Materialforschung

Weichmacher in Medizinprodukten – Diese Technik macht sie unschädlich

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AUTOR/IN
Manuel Hollenweger
ONLINEFASSUNG
Antonia Weise

Blutbeutel enthalten oftmals Weichmacher, die in den Blutkreislauf kommen und dem Körper schaden können. Forscher*innen des Fraunhofer Instituts haben eine neue Methode entwickelt, um die Weichmacher dauerhaft im Kunststoff zu binden.

In Kosmetika und Spielzeug ist er längst verboten, in Blutbeuteln jedoch nicht: Der Weichmacher DEHP – Wie bei einem ausgetrockneten Schwamm, dem Wasser zugefügt wird, sorgt er dafür, dass das sonst poröse PVC geschmeidig und elastisch wird. Laut Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte besteht Weich-PVC teilweise zu mehr als 50 Prozent aus DEHP.

Das Problem: Die Weichmacher sind nicht fest mit den PVC-Molekülen verbunden und können sich dadurch lösen. Besonders fetthaltige Lösungen, wie Blut, begünstigen dies.

Gelöste Weichmacher können unfruchtbar machen

So können Weichmacher zum Beispiel bei einer Infusionstherapie in den Blutkreislauf gelangen und im Körper Schaden anrichten. Sie sind nicht für jedermann gleich gefährlich und werden in der Regel mit dem Urin wieder aus dem Körper getragen. Doch sie stehen schon länger unter Verdacht die Zeugungsfähigkeit einzuschränken. Das ist vor allem bei männlichen Kindern, die noch nicht geschlechtsreif sind, kritisch.

Bauch einer schwangeren Frau (Foto: IMAGO, imago images / agefotostock)
Eine Belastung mit Weichmachern kann für ein ungeborenes Kind negative Auswirkungen haben. imago images / agefotostock

Bei schwangeren Frauen könne der Weichmacher sich negativ auf die sexuelle Entwicklung männlicher Nachkommen auswirken, in der Folge kann es zu genitalen Fehlbildungen kommen.

UV-Strahlen sollen Barriere-Gitter für Weichmacher schaffen

Mit einer neuen Bearbeitungsmethode wollen Forscher*innen des Fraunhofer Instituts in Braunschweig deshalb nun verhindern, dass sich der Weichmacher überhaupt erst lösen kann.

Dabei wird die molekulare Struktur des Weichmachers an der Oberfläche der Folie mit Hilfe von kurzwelliger UV-Strahlung aufgebrochen und neu vernetzt:

Die Folie kommt zwischen zwei Elektroden, die mit einem elektrisch isolierenden Material, meist Keramik, überzogen sind. Dadurch kann es nicht zu einer schlagartigen Entladung zwischen den Elektroden kommen. 

Aufbaugrafik: UV-Strahlen schaffen Barriere-Gitter für Weichmacher (Foto: Pressestelle, Fraunhofer IST, Falko Oldenburg)
Ein starkes elektrisches Feld ionisiert das Gas zwischen den Elektroden. Durch diese Gasentladung entstehen kurzwellige UV-Strahlen, die die Moleküle des Weichmachers aufbrechen. Pressestelle Fraunhofer IST, Falko Oldenburg

Der Raum zwischen Folie und Elektroden wird mit dem Gas Argon gefüllt. An die Elektroden wird eine sehr hohe Wechselspannung von mehreren tausend Volt angelegt – es entsteht ein starkes elektrisches Feld, wodurch das Gas ionisiert wird. Es kommt zu einer sogenannten Gasentladung, die das Argongas zum Leuchten bringt. Dabei entsteht auch besonders kurzwellige, energiereiche UV-Strahlung.  

Die UV-Strahlen treffen auf die Moleküle des Weichmachers und brechen sie auf. Die aufgebrochenen Moleküle wollen neu reagieren und vernetzen sich an der Oberfläche der Folie mit dem Kunststoff. Es entsteht eine Art „Gitter-Netz“, das verhindert, dass weitere Weichmacher das PVC verlassen können. Das PVC selbst und der Weichmacher im Inneren der Folie werden dabei nicht verändert, wodurch sie alle ihre Eigenschaften, wie die Elastizität, behält.

Beschichtung der Folie (Foto: IMAGO, Fraunhofer IST, Falko Oldenburg)
Irgendwann sollen mehrere Meter Folie pro Sekunde bearbeitet werden. Durch eine spezielle Beschichtung können schädliche Weichmacher die PVC-Folie nicht mehr verlassen. Fraunhofer IST, Falko Oldenburg

Alternative zu teuren Beschichtungsverfahren

Laut Fraunhofer Institut sollen nach dem Prozess 95 Prozent weniger Weichmacher aus der Folie entweichen. Auch spezielle Beschichtungen der PVC-Folie können verhindern, dass die Weichmacher sich lösen. Doch diese seien deutlich teurer als die Behandlung mit den UV-Strahlen aus dem Plasma.

Die Forscher*innen arbeiten nun daran, das Verfahren schneller und industriereif zu machen, so dass auch mehrere Meter der Folie pro Sekunde bearbeitet werden können.

In vielen Kinderspielzeugen sind Weichmacher enthalten (Foto: IMAGO, imago images / blickwinkel)
In vielen Kinderspielzeugen befinden sich immer noch Weichmacher. Einige davon können den Hormonhaushalt stören oder die Leber schädigen. imago images / blickwinkel

Ein Verbot von DEHP-haltigen Medizinprodukten, wie bei Kinderspielzeug oder Kosmetika, sei laut Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte nicht möglich. Denn die Produkte seien in der medizinischen Versorgung oft unverzichtbar und die Qualität der Versorgung dürfe nicht gefährdet werden, heißt es.

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