Vakuum-Plasmabehandlung von Kathetern vor der Beschichtung verbessert Adhäsion

Ein Medizingerätehersteller, der Katheter aus PU produziert, benötigt eine Oberflächenbehandlung vor dem Aufbringen seiner patentierten Beschichtung. Die Beschichtung erleichtert die Einführung des Katheters in die Blase. Damit die Beschichtung gut auf der Katheteroberfläche hält, hat Tantec in Zusammenarbeit mit dem Kunden ein Vakuum-Plasmasystem entwickelt, das zur Behandlung der Oberfläche der Katheterschläuche vor der Beschichtung genutzt wird.

Katheter aus PU brauchen Behandlung vor der Beschichtung
Die Katheter sind aus PU hergestellt – einem Material, das in der Medizinindustrie in verschiedenen Formen zum Einsatz kommt, zum Beispiel in:

• Schläuchen
•  Kosmetischen Implantaten
• Speichergeräten

PU besteht aus synthetischen Polymeren und ist somit biokompatibel, zuverlässig, flexibel und leicht zu sterilisieren. Zur Herstellung von Kathetern ist das Material daher die ideale Wahl.

Leider haften Farben und andere Beschichtungen aber aufgrund der geringen Oberflächenenergie und offenen Oberflächenstruktur nicht gut auf seiner Oberfläche. Eine Behandlung der Oberfläche mit Vakuum-Plasma kann die Lösung für dieses Problem sein. Die Vakuum-Plasmabehandlung ist eine bewährte und verbreitete Methode zur Oberflächenmodifizierung in der Elektronikindustrie, wird aber auch in der Medizinindustrie vermehrt zur Reinigung und Anpassung der Oberflächen von Kunststoffen, Gummi und Naturfasern verwendet.

Vakuum-Plasmabehandlung  verbessert die Klebeeigenschaften
Durch die Steigerung der Oberflächenenergie von Kathetern mit einer Vakuum-Plasmabehandlung verbessern sich die Klebeeigenschaften – wodurch das Produkt sicherer und zuverlässiger wird.

Der Prozess raut die Oberfläche chemisch auf, wodurch sie in der Lage ist, an der Beschichtung „festzuhalten“. Die daraus resultierende chemische Verbindung mit der Oberfläche ist stärker als eine rein mechanische.

Vor der Behandlung beträgt die Oberflächenenergie nur 38mn. Nach der Vakuum-Plasmabehandlung liegt die Oberflächenergie bei 72mn und hat sich somit fast verdoppelt – was erforderlich ist, damit genau diese patentierte Beschichtung die Oberfläche benetzen und einwandfrei an ihr haften kann.

Vakuum-Plasmabehandlung ändert die Oberflächenstruktur
Die Vakuum-Plasmabehandlung ist ein Niedrigtemperaturprozess bei 40-120°C. Thermische Schädigungen werden so vermieden. Der Prozess kann nicht thermisch verursachte Oberflächenreaktionen auslösen, die Änderungen an der Oberfläche herbeiführen, die in der Molekularchemie bei atmosphärischem Druck normalerweise nicht möglich wären. Diese einzigartigen Eigenschaften eröffnen neue Möglichkeiten für Materialien und Produkte.

Der Vakuum-Plasmaprozess verhindert eine Schädigung der Materialien, da es sich um einen kontrollierten Prozess bei niedriger Temperatur mit geringen Energiedichten handelt. Plasmaenergie ist hocheffizient, weil der Vakuumdruck Rekombinationen reduziert und die mittlere freie Weglänge der Partikel erhöht, was zu höheren ionisch-kinetischen Energien führt.

VacuTEC für Batch-Prozess und Inline-Produktion
Das von Tantec für diesen Medizingerätehersteller entwickelte VacuTEC ist dessen spezifischem Prüfprozess angepasst. In diesem spezifischen Projekt kommt das VacuTEC in einem Batch-Prozess zum Einsatz. Es ist aber auch möglich, das System in einen Inline-Prozess zu integrieren. 

Der Behandlungsprozess
Sobald die Katheterschläuche in der Halterung befestigt sind, wird das VacuTEC aktiviert. Die Halterung wird dann in die Kammer gezogen, die Kammertür schließt sich automatisch und der Prozess beginnt. Die Luft wird durch ein Vakuumventil aus der Kammer gesaugt. Das Plasma wird dann entladen und ist für 30 Sekunden aktiv. Nach 30 Sekunden wird Luft in die Kammer gepumpt, die Tür öffnet sich und die Halterung fährt wieder heraus. Der gesamte Prozess dauert 120 Sekunden. Um die bestmögliche Benetzung und Adhäsion zu garantieren, muss die Beschichtung sofort nach der Plasmabehandlung aufgebracht werden.