Plasmabeschichtung von medizinischen Kunststoffspritzen zur Reibungsminderung

Ziel deiner Arbeit ist die Plasmabeschichtung von Spritzen mit einem neuartigen Reaktor und eine anschließende Schichtcharakterisierung.

Plasmabeschichtung einer Spritze | Bild: IKV

Eindrückversuch mit Kolben | Bild: IKV

Thema der Arbeit:
Zur Herstellung von Spritzengehäusen war lange Zeit Glas das Material der Wahl. Probleme wie Glasbruch und Qualitätsschwankungen führen allerdings dazu, dass Glas zunehmend durch Kunststoffe ersetzt wird.

Bei Kunststoffspritzen kommt es im Zusammenspiel mit dem Elastomerkolben häufig zum sog. Stick-Slip-Effekt, was sich in einem ruckartigen Entleeren der Spritze äußert. Bei Patienten kann dies schmerzhaft sein und ein genaues Dosieren wird so erschwert.

Um diesen Effekt zu vermeiden, werden häufig Additive oder Schmierstoffe eingesetzt. Diese können u.U. jedoch mit den Reagenzien oder Medikamenten in der Spritze interagieren und sind dadurch teilweise ungeeignet.

Die Arbeit hat Bezug zu diesem Forschungsprojekt:
Ein alternativer Ansatz ist die Ausrüstung der Spritze mit einer plasmapolymerisierten Schicht (bspw. SiOx). So kann eine Reibungsminderung erzielt werden, die den Stick-Slip-Effekt vermeidet. Gleichzeitig kommt es zu keiner unzulässigen Kontamination des Spritzeninhalts. Dieser Ansatz wird in einem aktuellen Forschungsprojekt verfolgt, dem deine Arbeit zugeordnet werden würde.

Zielsetzung:
Ziel deiner Arbeit wird es sein, entsprechende Schichtsysteme zu entwickeln und zu optimieren. Schwerpunkte liegen dabei auf der Schichterzeugung mit einem am IKV vorhandenen Plasmareaktor, sowie auf der Charakterisierung hinsichtlich Reibung, Abrieb und chemischer Beständigkeit der erzeugten Schichten.

Deine Aufgabenstellung:

Für eine Bachelorarbeit könntest du folgende Aufgabenstellungen bearbeiten:

  • Einstellung der Prozessparameter
  • Beschichtung der Spritzen
  • Charakterisierung des Reibverhaltens

Für eine Masterarbeit könntest du zusätzlich folgende Aufgabenstellungen bearbeiten:

  • Analyse der Partikelbildung
  • Bestimmung des Einflusses einer Sterilisation
  • Weitere Schichtcharakterisierungen

Dein Profil

  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (Maschinenbau, Kunststofftechnik, Materialwissenschaften etc.)
  • Erfahrungen mit der Plasmatechnologie und in der Durchführung von Experimenten sind hilfreich
  • Spaß an praktischen Versuchen und eigenständiges Bearbeiten von komplexen Problemstellungen
  • Interesse an der Plasmatechnologie und anwendungsnahen Aufgabenstellungen

Mit der Arbeit kann sofort begonnen werden. Alle notwendigen Anlagen und Prüfmethoden sind bereits vorhanden. Wenn du Interesse hast, dann melde dich einfach bei mir. Deine Aufgaben und den zeitlichen Rahmen legen wir gemeinsam fest.

Dein Ansprechpartner:
Jonas Franke, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28361
E-Mail: jonas.franke@ikv.rwth-aachen.de