Fraunhofer auf der Messe Medtec: Medizinische Geräte reinigen

Ein Patient hat langwierige Magenbeschwerden. Der Arzt empfiehlt eine Endoskopie, um in das Mageninnere blicken zu können und die Ursache für die Beschwerden zu finden. Dazu bahnt sich ein kleiner Schlauch den Weg durch die Speiseröhre des Erkrankten bis in den Magen hinein.

Das hohle Untersuchungsinstrument muss sowohl außen als auch in seinem Inneren absolut sauber und keimfrei sein, denn ein unreiner Schlauch könnte beim Patienten schwere Infektionen verursachen.

„Bei der Produktion von medizinischen Geräten müssen zuverlässige Reinigungsverfahren eingesetzt werden, die Rückstände wie Schmutzpartikel oder Ölreste selbst aus kleinsten Innenräumen entfernen“, betont Markus Rochowicz, Gruppenleiter Kontaminationskontrolle am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Viele Hersteller aus der Medizintechnik nutzen Ultraschallbäder zur Reinigung ihrer Produkte, und unterstützen diese oft mit manuellen Vor- und Nachbehandlungen. Jetzt gibt es eine gründliche, schonende und zeitsparende Alternative: Rochowicz und sein Team haben ein Verfahren auf Basis von Kohlenstoffdioxid entwickelt, das besonders für die Innenreinigung kleiner medizinischer Teile geeignet ist.

„In vielen Anwendungsbereichen haben sich schon Reinigungstechniken mit Kohlenstoffdioxid durchgesetzt“, sagt der Wissenschaftler. „Meistens werden entweder die chemisch lösenden Eigenschaften von flüssigem und überkritischem CO2 genutzt, oder die gründliche und zugleich schonende Partikelabreinigung mit beschleunigtem CO2-Schnee.“ Für die Innenreinigung von medizinischen Instrumenten, wie zum Beispiel Endoskopen, kombinieren die Forscher nun diese beiden Reinigungstechniken: „Zunächst leiten wir überkritisches CO2, also eine Mischform aus flüssigem und gasförmigem Kohlenstoffdioxid, in den Innenraum. Dieses steht unter sehr hohem Druck, hat eine Temperatur von über 30 Grad Celsius und besitzt hervorragende Lösungsmitteleigenschaften“, erklärt Rochowicz. Das überkritische Gas löst einen Ölfilm oder andere Restbeschichtungen vom Material ab und spült sie aus dem Innenraum des Produkts heraus. In einem zweiten Schritt wird das CO2 in einen festen Zustand verwandelt. Die dabei entstehenden Schneekristalle werden beschleunigt, durchströmen den medizinischen Gegenstand, und entfernen dabei gründlich und schonend Schmutzpartikel sowie Keime.

Das am IPA entwickelte Verfahren hat viele Vorteile: Da sich der CO2-Schnee nach der Reinigung sofort wieder in Gas umformt, muss das Produkt nicht extra getrocknet werden. Durch die schnelle und unkomplizierte Handhabung des Verfahrens können es Hersteller gut in ihre Produktionslinien integrieren – zum Beispiel direkt vor den Verpackungsvorgang. Für das Personal in der Fertigung ist die Reinigung mit Kohlenstoffdioxid, etwa im Gegensatz zur Reinigung mit giftigen Lösungsmitteln, nicht gesundheitsschädlich, und auch die Umwelt wird durch den Einsatz von klimaneutralem Kohlenstoffdioxid nicht belastet.

Das Stuttgarter Fraunhofer-Institut bietet Kunden aus der Medizintechnik und aus weiteren Anwendungsbereichen in seinen Laboren einen umfassenden Service rund um die CO2-Reinigung an. Im Reinraum-Prüfzentrum reinigt und verpackt das Team vom IPA die Produkte seiner Kunden unter sterilen Bedingungen, und ist darüber hinaus Experte für die Untersuchung und Qualitätssicherung von Reinigungsergebnissen.