Medizinische Schläuche aus TPE – Vorteile und Möglichkeiten

Der medizintechnische und pharmazeutische Markt bietet für Thermoplastische Elastomere (TPE) zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Dabei bestehen höchste Anforderungen an Materialien und deren Verarbeitung. Welche Möglichkeiten es für TPE im Bereich medizinische Schläuche gibt, beleuchtet Matthias Schmidt, Head of Sales Medical bei KRAIBURG TPE, in diesem LinkedIn Newsletter.

Die Anforderungen an medizinische Schläuche sind hoch: Neben funktionalen Eigenschaften wie Flexibilität, Knickstabilität oder Transparenz rücken vor allem regulatorische Konformität, Biokompatibilität und Materialverträglichkeit in den Fokus. Gleichzeitig fordert der Markt Alternativen zu PVC-Lösungen.

Bereits in der Vergangenheit haben sich Thermoplastische Elastomere als leistungsfähige Alternative etabliert. Die Materialklasse der TPE verbinden die weichen und flexiblen Eigenschaften klassischer Elastomere mit den effizienten Verarbeitungsmöglichkeiten der thermoplastischen Werkstoffe und eröffnen dadurch für die Herstellung medizinischer Schläuche vielfältige Möglichkeiten. 

Die Herstellung medizinischer Schläuche ist ein hochregulierter und materialkritischer Bereich der Medizintechnik. Entscheidend ist nicht nur die eigentliche Funktion des Schlauchs, sondern auch seine Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit, Reinheit sowie die langfristige Materialstabilität (geringes leachable- und extractable Profil).

TPE bieten hierfür ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil. Sie beinhalten kein PVC, Silikon und Latex und sind dadurch frei von klassischen Weichmachern. Gesundheitliche Risiken, welche mit möglichen bedenklichen Inhaltsstoffen dieser Materialklassen verbunden sein können, lassen sich somit vermeiden.

Gleichzeitig erreichen moderne TPE-Compounds eine ähnliche Weichheit und Flexibilität wie Silikon oder PVC. Mit Härtebereichen von 45 bis 80 Shore A lassen sich unterschiedliche Anforderungen präzise einstellen. Gutes Knickverhalten zählt zu den wichtigen Marktanforderungen. Gerade bei Infusions-, Medikamentenabgabe- oder Versorgungsschläuchen ist ein unterbrechungsfreier Medienfluss essenziell. TPE bieten hier eine hohe Knickfestigkeit bei gleichzeitig guter Flexibilität.

Auch die Transparenz der eingesetzten Materialien spielt im medizinischen Umfeld eine wichtige Rolle, etwa zur visuellen Kontrolle von Flüssigkeiten. Zahlreiche TPE-Compounds ermöglichen klare und transparente Schlauchlösungen und eignen sich darüber hinaus für die Beschichtung mit PVP, beispielsweise bei Urinalkathetern. Dadurch können verbesserte Gleiteigenschaften erreicht werden, die den Patientenkomfort erhöhen und das Einführen sowie Entfernen erleichtern.

Medizinische TPE werden sowohl in der Extrusion als auch im Spritzgussprozess verarbeitet. Dies vereinfacht die Verarbeitung komplexer Komponenten und ermöglicht wirtschaftliche Herstellungsprozesse ohne zusätzliche Nachbearbeitung.

Typische Anwendungen für TPE-basierte medizinische Schläuche sind unter anderem:

• Versorgungsschläuche, Medikamentenabgabeschläuche
• Infusionsschläuche
• Drainagen
• Entlüftungsschläuche
• Schläuche für peristaltische Pumpen
• Anwendungen in Endoskopie und minimalinvasiver Chirurgie
• Kathetherlösungen

Der Trend im Markt geht zunehmend hin zu PVC-freien Alternativen, hin zu TPE-Lösungen. Gründe liegen insbesondere in der regulatorischen Entwicklung sowie in steigenden Anforderungen an Materialreinheit und Biokompatibilität.

Thermoplastische Elastomere auf Styrol-Block-Copolymer-Basis (TPS) gelten heute als interessante Alternative zu Polyvinylchlorid (PVC) und Thermoplastische Polyurethane (TPU), da sie frei von klassischen Weichmachern sind. Potentielle Migrations- und Extraktionsrisiken können dadurch vermieden werden.

Im Vergleich zu Silikonen bieten Thermoplastische Elastomere zusätzlich verarbeitungstechnische Vorteile. Silikone erfordern häufig zeit- und kostenintensive Nachbearbeitungsschritte, während TPE effizient im Extrusion- oder Spritzgussprozess verarbeitet werden können und sich dadurch kürzere, wirtschaftlichere Zykluszeiten ergeben.

In verschiedenen Tests zeigen ausgewiesene TPE zudem einen geringen Gehalt an extrahierbaren Stoffen auf. Dies ist besonders relevant für Anwendungen mit direktem Kontakt zu Körperflüssigkeiten, wie zum Beispiel Blut.

Trotz ihrer vielseitigen Eigenschaften sind auch TPE nicht für jede medizinische Anwendung die optimale Lösung. Je nach Einsatzbereich können Hochleistungsmaterialien wie Silikon, Fluorpolymere oder spezielle TPU-Typen Vorteile bieten – etwa bei extremen Temperaturanforderungen, sehr langfristigen Implantationszeiten oder besonders hoher chemischer Belastung.

Auch die Sterilisationsbeständigkeit muss immer individuell bewertet werden. Nicht jedes TPE verhält sich unter Gamma- oder Heißdampfsterilisation identisch. Deshalb sind anwendungsspezifische Prüfungen und Validierungen unverzichtbar.

Zudem steigen mit der Miniaturisierung medizinischer Systeme die Anforderungen an Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität und Langzeitperformance. Die Materialauswahl bleibt daher stets eine anwendungsbezogene Entscheidung, die technische, regulatorische und wirtschaftliche Aspekte gleichermaßen berücksichtigen muss.