PR: Utilizzo di Openair-Plasma per il pretrattamento dei fusti di siringa
Le siringhe preriempite sono indispensabili in molte applicazioni mediche, dalla nutrizione enterale alla somministrazione di farmaci ad alte dosi. Come le siringhe monouso convenzionali, sono costituite da un corpo siringa, da uno stantuffo con guarnizione e da una connessione Luer lock o da una cannula collegata. Dopo essere state riempite con il medicinale o la soluzione nutritiva, vengono sterilizzate, se necessario. È importante che funzionino perfettamente anche dopo lo stoccaggio.
Le applicazioni mediche pongono requisiti elevati ai materiali utilizzati. Oltre al vetro borosilicato, si utilizzano sempre più spesso materie plastiche come il COC (copolimero di cicloolefina). Questo materiale amorfo e biocompatibile è caratterizzato da elevata trasparenza, buona stabilità dimensionale, proprietà barriera e resistenza chimica e può essere sterilizzato con i comuni metodi di sterilizzazione, come l'ETO (ossido di etilene), i raggi gamma o i raggi elettronici. A differenza del vetro borosilicato, il COC è meno soggetto a rotture, il che rappresenta un vantaggio significativo.
Nello stantuffo della siringa preriempita viene tipicamente inserita una guarnizione elastomerica. L'elastomero preferito è la gomma, ma si utilizzano anche gomme butiliche e bromurate e TPE (elastomeri termoplastici). Questi sigillano la camera della siringa, ma tendono a premere contro l'interno della siringa durante la conservazione. Per evitare che ciò accada, i barilotti delle siringhe e, facoltativamente, la guarnizione in elastomero, vengono siliconati.
Nel caso del cilindro della siringa, un ugello si immerge nel cilindro e nebulizza l'olio di silicone in goccioline sottili. È importante che queste goccioline si diffondano per formare un film di olio di silicone chiuso, che riduca l'attrito, e che aderiscano sufficientemente alla superficie interna del cilindro della siringa. L'obiettivo è quello di creare un film di olio di silicone omogeneo con il minor quantitativo possibile di olio di silicone, per ridurre al minimo ogni potenziale interazione con il medicinale. Tuttavia, senza uno speciale trattamento superficiale, il COC non si bagnerà sufficientemente con l'olio di silicone. Il pretrattamento con Openair-Plasma, ad esempio, può essere d'aiuto in questo caso.
Utilizzo del plasma all'aria aperta per migliorare la bagnabilità dei COC
Quando si applica energia a un gas, questo viene ionizzato ed entra nello stato di plasma ad alta energia. Plasmatreat ha sfruttato questo processo per uso industriale e ha sviluppato il cosiddetto Openair-Plasma. Rispetto alla tecnologia al plasma a bassa pressione, i sistemi e le apparecchiature al plasma di Plasmatreat funzionano a pressione atmosferica e possono essere integrati direttamente nei processi produttivi. Non è necessaria una camera a vuoto. Per generare l'Openair-Plasma, Plasmatreat utilizza una scarica ad alta tensione in uno speciale ugello al plasma attraverso il quale il gas di processo viene fatto passare e ionizzato. Come gas di processo si possono utilizzare diversi gas, tra cui l'aria compressa e l'azoto puro sono i più comuni. Quando il plasma entra in contatto con la superficie di un substrato, interagisce con le molecole presenti sulla superficie e ne modifica le proprietà.
In questa particolare applicazione dei barili di siringhe COC, i composti reattivi di ossigeno e azoto vengono legati chimicamente alla superficie della plastica. Questo trattamento aumenta l'energia superficiale e quindi il comportamento umettante della plastica introducendo le molecole. L'olio di silicone interagisce con la superficie interna del cilindro della siringa trattata al plasma e si distribuisce su di essa formando un film omogeneo e sottile.
Determinazione dei parametri del plasma in laboratorio
Una delle competenze principali di Plasmatreat è l'impostazione di un sistema al plasma con i parametri corretti sulla linea di produzione o nel laboratorio del cliente. Il primo passo consiste nell'analizzare l'attuale energia superficiale del materiale, sia presso la sede del cliente che nel reparto di tecnologia applicativa della sede centrale di Plasmatreat a Steinhagen, in Germania, o in una delle numerose filiali.
In questo caso particolare, i test preliminari per il trattamento dei barili delle siringhe hanno dimostrato che l'energia superficiale del COC doveva essere aumentata a oltre 50 mN/m (unità di tensione superficiale dei liquidi o energia superficiale dei solidi) per garantire una bagnabilità ottimale con l'olio di silicone. Non trattato, il COC ha un'energia superficiale di circa 39 mN/m, con una piccola frazione polare di circa 0,5 mN/m, mentre dopo il trattamento al plasma è di 52 mN/m, con una frazione polare di circa 13 mN/m (misurata con un analizzatore di superficie mobile, KRÜSS GmbH).
Decisivo per il successo dell'implementazione industriale del trattamento al plasma è, da un lato, un sistema al plasma ottimale su misura per l'applicazione, composto da generatore, PCU (trasformatore che include vari sistemi di garanzia della qualità per il trattamento al plasma) e ugello e, dall'altro, lo sviluppo di una finestra di processo stabile. Oltre alle impostazioni di base del sistema al plasma, questo include la distanza tra l'ugello del plasma e il substrato e la loro velocità relativa. Poiché il COC, in quanto plastica amorfa, è particolarmente suscettibile alle cricche da tensocorrosione se sottoposto a un trattamento eccessivo, la finestra di processo deve essere mantenuta con precisione e i parametri devono essere costantemente monitorati. Plasmatreat garantisce questo con la tecnologia PCU (Plasma Control Unit), che monitora il flusso di gas di processo, l'uscita del plasma, la rotazione dell'ugello e la contropressione, tra le altre cose, e li registra per il controllo e il monitoraggio della qualità.
La tecnologia Openair-Plasma offre una soluzione innovativa per migliorare la bagnabilità superficiale dei barili di siringa COC e quindi ottimizzarne la siliconatura. L'aumento mirato dell'energia superficiale consente una distribuzione omogenea dell'olio di silicone, che aumenta l'affidabilità funzionale delle siringhe a lungo termine. Con soluzioni al plasma personalizzate e un preciso monitoraggio del processo, Plasmatreat garantisce che i vantaggi di questa tecnologia possano essere implementati in modo efficiente nella pratica industriale.
