Verbindungstechnik

Silikonumspritzte Steckverbinder für die Medizintechnik

10. Juni 2020, 10:30 Uhr   |  Rudolf Weidenspointner

Silikonumspritzte Steckverbinder für die Medizintechnik
© ODU

Zum Einsatz kommen die Kabelsystem unter anderem in Monitorsystemen, die zum Teil sehr nah am Patienten sind.

ODU bietet ein Komplettsystem mit passender Konfektionierung und Umspritzung

Um seine Steckverbindungen  für den Dauereinsatz zu rüsten, hat die ODU GmbH & Co. KG, Mühldorf,  ein Komplettsystem mit passender Konfektionierung und einer Umspritzung aus Silikon entwickelt. Das beugt Verunreinigungen vor und sorgt für eine angenehme Haptik. Zum Einsatz kommen die Systeme unter anderem in der Endoskopie, bei Monitorsystemen und OP-Robotern sowie im Bereich von Dentalgeräten.

Dampfsterilisation im Autoklaven

Aufgrund seiner vielseitigen Materialeigenschaften eignet sich Silikon in besonderer Weise für den Einsatz bei Kabelsystemen, an die höchste Ansprüche gestellt werden. Dies fängt an bei der dauerhaften Unempfindlichkeit gegenüber unterschiedlichen Chemikalien, die bei der manuellen und maschinellen Reinigung zum Einsatz kommen.

Ein weiterer Punkt ist die Temperaturbeständigkeit bei der Dampfsterilisierung im Autoklaven, die in der Regel bei 110 bis 134 Grad Celsius abläuft. Zum Vergleich: Die meisten Standardkabel aus Thermoplasten sind mit speziellen Zusätzen nur bis maximal 105 Grad Celsius ausgelegt. Das System aus Silikon hält der Dampfsterilisation bis zu 500 Autoklavierzyklen stand und gewährleistet problemlose Wischdesinfektion, chemische Beständigkeit und Biokompatibilität nach ISO 10993-5.  

Ist Silikon beim Einsatz im Haushalt eher als klebrig und gummiartig bekannt, so lässt sich die Materialstruktur dank spezieller Behandlungsmethoden dauerhaft so verändern, dass die Oberfläche auch in der Medizintechnik mit optimalen Ergebnissen eingesetzt werden kann. Die speziell entwickelte Oberfläche des Kabels sowie auch der Umspritzung hat eine angenehme Haptik, die auch nach Dauereinsatz jegliches Kleben beziehungsweise einen Stick-Slip-Effekt verhindert. Dank der gleitend übergehenden Umspritzung sind sowohl Knickschutz als auch höchste Flexibilität gewährleistet.

Formstabil mit Memory-Effekt

Wie sieht nun die Verarbeitung aus, damit Silikon auch bei hohen Temperaturen formstabil bleibt? Im Unterschied zu anderen technischen Verfahren, bei denen ein Werkzeug dem erhitzten Werkstoff die passende Form gibt, wird Silikon beim Spritzgießverfahren kalt in eine erhitzte Gussform gespritzt und dort sozusagen ausgebacken. Im Temperaturbereich zwischen 140 und 200 Grad Celsius vernetzt sich die innere Struktur immer mehr und bildet dabei seine formstabilen Eigenschaften mit Memory-Effekt aus. Das heißt, die Form kehrt auch nach dem Verbiegen immer wieder in seine Ausgangsposition zurück. Ist das Silikon entsprechend ausgehärtet, kann es später auch durch höhere Temperaturen nicht mehr verformt oder verändert werden.

Da sich bei dieser speziellen Art des Spritzgießverfahrens das Silikon im Gusswerkzeug so stark verflüssigt, muss das Werkzeug extrem exakt und mit engen Toleranzen gefertigt sein, um Materialhomogenität zu gewährleisten und ungewollte Einschlüsse oder Angussnähte zu verhindern. Zum Einsatz kommen Verfahren mit flüssigen (Liquid Silicone Rubber – LSR) oder festen (High Temperature Vulcanization – HTV) Silikonrohmaterialien.

Die gleitend übergehende Umspritzung garantiert zum einen Flexibilität von Kabel und Umspritzung. Zum anderen gewährleistet die besondere Form maximale Wechselbiegefestigkeit und eliminiert durch den gleitenden Übergang unhygienische Kanten, unter denen sich Verunreinigungen ansammeln können. Ergänzend sorgt die Verbindung von Kabel und Umspritzung für eine gute Zugentlastung und verhindert somit unter anderem ein Herausreißen der Kontakte bei zu hoher Belastung. Das richtige Maß an Stabilität und Festigkeit ergänzt so die geforderte Flexibilität und erhöht damit zusätzlich die Sicherheit.

Gute Verträglichkeit für die Haut

Ein entscheidender Vorteil sind die Oberflächeneigenschaften von silikonumspritzten Kabelsystemen. Sie verbinden zum einen Griffigkeit und ansprechende Haptik mit dauerhafter Schmutzresistenz und leichter Reinigung, Temperaturbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien sowie die passende Biokompatibilität für den Anwender- und Patientenschutz. Die Besonderheit ist hierbei, dass das komplette System inklusive Umspritzung diese Oberflächeneigenschaften besitzt und glatt ist, nicht nur das Kabel. 

Der Autor

Rudolf Weidenspointner ist Produktmanager für Kabelkonfektionierung bei ODU

Das Unternehmen

Die ODU GmbH & Co. KG, Mühldorf, zählt zu den international führenden Anbietern von Steckverbindungssystemen und beschäftigt weltweit 2.300 Mitarbeiter. Mit fast 30 Prozent ist die Medizintechnik ein wichtiges Standbein.

Quellen

[1] Rudolf Weidenspointner: Dank Silikon zum flexiblen Alleskönner. medical design 3/2020, S. 34 – 35

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