Materiais:PEBA e compostos médicos TPU modificados resistem à degradação hidrolítica

Em colaboração com um fabricante líder de dispositivos médicos, a Clariant Plastics &Coatings Healthcare Polymer Solutions, Charlotte, N.C., concluiu o desenvolvimento e os testes de novos compostos termoplásticos formulados especialmente para resistir à degradação causada pela exposição a alta umidade e temperatura. A nova tecnologia é especialmente crucial em resinas que incorporam altas cargas de metais radiopacos porque esses enchimentos são conhecidos por exacerbar o efeito de degradação.

Comercializados sob a marca Mevopur de materiais de grau médico da Clariant, os novos compostos PEBA (amida de bloco de poliéter) e TPU modificados, apresentados na MD&M West 2020, devem ser especialmente úteis em aplicações como cateteres médicos.

Os cateteres são normalmente feitos de materiais relativamente macios e flexíveis, como PEBA ou certos TPUs. Esses materiais geralmente contêm cargas metálicas como tungstênio ou carboneto de tungstênio para que médicos e técnicos possam ver a posição exata do cateter sob fluoroscopia de raios-X. Mas, de acordo com o chefe global de marketing e desenvolvimento de negócios Steve Duckworth, quando exposto ao calor e à umidade ao longo do tempo, as cadeias de polímero responsáveis ​​pelo desenvolvimento de propriedades físicas e mecânicas críticas quebram. Por sua vez, a funcionalidade do dispositivo - e a segurança do paciente - podem ser seriamente comprometidas. Esses efeitos de hidrólise podem ocorrer mesmo com quantidades muito pequenas de umidade presas na superfície do polímero, ingredientes de enchimento ou nas pelotas do composto, observa ele.



A nova tecnologia da Clariant é uma combinação de técnicas de processamento proprietárias e aditivos que servem para tornar o polímero resistente à degradação hidrolítica. Os testes de envelhecimento acelerado realizados em tubos extrudados e amostras de teste moldadas por injeção mostram uma melhoria significativa na resistência em comparação com materiais não modificados.

Uma das primeiras indicações de quebra da cadeia (cisão) é um índice de fluxo de fusão aumentado (MFI), ou redução da viscosidade, à medida que as cadeias se tornam mais curtas. O MFI de um composto padrão de PEBA Shore 35D preenchido com tungstênio 74% foi comparado a um composto modificado de Mevopur equivalente ao longo de um período de 26 semanas. Apenas nas primeiras semanas, houve um aumento significativo na fluidez de fusão da resina padrão e, após a quarta semana, o MFI não era mais mensurável. Em contraste, o composto de Mevopur quase não mostrou alterações. A diferença observada foi ainda maior durante o teste quando materiais preenchidos com carboneto de tungstênio foram usados.

Quando os mesmos materiais foram moldados em barras de teste de tração e medidos para resistência à tração e alongamento, as amostras não modificadas viram uma redução de 20 a 25% nessas propriedades críticas ao longo do período de teste de 26 semanas, enquanto as amostras de Mevopur permaneceram perto de 100%. Em outros testes de propriedades mecânicas, a diferença nos resultados para materiais preenchidos com carboneto de tungstênio foi muito mais pronunciada.

“A qualidade final e a confiabilidade dos componentes do cateter dependem da estabilidade e previsibilidade das propriedades do material polimérico em uma ampla gama de condições. Nossos testes com os novos compostos radiopacos de Mevopur mostram que o risco de degradação do polímero devido à hidrólise pode ser reduzido significativamente, de modo que a previsibilidade pode ser restaurada. Isso também demonstra a importância da colaboração de longo prazo entre o fabricante do dispositivo e um fornecedor de materiais como a Clariant ”, diz Duckworth.

A Clariant fabrica concentrados e compostos Mevopur em suas instalações com certificação EN:ISO13485-2016 em Lewiston Maine, parte de uma rede global de instalações ISO13485 que também inclui unidades na Europa e na Ásia. O conhecimento dedicado da equipe de Soluções de Polímero para Saúde da Clariant desenvolveu produtos de PE a PEEK usando USP Classe VI, ingredientes pré-testados ISO10993. O portfólio da Mevopur inclui PEBA, TPU, náilon 12, juntamente com vários enchimentos radiopacos, por mais de 10 anos. Fluoropolímeros foram recentemente adicionados ao portfólio.