Thermoplastisches Polyurethan für medizinische Anwendungen

6. Juli 2021

14:00

Wenn eine Schlüsselbranche mit einem gesteigerten Bedeutungsbewusstsein aus der Pandemie hervorgegangen ist, dann ist es das Gesundheitssystem und die Art und Weise, wie es weiterhin die Erholung des Landes unterstützt. Während der verschiedenen Höhepunkte der COVID-19-Pandemie kam es zu einer nahezu kritischen Überlastung der Nachfrage nach reaktionsschneller und dringender Versorgung.

Die Reaktionen waren weltweit unterschiedlich – aber der Druck auf einen dynamischen, kreativen Ansatz für biomedizinische Hilfsmittel und Textilien, insbesondere Schutzbekleidung, entwickelte sich zu einer globalen Geschichte, da die neue Nachfrage eine stärkere Beteiligung von Herstellern aller Art erforderte.

Thermoplastische Polyurethane (oder TPUs) sind in der Medizinbranche aufgrund ihrer fortschrittlichen Anwendungen in verschiedenen Gesundheitsprodukten weithin bekannt und werden dort geschätzt. Dieses Hochleistungsmaterial wurde bei der Entwicklung vieler sicherheitskritischer Anwendungen spezifiziert, darunter High-Tech-Körperschutzlösungen bis hin zu führenden Lösungen für die Luft- und Raumfahrt. Die Nachfrage nach fortschrittlichen Materiallösungen im medizinischen Markt ist ein wachsendes Interessengebiet, wobei TPU-Anwendungen den Weg für kreative Ansätze in Bereichen wie biomedizinische Produkte, Schutzbekleidung, Infektionskontrolle und medizinische Geräte weisen.

Ein Blick auf thermoplastisches Polyurethan

Ein thermoplastisches Polyurethan oder TPU ist ein gummiartiges Material mit einer Reihe vorteilhafter Eigenschaften, die es ideal für die Materialtechnik machen. TPU-Folientypen werden aus Polyurethan-Kunststoffen mit Eigenschaften wie hoher Elastizität oder Umweltbeständigkeit beispielsweise gegenüber Ölschmierstoffen hergestellt.

Die Materialeigenschaften gehen über die üblichen Marktwünsche hinaus und sind mit Merkmalen wie erhöhter Festigkeit entscheidend für die Innovation des Produktdesigns geworden. Aufgrund seiner hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften, einschließlich Haltbarkeit, Reißfestigkeit sowie Belastungs- und Durchstoßfestigkeit, sind TPUs zu einem begehrten Material für medizinische Anwendungen geworden. Die zusätzlichen Elastomer- und Flexibilitätseigenschaften machen dieses Material zu einer vielseitigeren Wahl, insbesondere angesichts seines Rufs als nachhaltigerer Ersatz für PVC-Materialien.

Die Tuftane-TPU-Folientypen von Permali werden aus aromatischen Polyester- oder Polyether-PU-Polymertechnologien gemischt. Die Hauptmerkmale dieses Materials reichen von ausgezeichneter Biokompatibilität und Transparenz bis hin zu einer hohen elastischen Dehnungsrückgewinnung, einer weichen Haptik bei Hautkontakt und einer hervorragenden Umweltbeständigkeit (einschließlich verschiedener Gase und Chemikalien). Die verschiedenen medizinischen Anwendungen demonstrieren den Marktfortschritt durch Materialinnovationen, wobei der Schwerpunkt auf thermoplastischen Polyurethanen liegt, die sich als nachhaltiger Ersatz für herkömmliche PVC-Materialien herausstellen.

Herstellung von TPUs für medizinische Märkte

Die Materialwissenschaft kann Produktinnovationen beschleunigen, ohne Kompromisse bei der Einhaltung verschiedener strenger Sicherheitsvorschriften einzugehen. Materiallösungen werden entsprechend den gesetzlichen Rahmenbedingungen, technischen Anforderungen, Produktleistungsanforderungen und mehr gestaltet. Speziell für Hersteller von medizinischen Geräten und Gesundheitsprodukten werden TPU-Typen entwickelt, um Biokompatibilität mit Pilz- oder Bakterienresistenz zu verbinden. Die Sterilisation von Materialien bedeutet, dass bestimmte TPU-Typen dem Wachstum von Mikroben wie MRSA (S. Aureus) und E. coli widerstehen können, und TPU auf Polyetherbasis kann dazu beitragen, die Ausbreitung von Bakterien zu begrenzen, da es eine inhärente Fähigkeit besitzt, dem Wachstum von Mikroben zu widerstehen. Thermoplastisches Polyurethan

Materialingenieure und Designer sind aufgrund ihrer Verarbeitungsflexibilität und Sortenvielfalt beliebt und verfügen über zahlreiche Verpackungsalternativen. TPUs können durch Spritzgießen, Stanzen, Thermoformen oder Schweißen in die gewünschte Form oder Größe gebracht werden.

Die Tuftane-TPU-Folien von Permali lassen sich für Hersteller problemlos verarbeiten, indem sie traditionelle Techniken zum Kämmen, Verarbeiten und Veredeln von Kunststoff- und Gummimaterialien anwenden. Am häufigsten werden in der Fertigung Folien- und Plattenverarbeitungs- und Veredelungstechniken eingesetzt, darunter Vakuum-Thermoformen; Heißsiegeln und Laminieren; Kleben und Kleben mit Lösungsmitteln; Schneiden, Stanzen und Prägen; HF-, HF- und Ultraschallschweißen, Prägen und Drucken.

Auf regulatorischer Ebene gibt es umfassendere Compliance-Programme wie die EU-Richtlinie 93/42/EWG sowie nationale Vorschriften. ISO 10993 ist beispielsweise für biokompatible Medizinprodukte spezifiziert und stellt Sicherheitsstandards für den Umgang mit einer Vielzahl biologischer Risiken dar. Tuftane-TPU-Folien werden regelmäßig als konform für eine Reihe von Geräteanwendungen bewertet.

Biokompatibilität erklärt

Medizinische Geräte werden strengen Sicherheitstests unterzogen, um sicherzustellen, dass sie für den Einsatz in Krankenhäusern geeignet sind. Biokompatible Materiallösungen werden entwickelt, um biologischen Risiken zu begegnen. Zumindest dürfen diese Materialien keine unerwünschten Reaktionen hervorrufen, wie etwa die Katalyse oder Auslösung chemischer Reaktionen. Biokompatibilität ist eine Art Sicherheitsbewertung oder Aussage einer angemessenen Wirtsreaktion.

Biomedizinische Produkte werden unter strengen Sicherheitsvorschriften hergestellt, um in einer Reihe von professionellen und privaten Gesundheitsmärkten eingesetzt zu werden. Resistenz gegenüber Bakterien und anderen Pilzen in Kombination mit Biokompatibilität bedeutet, dass diese Materialien für die besonderen Herausforderungen und Komplikationen im Gesundheitswesen wünschenswert sind.

Medizinische Anwendungen von TPU

Anwendungen von TPU-Folien wurden von führenden Herstellern von Pharmazeutika, Gesundheitsprodukten, Krankenhausausrüstung, biomedizinischen Geräten und persönlicher Schutzausrüstung (PSA) für medizinisches Personal spezifiziert.

TPUs werden in vielen Märkten wegen ihrer leistungsstarken Eigenschaften spezifiziert, und Anwendungen in der medizinischen Versorgung können von künstlichen Herzkomponenten, Blutplasmabeuteln bis hin zu Isolationszelten in Krankenhäusern reichen. Hohe Festigkeit, Reißfestigkeit und Biokompatibilität sind wichtige Eigenschaften, die Produktinnovationen im gesamten Medizinmarkt weiterhin fördern. Ständig entstehen neue Anwendungen, insbesondere dort, wo Medizingerätehersteller die auf dem Markt verfügbaren Anwendungsarten (z. B. Isoliermembranen oder Wundverbände) weiterentwickeln können.

Insbesondere Polyurethane haben den Ruf, in diesen anspruchsvollen Umgebungen andere Materialien zu übertreffen. Im medizinischen Bereich reiben Materialien häufig aneinander oder verbiegen sich. Ohne TPU-Typen würden diese Materialien ermüden oder schwächer werden. Die Stärkung der Materialeigenschaften durch TPU ist eine Möglichkeit, Produktdesign und Innovation voranzutreiben.

Medizinisches Personal profitiert von TPUs

Während der Pandemie wurden Schutzausrüstung und Versorgungsengpässe zu einer vertrauten Schlagzeile. Die Nachfrage nach Produktinnovationen und beschleunigten Bearbeitungszeiten bedeutete, dass verschiedene Hersteller eine Rolle bei der Unterstützung des NHS während einer globalen Gesundheitskrise spielen mussten.

Hersteller verwendeten TPU-Lösungen wie Schutzmembranen beim Einsatz persönlicher Schutzausrüstung oder PSA in Großbritannien und Europa. Im Mittelpunkt standen nicht nur Produktdesign und Sicherheit, sondern auch die Art und Weise, wie Hersteller sich an den nationalen Bemühungen zum Wiederaufbau der britischen Lieferkette orientierten, um dringend hochwertige PSA-Lösungen für Mitarbeiter an vorderster Front herzustellen. Neben der Bereitstellung von Sicherheitslösungen für NHS-Mitarbeiter setzen Hersteller auch TPU-Materialien für Krankenhausbettmatratzensysteme ein, die eine entscheidende Rolle bei der Patientenversorgung spielen.

Imbissbuden

Ganz gleich, ob es sich um Anwendungen zur Patienten- oder Personalsicherheit handelt, TPUs haben sich bei der Weiterentwicklung des Produktdesigns als wertvoll erwiesen und helfen dem Medizinmarkt bei der Innovation seiner Geräte und Ausrüstung, wenn es um die Bewältigung herausfordernder Gesundheitskrisen geht. Mit Blick auf die Zukunft ist Materialdesign ein Ausgangspunkt für innovatives Produktdesign, das zum Wachstum von Märkten und zur Bewältigung von Herausforderungen beitragen kann.

6. Juli 2021

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