Quelle technologie de nettoyage choisir ? Quels agents garantissent la biocompatibilité des surfaces ? Quels sont les procédés conformes aux Bonnes Pratiques de Fabrication ? Autant de questions auxquelles se propose de répondre parts2clean, le salon international du nettoyage industriel des composants et des surfaces, qui se déroulera du 24 au 26 juin 2014 au parc des expositions de Stuttgart (Allemagne).

La propreté des composants de dispositifs médicaux est devenue un critère de qualité et de compétitivité incontournable. Si différents procédés de nettoyage ont déjà prouvé leur efficacité, le choix de la technologie la plus adéquate dépend de différents facteurs : le matériau lui-même voire la combinaison de matériaux, l’encrassement, la géométrie de la pièce et le rythme de production. Il arrive souvent que la solution optimale de nettoyage d’un point de vue technique et économique repose sur l’association de plusieurs procédés.

Nettoyage aux ultrasons : le procédé standard

Le nettoyage aux ultrasons par voie chimique humide assure une élimination économique et écologique des impuretés particulaires et des résidus de films, sans endommager la matière. Il permet de nettoyer rapidement et efficacement les pièces comportant des cavités difficiles d’accès, comme des trous borgnes. L’action de ce procédé s’appuie sur la cavitation : lorsque des ultrasons sont appliqués à un liquide, l’intensité élevée de la pression acoustique provoque la rupture de ce liquide, ce qui entraîne la formation de millions de petites bulles microscopiques. Ces bulles deviennent ensuite instables, implosent et génèrent des chocs hydrauliques qui déclenchent des micro-écoulements. Lorsque ces derniers entrent en contact avec une surface, ils décollent les impuretés dissoutes par l’agent chimique adapté et font disparaître les salissures.

Outre l’agent de nettoyage, la fréquence des signaux électriques produits par le générateur d’ultrasons est déterminante pour l’efficacité du nettoyage. Généralement, la règle est la suivante : plus la fréquence des signaux électriques est faible, plus l’énergie libérée par les ondes sonores est élevée.

Dans le domaine médical, les ultrasons sont utilisés pour le nettoyage préliminaire, interopération et en finition de composants d’implants et d’ancillaires, de canules et autres composants métalliques, par exemple.

Le nettoyage préliminaire et le nettoyage interopération des pièces usinées s’effectuent souvent au moyen de solvants tels que des hydrocarbures chlorés, des hydrocarbures non halogénés et des alcools modifiés. Cela est dû au fait que les fluides d’usinage – par exemple les huiles de coupe - sont distillés en continu dans le solvant, ce qui permet de maintenir le niveau d’efficacité du solvant sur le long terme. Les dispositifs de pointe dans le domaine du nettoyage avec solvants sont les systèmes en circuit fermé. Ils minimisent les émissions de composés organiques volatiles (VOC) et respectent ainsi les normes actuelles de protection de l’environnement.

Afin de garantir la biocompatibilité des composants médicaux, on a recours, pour le nettoyage en finition, aux agents de nettoyage à base aqueuse. Ces derniers permettent de se débarrasser des résidus d’agent nettoyant ou des taches à la surface des pièces et garantissent ainsi la qualité et la biocompatibilité de la pièce.

La passivation : une protection supplémentaire

Pour nettoyer les instruments chirurgicaux après utilisation, on utilise des agents de plus en plus agressifs, voire très alcalins, dans le but d’éliminer les germes. Etant donné que ces produits attaquent la surface des instruments, on applique sur les pièces un film passif garantissant une meilleure protection contre les attaques chimiques. Ce procédé, appelé « passivation » est de plus en plus souvent intégré dans les lignes de nettoyage, dans le cadre du nettoyage en finition.

CO2 comprimé – un solvant efficace à la pénétrabilité élevée

Le nettoyage au dioxyde de carbone est un procédé écologique. Le CO2 présente différentes propriétés : il est inodore, incolore, non combustible et non toxique.

Le nettoyage au dioxyde de carbone comprimé est un complément aux procédés par voie chimique humide. Ce procédé est écologique, sec et n’engendre aucun résidu. Le CO2 supercritique se caractérise par une viscosité faible et une tension interfaciale basse, ce qui accroît sa pénétrabilité. Il permet de nettoyer des composants aux géométries extrêmement complexes comme les alésages ultra-fins et les fentes les plus étroites. Il est utilisé notamment pour le nettoyage des canules, des cavités d’endoscope et des fins conduits d’alimentation en oxygène ou en gaz. Cette technologie offre également de nouvelles possibilités pour les composants à surface très poreuse dont le nettoyage nécessitait jusqu’ici un énorme travail. Autre avantage rendant le CO2 extrêmement intéressant dans le domaine médico-technique : son effet bactériostatique.

Le CO2 atteint l’état supercritique à 31°C. Il est utilisé dans une plage comprise entre 15° et 25°C pour le nettoyage liquide de pièces. Ce procédé convient donc également aux matériaux thermosensibles. Le CO2 se sublimant immédiatement sous l’action de la pression atmosphérique, la pièce traitée est entièrement sèche dès la fin du nettoyage. Cela présente un avantage particulier pour les matériaux très sensibles à l’humidité. Le passage à la phase gazeuse étant direct, il ne subsiste aucun résidu de solvant sur les composants ni déchet secondaire.

Neige carbonique pour surfaces propres

Le dioxyde de carbone liquide sert également au nettoyage par jet de neige carbonique, sous la forme de petits cristaux de neige. Non toxique et non inflammable, la neige carbonique conjugue des propriétés chimiques, thermiques et mécaniques. Elle permet ainsi d’éliminer les contaminations pelliculaires et particulaires de pratiquement tous les matériaux sans les abîmer ni laisser de résidus. On peut citer notamment les métaux, les plastiques, le verre et les substrats céramiques, y compris les matériaux possédant des surfaces à structure fine. Le fait que le jet soit très ciblé permet de traiter avec précision des zones bien définies comme des surfaces adhésives. Le nettoyage par jet de neige carbonique s’effectuant à sec, on fait l’économie des processus de séchage, très gourmands en énergie.

Dans le domaine médical, ce procédé est utilisé pour nettoyer et ébavurer simultanément des canules, des socles d’implants dentaires et des scies chirurgicales, par exemple. Les bavures sont éliminées de manière fiable et sûre à quelques micromètres près. L’ébavurage est provoqué, d’une part, par l’action mécanique des cristaux de neige. Il se forme, d’autre part, sur la zone à ébavurer, un écoulement turbulent qui soumet la bavure à des flexions alternées sous l’effet desquelles elle cède.

Nettoyage et activation en une seule étape

Le traitement de surface par plasma est couramment utilisé pour les dispositifs médicaux composés de matériaux tels que l’acier, les métaux non ferreux, les plastiques, le verre et la céramique. On entend par plasma un mélange gazeux d’atomes, de molécules, d’ions et d’électrons libres.

Pendant le traitement au plasma, la surface est simultanément nettoyée et activée. Cette double fonction repose sur une réaction physico-chimique du procédé : dans le plasma, les ions peuvent accumuler beaucoup d’énergie et ainsi éliminer les impuretés des surfaces comme lors d’un processus de grenaillage à l’échelle du nanomètre. Certaines espèces réactives comme les radicaux libres d’oxygène sont en mesure d’éliminer les contaminations organiques comme les huiles et les graisses dans une « combustion froide » et de créer une liaison chimique avec la surface. Cela conduit à une augmentation de la tension superficielle, améliorant ainsi le résultat des processus ultérieurs de collage, de revêtement ou d’impression.

Le plasma biocompatible est notamment utilisé pour assurer le nettoyage de précision des stents, des implants chirurgicaux et dentaires ainsi que des fils de guidage avant application du revêtement d’hydrogel ou de PTFE. Le plasma permet également d’améliorer l’adhésivité de surface et les propriétés de perméation des lentilles de contact en silicone.

parts2clean – salon international du nettoyage industriel des composants et des surfaces

Ces différentes technologies seront précisément l’objet du salon parts2clean du 24 au 26 juin prochain à Stuttgart. Cet événement unique en Europe permet de s’informer de manière exhaustive sur les systèmes de nettoyage, les techniques de nettoyage alternatives, les agents nettoyants, les procédés d’assurance qualité et d’essai, les récipients de nettoyage et de transport, l’élimination et le retraitement des agents utilisés, la manipulation et l’automatisation, les prestations de service, le conseil, la recherche... Le salon parts2clean propose également un forum technique de trois jours durant lequel de multiples échanges de savoir-faire auront lieu sur différents thèmes du nettoyage. Parallèlement à parts2clean se tiendront O&S, salon international des traitements et des revêtements de surface, et LASYS, salon international de l’usinage laser.

Renseignements et contact : parts2clean, D-70629 Stuttgart, www.parts2clean.de