\u00e4dliche Fluorkohlenwasserstoffe entstehen und ausgeschieden werden.
\nUm diese umweltsch\u00e4dlichen Folgen der Nutzung von PTFE in der Medizintechnik zu verringern, entwickelten die Partner im vorliegenden Projekt ein alternatives Konzept zur Nutzung biobasierter Kunststoffe als Ersatzstoff f\u00fcr PTFE. Als Demonstrator soll dabei eine Argon-Plasma-Coagulations-Sonde dienen, deren Schlauch \u00fcblicherweise aus PTFE hergestellt wird. Das CO2-Reduktionspotenzial der Vermeidung von
\nPTFE in der Medizintechnik wurde auf 2,5 Mio. Tonnen j\u00e4hrlich beziffert. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst wurden Compoundierungsversuche mit verschiedenen Biokunststoffen durchgef\u00fchrt. Im Laufe des Projekts kamen hier PLA-Verbindungen und biobasiertes Polyethylen zum Einsatz. Parallel dazu wurden erste Probek\u00f6rper, die aus den entwickelten Compounds hergestellt wurden, funktionalen Tests unterzogen. Mit zunehmender Verbesserung der Compoundeigenschaften wurden die Compounds zur Extrusion von Schl\u00e4uchen genutzt. Die Schl\u00e4uche wurden ebenfalls medizintechnischen Funktionstests unterzogen.
\nDa es f\u00fcr unwahrscheinlich erachtet wurde, dass w\u00e4hrend der Projektlaufzeit ein Biopolymer gefunden werden kann, das alle Zieleigenschaften von PTFE aufweist wurden Konstruktionsentwicklungen an der APC-Sonde durchgef\u00fchrt, die das Ziel verfolgten, die vom Schlauch zu leistende elektrische Isolation zu reduzieren. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zun\u00e4chst erfolgte die Optimierung von PLA-Compounds. Hauptproblem war die mangelnde Biegsamkeit der hergestellten Probek\u00f6rper. Durch die Nutzung von Weichmachern wurde versucht die Biegsamkeit zu erh\u00f6hen, dies konnte jedoch nicht im ben\u00f6tigten Ma\u00dfe erreicht werden. Bei der ebenfalls durchgef\u00fchrten Spannungspr\u00fcfung erreichten die PLA-Kunststoffe durchwachsene Ergebnisse, weshalb schlie\u00dflich der Fokus der Entwicklungsarbeiten auf biobasiertes, extrudiertes Polyethylen gelegt wurde. Dieses hat zwar gegen\u00fcber den PLA-Kunststoffen den Nachteil, dass kein Verfahren zum chemischen Recycling der Monomere existiert, aufgrund der biogenen Gewinnung der Monomere l\u00e4sst sich jedoch trotzdem eine erhebliche Verringerung des CO2-Emissionen erreichen. Zus\u00e4tzlich besteht Polyethylen ausschlie\u00dflich aus Kohlenstoff und Wasserstoff, weshalb der der Verbrennung lediglich CO2 und Wasser entstehen, die nicht umwelt- oder gesundheitssch\u00e4dlich sind und durch die nachhaltige Rohstoffgewinnung auch weniger klimasch\u00e4dlich sind.
\nF\u00fcr das Polyethylen konnte eine Compoundierung gefunden werden, die zu biegsamen und ausreichend elektrisch isolierenden Schl\u00e4uchen extrudiert werden konnte. Da im parallel verlaufenden Entwicklungsstrang eine neuartige Elektrode entwickelt werden konnte, die die ben\u00f6tigten Isolationseigenschaften herabsenkt, konnten am Ende s\u00e4mtliche Komponenten f\u00fcr ein PTFE-freies APC-System entwickelt werden. Die Tests eines kombinierten Gesamtsystems stehen jedoch noch aus.
\nDurch die Verwendung von biobasiertem Polyethylen als Schlauchmaterial kann \u0096 gegen\u00fcber der Nutzung von PTFE \u0096 der CO2-Aussto\u00df um 99,2 % gesenkt werden. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Sobald vielversprechende Fortschritte (z. B. Aufbau von Demonstratoren oder Starts von Zulassungsverfahren) erzielt wurden, werden die Vorteile der neuen Materialkombination auf nationalen und internationalen Fachmessen, wie z.B. der MEDICA und der COMPAMED in D\u00fcsseldorf, der MEDTEC in Stuttgart, der ACC in den USA sowie auf Leitkongressen vorgestellt. <\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projekts konnte das Potenzial von Biokunststoffen f\u00fcr die Herstellung von APC-Sonden best\u00e4tigt werden. Es konnten alle wesentlichen Zieleigenschaften f\u00fcr die Biokunststoffe erreicht werden, jedoch wurden die elektrischen Eigenschaften durch ein neuartiges Konzept f\u00fcr den Sondenaufbau reduziert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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