Los productos médicos, como bolsas de sangre y tubos, a menudo están hechos de PVC blando, un plástico que contiene plastificantes de ftalato, que se sospecha que son perjudiciales para la salud humana. Estas sustancias no están unidas químicamente al polímero, lo que significa que pueden filtrarse en las bolsas de sangre y así entrar en contacto con células humanas. Un nuevo método desarrollado en el Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST evita que estas sustancias nocivas migren a los medios circundantes.

Los plastificantes se encuentran en muchos objetos cotidianos, pero también en productos médicos. Se agregan a los polímeros para dar a los materiales mayor elasticidad y flexibilidad. Las bolsas de sangre y los tubos médicos a menudo contienen DEHP (ftalato de dietilhexilo), un aditivo de PVC que puede afectar negativamente a la salud humana. La UE ha clasificado el DEHP, un miembro de la clase de sustancias de los ftalatos, como tóxico para la reproducción. Por lo tanto, los fabricantes deben obtener la aprobación para utilizar este plastificante en la UE. y está prohibido su uso en cosméticos y juguetes. Sin embargo, todavía se encuentra en PVC blando, que se utiliza para hacer bolsas de sangre. "El PVC blando contiene hasta un 40% en peso de plastificantes DEHP. Dado que las moléculas de plastificante no están unidas químicamente al PVC, pueden migrar al medio ambiente, "dice el Dr. Thomas Neubert, físico en Fraunhofer IST en Braunschweig. Él y sus colegas utilizan procesos de plasma a presión atmosférica para modificar la estructura molecular del plastificante en la superficie del plástico y reticular las moléculas de una manera que evite que la sustancia nociva pase a través de la red reticulada. "Producimos especies reactivas y radiación ultravioleta de alta energía en el plasma. Estos penetran en la superficie del PVC y rompen los enlaces químicos en las moléculas del plastificante, que luego se unen con las moléculas adyacentes. La malla resultante forma una barrera protectora que el DEHP no puede penetrar, "explica Neubert. El PVC en sí no se modifica, se conservan sus propiedades mecánicas.

Efecto barrera del 95%

Las pruebas de los investigadores mostraron que la migración de plastificante del PVC blando podría reducirse en un 95%. Para determinar el efecto barrera, las películas de PVC tratadas se almacenan en n-decano, un solvente, durante dos horas para identificar la cantidad de plastificantes migrados. Para probar la estabilidad a largo plazo de las barreras, las películas de PVC blando tratadas se almacenaron al aire durante cuatro meses. Descubrieron que la malla molecular producida no se disuelve, y se conserva el efecto barrera del 95%. Las pruebas se realizaron con películas de PVC que se utilizan para fabricar bolsas de sangre. Estos resultados también se pueden extrapolar a otros plastificantes de ftalatos, tales como TOTM (trimelitato de tri- (2-etilhexilo)) o DINP (ftalato de diisononilo).

Tratamiento con plasma a presión atmosférica

Pero, ¿cómo funciona este proceso en detalle? Para evitar que los plastificantes migren, Neubert y su equipo utilizan descargas de barrera dieléctrica a presión atmosférica. Esto implica colocar la película de PVC entre dos electrodos metálicos con una barrera dieléctrica. Los investigadores aplican un alto voltaje alterno de varios miles de voltios a cada electrodo, sobre la cual se produce una descarga de gas de barrera dieléctrica en el espacio de gas entre los electrodos. "En el plasma resultante, producimos radiación ultravioleta de onda corta que rompe las moléculas de plastificante. Los fragmentos de moléculas quieren reaccionar entre sí y formar una malla, "dice Neubert. El argón puro se utiliza como gas de proceso, que es fácil de ionizar y relativamente económico.

Para Neubert, el tratamiento con plasma a presión atmosférica es el instrumento de elección, ya que es considerablemente más económico que los procesos de recubrimiento, lo que también podría prevenir la migración de plastificantes. "Los procesos de recubrimiento deben cumplir con altas exigencias. Los recubrimientos deben adherirse extremadamente bien y ser flexibles. Además, deben pasar un elaborado proceso de aprobación para productos médicos ". El investigador y su equipo están trabajando actualmente para hacer que su proceso sea adecuado para uso industrial y acelerarlo lo suficiente para permitir el tratamiento de varios metros de película de PVC por segundo en rollo a procesamiento de rollos.