Il plasma nella tecnologia medica
Nell’industria medica, i processi di produzione devono rispondere a standard altissimi, di gran lunga superiori a quelli vigenti nella maggior parte degli altri settori industriali. Qui le superfici non devono essere soltanto pulite, ma assolutamente immacolate o sterili. I processi di pretrattamento dell’industria medica devono pertanto essere molto affidabili e riproducibili con la massima precisione.
Il pretrattamento al plasma per migliorare l’adesione degli inchiostri di stampa è da molto tempo un metodo diffuso nell’industria medica. Con Openair-Plasma®l’azienda Plasmatreat fa un altro passo in avanti.
Clinicamente sicuro, sterile e riproducibile – Openair-Plasma® ha un ampio spettro di applicazioni nell’industria medica
Il processo Openair-Plasma® consente un’efficace adesione dei compositi hard/soft, il trattamento delle membrane (mezzi filtranti) e la funzionalizzazione al plasma di superfici in materiale plastico. Il tutto senza germi grazie alla sterilizzazione al plasma e alla disinfezione al plasma.
Vantaggi:
- processi semplici con il trattamento al plasma, a secco e per via fisica
- Riproducibilità affidabile dei parametri di pretrattamento
- Monitoraggio completo del processo mediante PES (spettroscopia di emissione al plasma)
Plasmatreat vanta oltre 20 anni di esperienza nell'utilizzo di plasma a bassa pressione e plasma atmosferico per il pretrattamento di superfici polimeriche, comprese le fasi di trattamento come la pulizia, la promozione dell'adesione e la deposizione di rivestimenti o strati funzionali. Nei nostri laboratori nella Silicon Valley, collaboriamo con partner industriali per sviluppare soluzioni all'avanguardia.
Modifica al plasma. Stampaggio di filtri medicali
La membrana di un filtro medicale deve presentare ottime proprietà di permeazione in conformità alla sua destinazione d’uso e dimostrarsi estremamente efficiente. Spesso essa è costituita da capillari taftati. Per un perfetto funzionamento della membrana, quest’ultima non deve presentare varchi in nessun punto. In particolare, durante la produzione la membrana deve essere accoppiata perfettamente a tenuta con gli anelli terminali del filtro.
Alta efficienza nella produzione di filtri medicali: giunzione a perfetta tenuta di filtri per sangue e ossigenatori
Tuttavia, date le proprietà idrofobe della membrana, per ottenere un’adesione affidabile in questi punti è indispensabile eseguire un opportuno trattamento di modifica superficiale. In quest’applicazione medicale, Openair-Plasma® dà ottimi risultati già da molti anni: la superficie idrofoba della membrana viene pretrattata esattamente nel punto in cui deve essere successivamente accoppiata a tenuta con gli anelli terminali del filtro.
Il risultato della modificazione al plasma è un filtro medicale sicuro e di alta qualità.
Stampaggio a doppia iniezione e rivestimento di inserti metallici – Giunzione a perfetta tenuta con Openair-Plasma®
Per la produzione degli strumenti medicali è ammesso l’uso di un numero limitato di materiali di partenza certificati. Accoppiare materiali diversi è quindi complicato, soprattutto con la tecnica di stampaggio a doppia iniezione. L’attivazione mediante Openair-Plasma® assicura una perfetta adesione dei compositi hard/soft e consente quindi di estrudere insieme anche materiali di partenza tra loro incompatibili.
Anche per il rivestimento degli inserti mediante stampaggio a iniezione è importante un’adesione perfetta. Nel processo di produzione degli inserti, ad esempio, il componente viene introdotto nello stampo e rivestito con uno strato di policarbonato. Il pretrattamento a impulsi con un getto Openair-Plasma® a potenziale zero ha come effetto la micropulizia di questi inserti metallici prima dello stampaggio a iniezione.
Parallelamente, con l’energia del plasma si ottiene un’attivazione superficiale che assicura una tenuta perfetta tra il metallo e il rivestimento in policarbonato.
Trattamento mediante Openair-Plasma® per gli aghi delle siringhe: needle-hub bonding, trattamento preliminare alla stampa e nanorivestimento
I barilotti delle siringhe monouso e gli attacchi degli aghi sono articoli di largo consumo che, in quanto tali, vengono prodotti con materiali plastici apolari. L’uso di questo tipo di materiali crea però delle difficoltà nelle successive fasi di lavorazione e confezionamento, in particolare per l’incollaggio, la stampa e la funzionalizzazione delle siringhe.
Il trattamento mediante Openair-Plasma® offre una serie di soluzioni molto semplici e versatili per questi casi.
- Adesione salda. Il pretrattamento selettivo dei mozzi degli aghi garantisce un'adesione sicura di siringhe e aghi. Adesione ottimale dell'inchiostro Prima di stampare le siringhe, la tensione superficiale viene aumentata mediante un trattamento al plasma su larga scala della plastica apolare, che garantisce un'adesione sicura dell'inchiostro di stampa. Nanorivestimento funzionale Il rivestimento dell'interno della siringa con il processo PlasmaPlus® garantisce un funzionamento a basso attrito dello stantuffo della siringa.
Sigillatura al plasma esente da depositi – Saldatura asettica di fiale di vetro
Le fiale di vetro sono, in campo medico, i contenitori più sicuri per la conservazione dei liquidi parenterali. La sigillatura delle fiale si esegue normalmente con una miscela di gas e ossigeno, utilizzando in genere il propano/butano o il gas naturale come gas di combustione. L’operazione di sigillatura delle fiale necessita di condizioni ottimali. A seconda della composizione della miscela di gas, il processo può dare origine alla formazione di depositi e fuliggine all’interno delle fiale che ne contaminano il contenuto. Per risolvere questo problema, Plasmatreat ha sviluppato un sistema di ugelli Openair-Plasma® specifico con altissime prestazioni del plasma e parametri di processo riproducibili al 100%.
Saldatura asettica delle fiale di vetro: in questo processo, l’energia del plasma viene utilizzata in modo selettivo per la saldatura asettica delle fiale di vetro (sigillatura al plasma e sterilizzazione al plasma).
Poiché la fiamma del plasma non produce combustione (ossidazione) nel senso comune del termine, non si ha nemmeno la produzione di gas di scarico o di fuliggine. Questo metodo esclude dunque a priori qualsiasi impurità provocata dalla reazione della fiamma.
Il plasma nella tecnologia di laboratorio – Perfetto rivestimento funzionale di materiali plastici, idrofilizzazione delle capsule di Petri
La formazione e lo sviluppo dei più diversi tipi di germi è in stretta correlazione con il tenore di ossigeno e la bagnabilità delle superfici. Nel settore della medicina di laboratorio è quindi necessario un efficace pretrattamento delle superfici, soprattutto per quelle in materiale plastico apolare. Il processo al plasma offre diverse possibilità di applicazione per la realizzazione di superfici ottime per i processi di laboratorio.
Il trattamento Openair-Plasma® delle capsule di Petri permette diidrofilizzare le superfici. Inoltre, con l’ausilio del metodo PlasmaPlus® è possibile applicare un sottilissimo nanorivestimento vitreo.
Con la definizione dei parametri del plasma in base al caso specifico si ottiene una composizione superficiale influenzabile come desiderato ed è quindi possibile ottenere impostazioni personalizzate nel Tissue Engineering come pure nella selezione delle colture cellulari.
Comportamento ottimale di bagnatura e flusso per lab-on-chip/biochip
I sistemi microfluidici sono nuovi metodi analitici per la biotecnologia e la tecnologia medica. Sui cosiddetti BioChips (lab-on-chip), molte reazioni analitiche possono avvenire in parallelo e quindi si possono ottenere informazioni affidabili in tempi molto brevi.
Microfluidica: produzione di caratteristiche superficiali desiderate su dispositivi lab-on-chip
La chiave di questo tipo di analisi è la distribuzione e l'interazione dei liquidi sulle superfici. Il comportamento di bagnatura e flusso sul supporto è decisivo. I diversi materiali portanti presentano proprietà diverse. Le matrici polimeriche di PS, PP, PMMA, PDMS o COC hanno di norma una minore bagnabilità o reagiscono in modo indesiderato con i liquidi.
Modifica guidata delle caratteristiche superficiali grazie al plasma a bassa pressione Aurora
Le proprietà superficiali dei lab-on-chip vengono modificate positivamente con il plasma a bassa pressione Aurora: Da un lato, la bagnabilità della superficie viene migliorata in modo controllato e, dall'altro, l'interazione con il substrato viene impedita attraverso la deposizione di uno strato vitreo.
Strati idrofobi con stabilità a lungo termine
Inoltre, grazie al plasma Aurora è possibile depositare sulla superficie strati idrofobi selettivi e stabili a lungo termine. Questo effetto consente di conservare la separazione microfluidica in alcuni casi per diversi anni.
Pretrattamento al plasma per cateteri a palloncino affidabili
Nelle applicazioni mediche, i cateteri sono utilizzati per il trattamento minimamente invasivo di patologie come l'ostruzione delle arterie. Il catetere viene guidato attraverso le arterie fino a raggiungere il punto da trattare. L'ostruzione dell'arteria viene quindi eliminata con l'aiuto di un palloncino.
Per la produzione di cateteri a palloncino sono disponibili diverse applicazioni al plasma a bassa pressione:
saldatura, sigillatura e incollaggio affidabili dei componenti del catetere
Il delicato palloncino deve essere unito in modo affidabile al tubo del catetere. Di norma, ciò avviene mediante saldatura laser. Per ottenere risultati di saldatura ottimali, il catetere viene pretrattato con plasma a bassa pressione. Il pretrattamento al plasma apre e pulisce le superfici dei diversi componenti per consentire una sigillatura altamente robusta. Molti materiali precedentemente incompatibili sono stati saldati in modo affidabile in questo modo.
Rivestimento con farmaci
I palloncini vengono rivestiti con un farmaco in dosaggio esatto durante il processo di plasma. I palloncini vengono guidati con l'aiuto del catetere fino all'area interessata del corpo. Quando il palloncino viene aperto, il farmaco viene rilasciato. Il farmaco deve aderire saldamente al palloncino. Il farmaco deve essere somministrato in modo sicuro nel punto più appropriato dell'organismo, con il dosaggio desiderato.
Rivestimento scorrevole: rivestimento idrofobo sulla superficie esterna dei cateteri
L'attrito tra il catetere e le pareti dei vasi sanguigni è spesso percepito come doloroso. Un rivestimento superidrofobo applicato al catetere non solo riduce l'attrito durante l'introduzione del catetere, ma consente anche un posizionamento preciso del palloncino nel corpo.
Per queste applicazioni è indispensabile eseguire pretrattamenti uniformi in condizioni riproducibili. Questo può essere ottenuto attraverso il processo di plasma dei componenti del catetere. Altri metodi di trattamento, che includono temperature elevate o che comportano archi elettrici, possono danneggiare parzialmente il catetere o il palloncino e comportare rischi per l'applicazione medica.
Il sistema di tubazioni Aurora sviluppato da Plasmatreat fornisce un'intensità di plasma eccezionalmente costante in tutto lo spazio di trattamento.
I polimeri medicali a parete sottile sono attivati con una qualità elevata per una saldatura sicura. I rivestimenti funzionali, come il rivestimento scorrevole o rivestimento con farmaco, vengono applicati in modo omogeneo ai polimeri utilizzando gas reattivi nel processo al plasma a bassa pressione.
