Aufbau des OP-Tuches: Ein textiles Netz aus Polyamid und Polyester mit einem Röntgenstreifen dient als Mittellage zwischen zwei Lagen Spunlace Vlies, das zu 70 Prozent aus Viskose und zu 30 Prozent aus Polyester besteht. (Bild: Herrmann Ultraschall)
Die Herstellung des OP-Tuchs Texart erfüllt die Ansprüche der Industrie, ein aufwendiges manuelles Handling zu vermeiden und Produktionsschritte zu automatisieren. Damit gehört es zu den sogenannten Automated Roll-to-finished-Produkten. Der Lagenaufbau des Tuchs ist eine patentierte Erfindung des portugiesischen Herstellers Bastos Viegas: Texart setzt sich aus drei Lagen zusammen und vereint die besten Eigenschaften aus Textil- und Vliesstoff-Technologie. Ein textiles Netz aus Polyamid und Polyester mit einem Röntgenstreifen dient als Mittellage zwischen zwei Lagen Spunlace Vlies, das zu 70 Prozent aus Viskose und zu 30 Prozent aus Polyester besteht. Die in sich zusammengezogene Oberfläche des OP-Tuchs hat eine weiche Haptik und absorbiert Flüssigkeiten sehr gut durch die vergrößerte Oberfläche.
Der englische Begriff Linting meint die Abgabe von Faserfragmenten und anderen Partikeln während der Handhabung und Nutzung. Etwas salopp könnte man den Begriff auch mit Fusseln auf Deutsch übersetzen. Die geringe Neigung zum Fusseln ist ein großer Vorteil der Spunlace Vliesstoffen verglichen zu (Natur-)Stoffen wie Baumwollmull oder Gaze. In einem Test wurden die Vorgaben zur Fusselabgabe (dry linting) gemäß EN1644-1 und ISO9073-10 verifiziert. Das Texart-Tuch zeigte in diesem Test wesentlich bessere Ergebnisse als vorgewaschene Gaze.
Ultraschallschweißen
Ultraschallvibrationen können den thermoplastischen Anteil von Vliesstoffen anregen und aufschmelzen. Ein Schweißwerkzeug, Sonotrode genannt, leitet die Vibration in den Vliesstoff ein. Im industriellen Einsatz sind Ultraschallfrequenzen von 20 bis 35 kHz üblich, mit Amplituden (Werkzeugbewegungen) von 10 µm bis 50 µm. Die Verarbeitung solcher Vliesstoffe erfolgt oft in kontinuierlichen Prozessen bei hohen Bahngeschwindigkeiten. Durch den Einsatz rotierender Werkzeuge können Verarbeitungsgeschwindigkeiten bis zu 800 m/min erreicht werden.
Das Gegenstück zum Schweißwerkzeug ist meistens eine mit einer Oberflächenstruktur versehene Walze (Amboss genannt). Diese Oberflächenstruktur nennt man Prägung – dies können Punkte, Linien oder Logos sein, je nachdem welche Aufgabe zu erfüllen ist. An den erhöhten Prägestellen des Ambosses fokussiert sich die Energie – hier entstehen die Schweißpunkte im Material, das zwischen dem Schweißwerkzeug und der Ambosswalze durchgeführt wird.
Das Quersiegeln des Tuchendes mittels Ultraschall markiert gleichzeitig Ende des aktuellen und Anfang des nächsten Tuches. (Bildquelle: Herrmann Ultraschall)
Vollautomatischer Herstellungsprozess verhindert Kontaminationen
Das Unternehmen Bastos Viegas stand vor der Frage, wie die Materialien des Tuchs ohne Wärmeeinwirkung und Verbrauchsstoffe wie Kleber zusammengefügt werden sollten. Die Lösung war das Ultraschallverfahren zum Laminieren und Siegeln. Spunlace Vliesstoffe reagieren sehr gut auf den Eintrag der Ultraschallvibrationen. In Herrmann Ultraschall, Karlsbad, fand der Hersteller einen geeigneten Partner, um die Produktionslinie für das Produkt zu entwickeln.
Zunächst wurden dazu die korrekten Abwickelschritte konstruiert, anschließend die Ultraschallstationen konzipiert:
- Ultraschall-Prozessschritt 1: Ultraschall-Lamination der drei Lagen und das gleichzeitige Versiegeln des linken und rechten Tuchrandes.
- Ultraschall-Prozessschritt 2: Quersiegeln des Tuchendes, das gleichzeitig den Anfang des nächsten Tuches bedeutet.
Als Schweiß-, Präge- oder Schneidamboss dient eine mit einer Oberflächenstruktur versehene Walze. Die Kontur der Walze fokussiert die Energie. An den erhöhten Prägestellen entstehen die Schweißpunkte, die für das jeweilige Produkt benötigt werden. (Bildquelle: Herrmann Ultraschall)
Zum Schluss wird das Produkt geschnitten, gefaltet und gestapelt. Während der anschließenden Sterilisation zieht sich die Produktoberfläche zusammen und erzeugt einen wellenartigen Effekt. Dies führt zur weichen Haptik des Tuches und erhöht dessen Absorbtionsfähigkeit.
„Das Texart OP-Tuch mit seinen Hochleistungseigenschaften kann die herkömmlichen Produkte aus Baumwolle ersetzen und zur erhöhten Sicherheit im OP-Betrieb beitragen.“ sagt Luis Guimarães von Bastos Viegas.
Interview mit Luis Guimarães, Inhaber von Bastos Viegas, dem Hersteller des OP-Tuchs Texart
Was genau macht Ihre Firma, Bastos Viegas?
Luis Guimarães: Seit über 100 Jahren stellen wir Wundauflagen und Verbandsmaterialen her. Dieses Portfolio haben wir kontinuierlich um Vliesstoffe, Polymere, Papier und Garne erweitert, die wir zu medizinischen Einwegartikeln verarbeiten.
Luis Guimarães ist Inhaber von Bastos Viegas, dem Hersteller des OP-Tuchs Texart. (Bildquelle: Bastos Viegas)
Was ist Ihre strategische Ausrichtung für die Zukunft?
Guimarães: Wir bleiben unserer Expertise treu, wobei die Herausforderung sein wird, alle Auflagen zur Qualitätssicherung und zur Erfüllung gesetzlicher Verordnungen wie der Medical Device Regulation (MDR) bis zum Jahr 2020 zu erfüllen. Wir fokussieren uns besonders auf Vliesstoffe, die in der Medizintechnik eine immer größere Rolle spielen – gerade in Bezug auf Verfügbarkeit, Entwicklung, Reinheit und Kosten.
Wie kamen Sie auf die Idee, mit Ihrem Produkt Texart ein OP-Tuch vollständig aus Kunststoff herzustellen?
Guimarães: Spunlace-Vliesstoffe werden seit Jahren als Wundauflagen verwendet, auch im OP-Bereich. Aber wir wollten die Funktionalität des Produktes verbessern, vor allem, da Kunden bei Spunlace über zu wenig Volumen im nassen Zustand und eine geringere Festigkeit im Vergleich zu traditioneller Baumwoll-Gauze klagten.
Welche Eigenschaften standen bei der Entwicklung im Fokus?
Guimarães: Wir wollten das Volumen und Festigkeit bei Nässe sowie die Abriebfestigkeit erhöhen. Gleichzeitig sollte die Saugfähigkeit und Weichheit von Spunlace erhalten oder besser noch erhöht werden. Auch mussten wir sicherstellen, dass ein Röntgenfaden eingebracht wird. Die Maschine musste komplett automatisiert sein statt wie bei der Herstellung von Baumwollgauze-Tüchern in großen Ausführungen einzeln per Hand genäht zu werden. Auf der Suche nach dem Material für die mittlere Lage wurden wir mit einer Polyamid/Polyester-Mischung in unserer eigenen Produktion fündig. Das Polyamid ist wichtig, da es sich bei Wärme, die während der Sterilisation auftritt, zusammenrafft und wellenförmig ausbildet. Dies wiederum erhöht die Oberfläche und somit die Saugkraft.
Warum Ultraschall und warum Herrmann Ultraschall?
Guimarães: Es war schnell klar, dass das Ultraschallschweißen die einzige Möglichkeit war, den Prozess technisch und wirtschaftlich zu realisieren. Wir hatten vorher bereits Erfahrungen mit anderen Ultraschallkomponenten gemacht, brauchten aber diesmal einen Technologie-Lieferanten, der uns als Lösungsanbieter von Anfang bis Ende begleiten würde. Also jemanden, der mit uns zusammen das Konzept erarbeitet und die Testphase bis zur erfolgreichen Mustervalidierung durchführt. Die gute und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit Markus Pasternak, Regional Sales Director bei Herrmann Ultraschall, und seinem Team war ganz entscheidend für den Erfolg des Projektes.
