Między codziennością szpitalną a krytyką Dlaczego PVC nadal odgrywa ważną rolę w medycynie

Niezależnie od tego, czy chodzi o worki do infuzji, rurki czy worki na krew: trudno wyobrazić sobie medycynę bez PVC. Materiał ten można w różnorodny sposób dostosowywać i spełnia on ważne wymagania w codziennej praktyce szpitalnej. Jednocześnie przedmiotem krytyki są plastyfikatory, potencjalne zagrożenia dla zdrowia oraz sposób utylizacji. 

Polichlorek winylu (PVC) należy do najstarszych i pod względem ilości jednym z najważniejszych tworzyw sztucznych stosowanych w medycynie. W codziennej praktyce szpitalnej spotyka się go wszędzie, na przykład w rurkach infuzyjnych, workach na krew, cewnikach i workach infuzyjnych. Wynika to przede wszystkim z tego, że PVC jest materiałem wszechstronnym, niedrogim oraz – w zależności od składu – elastycznym i stabilnym.

Pomimo wielu zalet PVC jest jednak przedmiotem dyskusji, zwłaszcza ze względu na stosowane w nim plastyfikatory oraz potencjalny wpływ na zdrowie i środowisko. Czy ta krytyka jest uzasadniona? Jakie są alternatywy dla PVC w medycynie? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w poniższym artykule. 

Czym jest polichlorek winylu?

Polichlorek winylu to tworzywo sztuczne powstające w wyniku polimeryzacji monomerów chlorku winylu. Należy do termoplastów i jest jednym z najczęściej produkowanych tworzyw sztucznych na świecie, zaraz po polietylenie i polipropylenu do najczęściej produkowanych tworzyw sztucznych na świecie.

Gatunki

• Twardy PVC (PVC-U) jest nieplastyfikowany i znajduje zastosowanie np. w profilach okiennych, rurach i płytach.
• Miękkie PCV (PVC-P) zawiera plastyfikatory i jest wykorzystywane do produkcji wykładzin podłogowych, izolacji kabli, węży, uszczelek oraz sztucznej skóry.

Właściwości i zastosowania

• PVC jest z natury twarde i kruche. Dzięki dodaniu plastyfikatorów staje się elastyczne. 
• Jest odporny na warunki atmosferyczne, odporny na działanie substancji chemicznych i stosunkowo niedrogi.
• Jest trudnopalny, ponieważ zawiera chlor. Jednak w razie pożaru mogą powstawać toksyczne i żrące gazy, takie jak chlorowodór.

Większość PVC znajduje zastosowanie w budownictwie, na przykład w produkcji rur, okien, membran dachowych i wykładzin podłogowych. Ponadto wykorzystuje się go w technice medycznej (worki infuzyjne, rurki), w opakowaniach oraz w kablach elektrycznych.

Dlaczego PVC jest tak często stosowane w medycynie?

PVC jest tak powszechnie stosowane w medycynie, ponieważ jest materiałem wszechstronnym, niedrogim i łatwym w obróbce. Ponadto jest elastyczne, stabilne i trwałe. 

Dzięki dodaniu plastyfikatorów PVC staje się miękkie i giętkie, dzięki czemu nadaje się na przykład do produkcji węży, worków do infuzji i worków na krew. Ponadto łatwo się je czyści i sterylizuje. 

Kolejną zaletą jest to, że PVC jest kompatybilny z wieloma płynami medycznymi. Dzięki temu tworzywo to dobrze nadaje się do kontaktu z lekami i krwią.

Dlaczego pojawiają się głosy krytyczne wobec stosowania PVC w medycynie?

„W tej kwestii należy dokonać wyraźnego rozróżnienia” – wyjaśnia dr Ralf Ziembinski, kierownik działu Tubing w firmie Raumedic. W branży technologii medycznej i wyrobów medycznych krytyka dotyczy zazwyczaj plastyfikatorów zawartych w materiale PVC.

Wiadomo, że DEHP, a także DOP, wykazują właściwości toksyczne dla rozrodu i mogą być stosunkowo łatwo uwalniane. Aby wyeliminować to ryzyko, producenci już od kilku lat stosują plastyfikatory niezawierające DEHP ani ftalanów, takie jak noDOP (TEHTM). „W ich przypadku prawdopodobieństwo migracji jest 100 razy mniejsze” – wyjaśnia Ziembinski.

W jaki sposób sterylizuje się medyczne PVC?

Elementy i komponenty wykonane z polichlorku winylu można przed użyciem doskonale wysterylizować. Ma to szczególne znaczenie w środowisku klinicznym. Nikt bowiem nie chce narażać się na zakażenia wywołane przez zarazki.

PVC przeznaczone do zastosowań medycznych sterylizuje się głównie za pomocą sterylizacji parowej, tlenku etylenu (EO) lub promieniowania gamma. Wybór metody zależy od konkretnego wyrobu medycznego.

• Sterylizacja parowa: Polega ona na sterylizacji produktów za pomocą gorącej pary wodnej pod ciśnieniem. Metoda ta nie jest jednak odpowiednia dla wszystkich produktów z PVC, ponieważ wysokie temperatury mogą powodować odkształcenie materiału.
• Tlenek etylenu (EO): W tej metodzie wykorzystuje się gaz, który zabija bakterie, wirusy i grzyby. Nadaje się on szczególnie do produktów z PVC wrażliwych na wysoką temperaturę.
• Promieniowanie gamma: Produkty są w tym przypadku sterylizowane za pomocą promieniowania o wysokiej energii. Metoda ta nadaje się również do wielu medycznych wyrobów z PVC, jednak zbyt wysoka dawka promieniowania może spowodować zmiany w materiale.

Jakie wyroby medyczne są wykonane z PVC?

PVC jest szczególnie często stosowane w produktach, które mają kontakt z krwią, lekami lub innymi płynami ustrojowymi.

Przykładami wyrobów medycznych wykonanych z PVC są:

• Rurki infuzyjne: służą do podawania płynów i leków do organizmu.
• Worki infuzyjne: służą do przechowywania i podawania roztworów infuzyjnych.
• Worki na krew: służą do pobierania i przechowywania krwi.
• Cewniki: umożliwiają wprowadzanie lub odprowadzanie płynów w organizmie.
• Rurki do wentylacji: służą do doprowadzania powietrza do pacjentów.
• Węże do dializy: służą do transportu krwi i płynu dializacyjnego podczas dializy.
• Maski tlenowe: służą do dostarczania pacjentom dodatkowego tlenu.
• Rękawiczki jednorazowe: Niektóre rękawiczki medyczne są wykonane z PVC i nazywane są również rękawiczkami winylowymi.

Również w sekcji opakowań z tworzyw sztucznych przeznaczonych do wyrobów medycznych PVC odgrywa ważną rolę. Blistry na tabletki są niedrogie i skutecznie chronią substancje lecznicze przed zanieczyszczeniami i wilgocią. Produkuje się je z materiałów kompozytowych na bazie aluminium i PVC. 

Dygresja

Recykling opakowań typu blister

W ramach projektów badawczych finansowanych przez przemysł i ze środków publicznych instytut Fraunhofer IVV opracował i przetestował metody pozyskiwania wysokiej jakości aluminium wtórnego oraz recyklatów PVC z blistrów na tabletki. Opracowana w tym celu metoda ma być wdrażalna na skalę przemysłową, pod warunkiem wykazania jej opłacalności. 

Koncepcja technologiczna separacji komponentów opiera się na ekstrakcyjnym procesie recyklingu z wykorzystaniem rozpuszczalników, opracowanym w instytucie Fraunhofer IVV w celu recyklingu polistyrenu . Ma on na celu całkowite oddzielenie PVC od aluminium za pomocą selektywnych „zielonych rozpuszczalników”, które są utrzymywane w obiegu dzięki późniejszej całkowitej odzyskiwaniu. 

W ten sposób powstaje aluminium wtórne o wysokiej czystości oraz recyklat PVC przeznaczony dla przemysłu przetwórstwa tworzyw sztucznych. Zakres zastosowań recyklatu PVC obejmuje profile okienne, karty płatnicze, a przede wszystkim folie (w tym opakowania typu blister). 

Źródło: www.ivv.fraunhofer.de 

Jakie substancje czynne nie są kompatybilne z PVC?

Jeśli PVC ma bezpośredni kontakt z lekami, należy wcześniej dokładnie sprawdzić potencjalne interakcje. Na przykład taksol, nitrogliceryna, diazepam oraz insulina nie są kompatybilne z PVC.

Jakie alternatywy dla PVC istnieją w technice medycznej?

Do najważniejszych alternatyw dla PVC należą elastomery termoplastyczne (TPE). Łączą one gumopodobną elastyczność elastomerów z dobrą obrabialnością tworzyw termoplastycznych. Typowe obszary zastosowań to węże i systemy infuzyjne, komory kroplujące, a także maski oddechowe i ochronne.

W przypadku węży medycznych dobrym rozwiązaniem jest również miękki PP, zwłaszcza gdy wymagana jest optymalna kompatybilność z lekami. Polipropylen nie zawiera bowiem plastyfikatorów. Ponadto właściwości tego materiału są bardzo podobne do właściwości PVC.

Jeśli szuka się tańszej alternatywy dla PVC, rozwiązaniem może być koekstruzja. Firma Raumedic opracowała w tym zakresie dwuwarstwowy wąż medyczny wykonany z EVA i kauczuku styrenowo-butadienowego (SBR). „Ponieważ warstwa zewnętrzna może być wzbogacona o dodatki pochłaniające promieniowanie UV, umożliwia to optymalne podawanie nawet leków wrażliwych na światło, takich jak środki chemioterapeutyczne” – wyjaśnia Ziembinski. 

Przyszłość PVC we współczesnej medycynie

Przyszłość PVC w medycynie zależy od czynników ekonomicznych. Gdyby na rynku zdominowały alternatywne materiały o podobnych właściwościach i porównywalnych kosztach, polichlorek winylu mógłby w dłuższej perspektywie zostać wyparte. W przeciwnym razie PVC będzie nadal odgrywać ważną rolę ze względu na swoje pozytywne właściwości.