Adesivi a polimerizzazione UV in ambito medicale

Nei settori high-tech come in quello medicale l’impiego degli adesivi si è recentemente affermato come valida alternativa ai metodi di assemblaggio tradizionale (meccanico e termico). 

Lo straordinario sviluppo che l’industria chimica ha conosciuto nel secolo scorso ha portato all’immissione sul mercato di sistemi reattivi quali gli adesivi a polimerizzazione UV, oggetto di questo articolo.

Tutta la sicurezza degli adesivi

In ambito medicale, materiali e procedure devono soddisfare i massimi standard possibili in termini di qualità e affidabilità al fine di garantire la necessaria sicurezza. L’incollaggio deve rispondere a tali requisiti e, pertanto, i numerosi adesivi approvati per uso medicale (avente certificazione ISO 10993) assicurano:

• cicli di lavorazione veloci
• resistenza alla temperatura e ai fattori ambientali
• compatibilità con substrati diversi.

Tali adesivi trovano applicazione in articoli monouso (ad esempio, siringhe o cateteri) oppure in apparecchiature sanitarie di varia complessità. Tuttavia, non si tratta soltanto di adesivi a polimerizzazione UV, bensì anche di altre tipologie di prodotti come gli adesivi istantanei LOCTITE® 402 (prodotto certificato ISO 10993, la cui formulazione, priva di idrochinone, rispetta i più alti criteri di sostenibilità), LOCTITE® 4061 e gli adesivi epossidici strutturali come LOCTITE® EA M-21HP che polimerizza a temperatura ambiente. 

Cosa sono gli adesivi a polimerizzazione UV 

I sistemi a polimerizzazione UV sono polimeri reattivi, che passano da uno stato liquido ad uno solido attraverso varie reazioni chimiche. 

La polimerizzazione UV, in particolare, avviene per effetto della luce ultravioletta di opportuna lunghezza d’onda e intensità. Allo stato liquido, monomeri e fotoiniziatori presenti nel formulato coesistono senza interagire fra loro. Esposti alla luce UV, i fotoiniziatori si trasformano in radicali liberi, i quali innescano la formazione di catene polimeriche reticolate.

Gli adesivi a polimerizzazione UV induriscono nel momento in cui vengono esposti alla luce ultravioletta, che va dunque applicata immediatamente dopo che il substrato è stato trattato con l’adesivo. È importante evitare zone d’ombra in cui l’adesivo UV possa rimanere allo stato liquido. 

A tale scopo LOCTITE® ha sviluppato adesivi che sfruttano anche un meccanismo di polimerizzazione secondario (ad esempio, l’umidità ambientale o appositi attivatori), nel caso in cui la luce UV non riuscisse a raggiungere l’intera superficie di incollaggio.

I vantaggi degli adesivi a polimerizzazione UV applicati all’ambito medicale

Gli adesivi a polimerizzazione UV in ambito medicale garantiscono numerosi vantaggi:

• Tempi di polimerizzazione brevi e costi di produzione ridotti, grazie a processi più veloci e controllati
• Elevata resistenza meccanica, per incollaggi sia rigidi che flessibili
• Disponibilità di formulati incolore, ideali per l’incollaggio di materiali trasparenti con perfetta finitura estetica
• Possibilità di incollare materiali diversi (vetro, acciaio inox, plastiche, gomma, metalli, ceramica) anche in combinazione fra loro 
• Applicazione semplice e sicura, eventualmente mediante dosatori, trattandosi di prodotti monocomponente che non richiedono miscelazione.

Polimerizzazione UV: le soluzioni LOCTITE®

La scelta dell’adesivo a polimerizzazione UV più idoneo all’applicazione di interesse, tra le diverse soluzioni offerte da LOCTITE®, deve necessariamente considerare alcuni parametri fondamentali illustrati di seguito. 

Trasparenza del substrato

In caso di substrato trasparente si può utilizzare un adesivo con fotoiniziatore UV e una lampada UV con lunghezza d’onda adeguata. In caso di substrato leggermente o completamente opaco occorre, invece, utilizzare un prodotto UV con polimerizzazione UV visibile o prodotti a doppio sistema di polimerizzazione.

Tipologia di incollaggio

L’incollaggio dovrà essere:

• rigido per substrati rigidi e giunzioni ad alta resistenza 
• flessibile per sigillature elastiche e resistenti alla temperatura.

Materiale costituente il substrato

Ogni adesivo è appositamente formulato per offrire prestazioni eccellenti su substrati specifici.

Sono disponibili diverse formulazioni chimiche, tutte monocomponente: acrilici, siliconi, cianoacrilati, anaerobici. 

Gli adesivi acrilici, in particolare, offrono la più vasta gamma di proprietà fra tutte le tipologie di adesivi a polimerizzazione UV. Alcuni esempi di questa famiglia, certificati ISO 10993 per la produzione di dispositivi medici, sono:

• LOCTITE® AA 3921 e LOCTITE® AA 3311 polimerizzano con luce UV/VIS, senza meccanismi secondari, ideali per plastiche sensibili a rotture da stress. Sono entrambi trasparenti e incolore
• LOCTITE® AA 3345 polimerizza con luce UV, esibisce elevata resistenza chimica e all’umidità. Di colore ambra chiaro, trasparente, è progettato per incollare vetro e metallo in dispositivi medici soggetti a sterilizzazione (autoclave).

Le lampade UV per polimerizzazione 

La scelta della lampada UV per polimerizzazione è cruciale per il buon esito dell’incollaggio con un adesivo foto-reattivo. 

I parametri operativi della sorgente (lunghezza d’onda, intensità) devono essere accuratamente calibrati sulla base della lunghezza d’onda dell’adesivo. Le lampade UV progettate da LOCTITE® sono in grado di emettere uno spettro di luce con caratteristiche coerenti ai propri adesivi. 

Il tempo e la profondità di polimerizzazione sono influenzati direttamente dalle proprietà della sorgente luminosa. 

Fra le ultime novità in tema di apparecchiature per polimerizzazione UV, LOCTITE® ha sviluppato sistemi LED a luce spot (anche manuali) o a luce diffusa (tutti di tipo automatico). Sono inoltre disponibili sistemi portatili e dispositivi di controllo tempo e intensità per il monitoraggio dei processi.

LOCTITE® CL40

Tra le lampade UV per polimerizzazione, il sistema a luce spot LOCTITE® CL40 rappresenta una soluzione funzionale, economica e ad alto rendimento. 

Le dimensioni compatte e il nuovo design multi-canale garantiscono la massima flessibilità di utilizzo. 

LOCTITE® CL42

Il sistema a luce diffusa LOCTITE® CL42 è una valida opzione per la polimerizzazione di assemblaggi con ampie dimensioni. La lampada è facilmente utilizzabile su banco di lavoro o in processi completamente automatizzati. Le teste a LED possono essere montate fianco a fianco per aumentare ulteriormente la superficie di polimerizzazione.

Casi applicativi degli adesivi a polimerizzazione UV 

In ambito medicale, numerose aziende leader nel loro settore si affidano agli adesivi LOCTITE® per l’incollaggio dei loro componenti.

Un primo esempio è rappresentato da un famoso marchio di siringhe con ago sterile monouso che si affida all’adesivo UV LOCTITE® AA 3921 per l’incollaggio degli aghi sul supporto in plastica usa e getta. L’adesivo è stato formulato per l’incollaggio di cannule in acciaio inox su innesti, siringhe e bisturi. Questo prodotto diventa fluorescente alla luce nera, facilitando così l’ispezione degli assemblaggi incollati per verificare la presenza dell’adesivo.

Un ulteriore esempio applicativo è rappresentato da un’azienda leader nel campo della terapia infusionale che offre una gamma completa di pompe per infusione a siringa e ambulatoriali, dispositivi di accesso vascolare e prodotti per le cure vitali. 

Per l’assemblaggio di questi articoli l’azienda ha scelto il già citato LOCTITE® AA 3311, acrilico UV, in aggiunta a LOCTITE® AA 3981, epossidico monocomponente che polimerizza a caldo (100 °C).

Per concludere…

Sebbene caratterizzato da normative stringenti, il settore medicale risulta essere in costante evoluzione offrendo nuove e interessanti opportunità applicative. Per rimanere aggiornato sulle ultimissime novità, richiedi un training tecnico con i nostri esperti, scopri la gamma di adesivi medicali a polimerizzazione UV e come applicarli nel modo migliore.