De nombreux chercheurs s’attèlent à trouver des substituts aux substances toxiques que sont les PFAS. C'est le cas d'une équipe du Fraunhofer IFAM, qui a développé des solutions prometteuses, notamment pour les applications médicales.

Qu'il s'agisse de poêles, de textiles, de filtres ou d'emballages, les PFAS (substances per- et polyfluoroalkylées) sont utilisées dans une grande variété de produits et de procédés du quotidien. L’intérêt de ces substances réside dans leurs propriétés physicochimiques : antiadhésives, imperméabilisantes ou tensioactives.

En raison de ces propriétés uniques, rares sont les substances chimiques susceptibles de concurrencer les PFAS. C'est pourquoi il est si difficile de trouver un substitut à ces polluants éternels, qui s'accumulent dans l'environnement et ne se dégradent pas au fil du temps.

L'interdiction prévue de l'utilisation des PFAS dans l'Union européenne suscite actuellement de vives inquiétudes dans de nombreuses entreprises, notamment dans le secteur médical où les propriétés de ces substances les rendent essentielles pour de nombreuses applications (cathéters, prothèses, implants, valves...). Compte tenu du délai de mise sur le marché d'un produit – généralement bien au-delà des périodes de transition proposées jusqu'à présent –, l'industrie des technologies médicales doit agir rapidement pour trouver des alternatives conformes aux normes de sécurité du secteur.

Exploiter des méthodes éprouvées

Les chercheurs du Fraunhofer IFAM (Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials) se sont donné pour mission d'accompagner les fabricants de dispositifs médicaux dans cette recherche d'alternatives. Le Dr Ralph Wilken, responsable du département Surface Technology de l'institut allemand, est un expert des PFAS. Bien avant que ces substances toxiques ne fassent la une des journaux, il travaillait à des solutions de remplacement : « Nous utilisons la chimie des matériaux organosiliciés depuis plus de deux décennies pour trouver des substituts efficaces sur un large spectre de propriétés bénéfiques des PFAS », explique Ralph Wilken.

Les solutions en question sont actuellement mises en œuvre avec succès dans certains secteurs, comme l'industrie agroalimentaire, en répondant aux normes requises pour une utilisation en technologie médicale : biocompatibles, elles sont à la fois tolérées par l'organisme et inertes, ce qui signifie qu'elles ne réagissent pas ou peu avec d'autres substances. Les chercheurs ont également réussi à développer de nombreux revêtements aux propriétés électriquement isolantes et dont l'interaction avec les cellules via leur surface peut être optimisée.

Des solutions sur mesure

La surface de la main en silicone a été traitée (à gauche) par ultraviolet sous vide pour empêcher l'adhésion de particules de saleté (crédit photo : Fraunhofer).

Que ce soit dans les produits eux-mêmes ou en production, un point essentiel pour remplacer les PFAS sans perte de fonctionnalité est de s'assurer que la solution est personnalisée pour chaque cas d'utilisation : « Nous pouvons analyser en détail le composant à remplacer et ainsi identifier un substitut répondant parfaitement aux propriétés souhaitées », explique le Dr Kai Borcherding, responsable de l'unité commerciale Head of the Medical Technology and Life Sciences chez Fraunhofer IFAM. « Parallèlement, nous pouvons apporter à nos partenaires un soutien approfondi grâce à des procédés éprouvés, notre connaissance des surfaces et des matériaux fonctionnels, ainsi que notre expérience des matériaux à remplacer efficacement et de la façon de procéder. On peut obtenir rapidement un résultat exploitable par nos clients ».

Certaines solutions ont été présentées sur le stand de Fraunhofer lors de la dernière édition du salon Compamed. Elles comprenaient le revêtement de démoulage fonctionnel ReleasePLAS à base de polymère traité au plasma, qui permet la production de composants en plastique sans agent de démoulage, le revêtement PLASLON à la fois antiadhésif et ultrarésistant, ainsi que des solutions de fonctionnalisation de surfaces.

Parmi ces dernières figure la modification de la surface du silicone par rayonnement ultraviolet sous vide (VUV pour vacuum ultraviolet), qui offre une alternative à la fluoration en phase gazeuse, également menacée d'interdiction. Elle permet d'aboutir à un revêtement fonctionnel antisalissure et résistant à l'usure, adapté aux besoins d'un large éventail d'applications en technologie médicale, des prothèses haptiques aux masques respiratoires antisalissures.

www.ifam.fraunhofer.de