Zwischen Klinikalltag und Kritik Warum PVC in der Medizin wichtig bleibt

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Ob Infusionsbeutel, Schläuche oder Blutbeutel: PVC ist aus der Medizin kaum wegzudenken. Es lässt sich vielseitig anpassen und erfüllt wichtige Anforderungen im Klinikalltag. Zugleich stehen Weichmacher, mögliche Gesundheitsrisiken und die Entsorgung in der Kritik. 

Polyvinylchlorid (PVC) gehört zu den ältesten und mengenmäßig bedeutendsten Kunststoffen in der Medizin. Im Krankenhausalltag begegnet man ihm überall, beispielsweise in Infusionsschläuchen, Blutbeuteln, Kathetern und Infusionsbeuteln. Das liegt vor allem daran, dass PVC vielseitig einsetzbar, kostengünstig und je nach Zusammensetzung flexibel und stabil ist.

Trotz seiner vielen Vorteile steht PVC jedoch auch in der Diskussion, insbesondere wegen der verwendeten Weichmacher und möglicher Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt. Ist diese Kritik berechtigt? Und welche Alternativen gibt es für PVC in der Medizin? Der folgende Beitrag liefert die Antworten. 

Was ist Polyvinylchlorid?

Polyvinylchlorid ist ein Kunststoff, der durch die Polymerisation von Vinylchlorid-Monomeren entsteht. Es gehört zu den Thermoplasten und zählt nach Polyethylen und Polypropylen zu den weltweit am häufigsten hergestellten Kunststoffen.

Arten

• Hart-PVC (PVC-U) ist unplastifiziert und wird zum Beispiel für Fensterprofile, Rohre und Platten verwendet.
• Weich-PVC (PVC-P) enthält Weichmacher und wird für Fußbodenbeläge, Kabelisolierungen, Schläuche, Dichtungen und Kunstleder genutzt.

Eigenschaften und Anwendungen

• PVC ist von Natur aus hart und spröde. Durch Zugabe von Weichmachern wird es flexibel. 
• Es ist witterungsbeständig, chemikalienresistent und verhältnismäßig günstig.
• Es ist schwer entflammbar, weil es Chlor enthält. Bei einem Brand können aber giftige und korrosive Gase wie Chlorwasserstoff entstehen.

Der größte Teil des PVC wird im Bauwesen eingesetzt, etwa für Rohre, Fenster, Dachbahnen und Bodenbeläge. Außerdem findet man es in der Medizintechnik (Infusionsbeutel, Schläuche), in Verpackungen sowie in Elektrokabeln.

Polyvinylchlroid

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Warum wird PVC in der Medizin so häufig eingesetzt?

PVC kommt in der Medizin so häufig zum Einsatz, weil es vielseitig, kostengünstig und leicht zu verarbeiten ist. Außerdem ist es flexibel, stabil und langlebig. 

Durch die Zugabe von Weichmachern kann PVC weich und biegsam gemacht werden, sodass es sich beispielsweise für Schläuche, Infusionsbeutel und Blutbeutel eignet. Es lässt sich außerdem gut reinigen und sterilisieren. 

Ein weiterer Vorteil ist, dass PVC mit vielen medizinischen Flüssigkeiten verträglich ist. Dadurch eignet sich der Kunststoff gut für den Kontakt mit Medikamenten und Blut.

Warum gibt es Kritik am medizinischen Einsatz von PVC?

„Hier muss man stark differenzieren“, erklärt Dr. Ralf Ziembinski, Leitung Geschäftsbereich Tubing bei Raumedic. Im Umfeld der Medizintechnik und von Medizinprodukten drehe sich die Kritik meist um die Weichmacher im Material PVC.

Bekannt ist, dass DEHP bzw. DOP reproduktionstoxische Eigenschaften aufweist und vergleichsweise leicht herausgelöst werden kann. Um dieses Risiko auszuschließen, verwenden Hersteller schon seit einigen Jahren DEHP-freie und Phthalat-freie Weichmacher, wie noDOP (TEHTM). „Bei ihnen ist die Wahrscheinlichkeit einer Migration um den Faktor 100 geringer“, erklärt Ziembinski.

Wie wird medizinisches PVC sterilisiert?

Bauteile und Komponenten aus Polyvinylchlorid lassen sich vor ihrer Verwendung hervorragend sterilisieren. Das ist insbesondere im klinischen Umfeld wichtig. Denn niemand möchte Infektionen durch Keime riskieren.

Medizinisches PVC wird hauptsächlich durch Dampfsterilisation, Ethylenoxid (EO) oder Gammastrahlung sterilisiert. Welche Methode verwendet wird, hängt vom jeweiligen Medizinprodukt ab.

• Dampfsterilisation: Dabei werden die Produkte mit heißem Wasserdampf unter Druck sterilisiert. Diese Methode ist jedoch nicht für alle PVC-Produkte geeignet, da hohe Temperaturen das Material verformen können.
• Ethylenoxid (EO): Bei diesem Verfahren wird ein Gas verwendet, das Bakterien, Viren und Pilze abtötet. Es eignet sich besonders für hitzeempfindliche PVC-Produkte.
• Gammastrahlung: Dabei werden die Produkte mit energiereicher Strahlung sterilisiert. Diese Methode eignet sich ebenfalls für viele medizinische PVC-Produkte, kann aber bei zu hoher Strahlendosis das Material verändern.

Strahlensterilisation von Kunststoffen

„Das Sterilisationsverfahren muss bereits in der Designphase des Produkts mitbedacht werden“

Welche Medizinprodukte bestehen aus PVC?

PVC wird besonders häufig für Produkte verwendet, die mit Blut, Medikamenten oder anderen Körperflüssigkeiten in Kontakt kommen.

Beispiele für Medizinprodukte aus PVC sind:

• Infusionsschläuche: Sie transportieren Flüssigkeiten und Medikamente in den Körper.
• Infusionsbeutel: Sie dienen zur Aufbewahrung und Verabreichung von Infusionslösungen.
• Blutbeutel: Sie werden zur Sammlung und Lagerung von Blut verwendet.
• Katheter: Sie ermöglichen das Einführen oder Ableiten von Flüssigkeiten im Körper.
• Beatmungsschläuche: Sie leiten Atemluft zu Patienten.
• Dialyseschläuche: Sie transportieren Blut und Dialysierflüssigkeit bei der Dialyse.
• Sauerstoffmasken: Sie dienen zur Versorgung von Patienten mit zusätzlichem Sauerstoff.
• Einmalhandschuhe: Bestimmte medizinische Handschuhe bestehen aus PVC und werden auch als Vinylhandschuhe bezeichnet.

Auch im Bereich Kunststoffverpackungen für Medizinprodukte spielt PVC eine wichtige Rolle. Tablettenblister sind kostengünstig und schützen Arzneistoffe sicher vor Schmutz und Feuchtigkeit. Hergestellt werden sie mit Verbundwerkstoffen aus Aluminium – und PVC. 

Exkurs

Recycling von Blisterverpackungen

Im Rahmen industrie- und öffentlich geförderter Forschungsprojekte entwickelte und testete das Fraunhofer IVV Verfahren zur Gewinnung hochwertiger Sekundäraluminiumqualitäten und PVC-Rezyklate aus Tablettenblistern. Das dafür entwickelte Verfahren soll unter Nachweis der Wirtschaftlichkeit industriell umsetzbar sein. 

Das technologische Konzept der Verbundtrennung beruht auf einem extraktiven, lösemittelbasierten Recyclingverfahren, das am Fraunhofer IVV zum Recyceln von Polystyrol entwickelt wurde. Es zielt auf eine vollständige Abtrennung des PVC vom Aluminium durch selektive „Green Solvents“, die durch anschließende vollständige Rückgewinnung im Kreislauf gehalten werden. 

Dadurch entstehen hochreines Sekundäraluminium sowie ein PVC-Rezyklat für die kunststoffverarbeitenden Industrie. Anwendungsfelder des PVC-Rezyklats umfassen den Einsatz in Fensterprofilen, Checkkarten und vor allem Folienanwendungen (inkl. Blister). 

Quelle: www.ivv.fraunhofer.de 

Welche Wirkstoffe sind PVC-unverträglich?

Kommt PVC direkt mit Medikamenten in Berührung, müssen potenzielle Wechselwirkungen im Vorfeld genau überprüft werden. So sind beispielsweise Taxol, Nitroglycerin, Diazepam sowie Insulin PVC-unerträglich.

Welche Alternativen zu PVC gibt es in der Medizintechnik?

Zu den wichtigsten PVC-Alternativen zählen Thermoplastische Elastomere (TPE). Sie kombinieren die gummiartige Elastizität von Elastomeren mit der guten Verarbeitbarkeit von Thermoplasten. Typische Einsatzgebiete sind Schläuche und Infusionssysteme, Tropfkammern sowie Atem- und Gesichtsmasken.

Tropfkammern – eine Materialfrage

Ersatz von PVC durch TPE

Für medizinische Schläuche bietet sich zudem Soft-PP an, insbesondere dann, wenn eine optimale Medikamentenverträglichkeit gefragt ist. Denn Polypropylen kommt ohne Weichmacher aus. Darüber hinaus sind die Materialeigenschaften denen von PVC sehr ähnlich.

Wird eine preisgünstigere PVC-Alternative gesucht, kann die Coextrusion eine Lösung darstellen. Raumedic hat in diesem Bereich einen medizinischen Zweischichtschlauch aus EVA und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) entwickelt. „Da sich die Außenschicht mit UV-absorbierenden Additiven ausstatten lässt, können damit auch lichtempfindliche Medikamente, wie Chemotherapeutika, optimal verabreicht werden“, erklärt Ziembinski. 

Die Zukunft von PVC in der modernen Medizin

Die Zukunft von PVC in der Medizin hängt von wirtschaftlichen Aspekten ab. Sollten alternative Werkstoffe mit ähnlichen Eigenschaften und vergleichbaren Kosten den Markt dominieren, könnte Polyvinylchlorid langfristig ersetzt werden. Andernfalls wird PVC aufgrund seiner positiven Eigenschaften weiterhin eine wichtige Rolle spielen.