Sauberes Teil, sicherer Prozess

Sauberkeit – ein Begriff, der in der Medizintechnik zunächst Sterilität assoziiert. Die Entfernung von Verunreinigungen aus der Teilefertigung wie beispielsweise Bearbeitungsmedien, Trennmittel, Partikel, Grate und Stäube hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Denn auch sterile Restkontaminationen können im Körper durchaus Probleme verursachen. Für diese Art der Verunreinigungen existieren jedoch – im Gegensatz zu beispielsweise biologischen Kontaminationen – keine Vorgaben oder Grenzwerte. Um auf der sicheren Seite zu sein, betreiben Unternehmen daher teilweise einen immensen Aufwand, der zu Lasten der Wirtschaftlichkeit geht.

Ob Metall- oder Kunststoffteile, nasschemische Verfahren sind auch bei einem überwiegenden Teil der Reinigungsanwendungen bei medizintechnischen Produkten das Mittel der Wahl. Aufgaben in der Vorreinigung und zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten lassen sich bei metallischen Komponenten wie etwa Implantaten und Instrumenten mit Lösemitteln effizient durchführen. Je nach abzureinigenden Verschmutzungen werden Chlorkohlenwasserstoffe, nicht-halogenierte Kohlenwasserstoffe, modifizierte Alkohole oder polare Lösemittel verwendet. Sie zeichnen sich durch sehr breite Einsatzmöglichkeiten hinsichtlich der zu reinigenden Werkstoffe aus. Es können beispielsweise Fette, Öle oder Partikel entfernt werden. Beim Einsatz von Lösemitteln gelten entsprechende gesetzliche Vorschriften hinsichtlich der Emissionsbegrenzung und des Arbeitsschutzes, die in heutigen Anlagenkonzepten berücksichtigt sind. Um das geforderte Reinigungsergebnis innerhalb möglichst kurzer Zeit zu erzielen, wird die Wirkung des Reinigungsmediums meist durch unterschiedlich stark wirkende physikalische Verfahrenstechnik wie Spritzen, Ultraschall oder Druckumfluten unterstützt.

Um die bei medizintechnischen Komponenten geforderte Biokompatibilität zu erreichen, wird für die Endreinigung üblicherweise ein wasserbasiertes Reinigungsmedium in einer Reihentauchanlage mit mehreren Becken genutzt. Auch dabei wird häufig mit Ultraschall gearbeitet.

Für die optimale Abstimmung des Reinigungsprozesses sowie der Anlagen- und Verfahrenstechnik existiert kein Standardrezept. Sie ergibt sich aus der Betrachtung der gesamten Produktion. Folgende grundlegende Kriterien spielen dabei eine Rolle: Welche Materialien werden bearbeitet? An welchen Stellen in der Produktion werden die Teile womit verschmutzt? Müssen die Kontaminationen sofort entfernt werden, beispielsweise um eine Beeinträchtigung des nächsten Bearbeitungsschrittes auszuschließen? Erfolgt die Bearbeitung mit unterschiedlichen Hilfsstoffen, deren Vermischung ein Reinigungsproblem darstellt? Ergibt sich durch die Reinigung von Teilen aus verschiedenen Werkstoffen, beispielsweise Edelstahl, Titan, Hartmetall und Keramik, in einer Anlage das Risiko von Kreuzkontaminationen? Auf Basis der Antworten lässt sich eine entsprechend den Aspekten Ergebnis und Aufwand optimale Reinigungslösung entwickeln. Dies kann beispielsweise eine so genannte Insellösung sein mit einer oder mehreren Reinigungsanlage(n) für Bauteile aus kompatiblen Werkstoffen und Bearbeitungsmedien mit vergleichbaren Aufgabenstellungen an die Reinigung. Die zentrale Reinigung wird meist über eine oder mehrere große, universell einsetzbare Anlagen gelöst.

Die Reinigung medizintechnischer Produkte erfolgt häufig im Batchprozess in Schüttgutkörben oder teilespezifisch gestalteten Warenträgern. Optimal für eine zuverlässige und schnelle Abreinigung von Verschmutzungen sind Reinigungsbehältnisse aus Runddraht. Sie ermöglichen, dass die Werkstücke gleichmäßig vom Reinigungsmedium erreicht werden und die Verfahrensmechanik ihre Wirkung voll entfalten kann.

Ein weiterer Aspekt, der unter Effizienzgesichtspunkten eine Rolle spielt, ist die Teilelogistik. Können Reinigungsbehältnisse auch für den Transport der Werkstücke eingesetzt werden? Lassen sich kostspielige und beschädigungsgefährliche Umsetzvorgänge der Teile durch universell einsetzbare Reinigungskörbe und Werkstückträger minimieren? Verfahren wie beispielsweise die CO2-Reinigung mit überkritischem Kohlendioxid, die Plasma- und Laserreinigung, die Elektronenstrahlreinigung und -sterilisierung werden bei speziellen Anwendungen eingesetzt. So bietet beispielsweise die CO2-Reinigung mit überkritischem Kohlendioxid bei porösen Materialien Vorteile. Häufig kommen solche Verfahren auch zum Einsatz, wenn gleichzeitig zur Reinigung eine Aktivierung der Oberfläche gewünscht ist. In diesem Bereich steht auch ein neues Hochdruckwasserstrahlverfahren zur Verfügung, das mit einem pulsierenden Wasserstrahl arbeitet. Damit lassen sich beispielsweise die Bereiche von Hüftimplantaten, die zur besseren Knochenhaftung beschichtet werden, aufrauen. Der Effekt wird durch den pulsierenden Wasserstrahl bei einem Druck von 600 bar erreicht. Gleichzeitig lässt sich die beim herkömmlichen Aufrauen durch Korundstrahlen erforderliche Schutzschicht der polierten Teile einsparen.

Doris Schulz Fachjournalistin in Korntal

Mit welchem Verfahren lassen sich bei medizintechnischen Produkten effizient erforderliche Sauberkeitsgrade erzielen? Welche Reinigungsmedien gewährleisten eine biokompatible Oberfläche? Welche Verfahren sind nach GMP validierbar? Welche Verfahren stehen für Sonderanwendungen zur Verfügung? Antworten auf diese und viele weitere Fragen rund um die industrielle Teilereinigung bietet die Parts2clean. Die internationale Leitmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung findet vom 24. bis 26. Juni 2014 auf dem Stuttgarter Messegelände statt. Sie ermöglicht umfassende Informationen über Reinigungssysteme, alternative Reinigungstechniken, Reinigungsmedien, Qualitätssicherungs- und Prüfverfahren, Reinigungs- und Transportbehältnisse, Entsorgung und Wiederaufbereitung von Prozessmedien, Handling und Automation, Dienstleistung, Beratung, Forschung und Fachliteratur. Know-how über unterschiedliche Themen zur Reinigung vermittelt auch das dreitägige Fachforum der Parts2clean.

Weitere Informationen zur Messe: www.parts2clean.de