Das Projekt „APC-Greenprobe“ hatte zum Ziel, die herkömmlichen Polytetrafluorethylen (PTFE)-Schläuche, die in Argon-Plasma-Koagulationssonden (APC) verwendet werden, durch biobasierte Polymere zu ersetzen. PTFE wird für seinen niedrigen Reibungskoeffizienten, seine Flexibilität, seine thermische Stabilität, seine elektrische Isolierung und seine Biokompatibilität geschätzt. Es kann jedoch nicht recycelt werden und wird als medizinischer Abfall verbrannt, wobei CO₂ und fluorierte Kohlenwasserstoffe freigesetzt werden. Das geschätzte weltweite CO₂-Vermeidungspotenzial durch den Ersatz von PTFE in medizinischen Geräten betrug 2,6 Millionen Tonnen pro Jahr. Die Studie wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt finanziert (Projektnummer 38549/01-21/2) und von 2021 bis 2024 von der ERBE Elektromedizin GmbH und Biovox unter der Leitung von Dr. Sascha Dammeier und Vinzenz Nienhaus durchgeführt.
Die technische Arbeit konzentrierte sich auf die Identifizierung eines Polymers, das die mechanischen, elektrischen und biokompatiblen Eigenschaften von PTFE erreichen und gleichzeitig einen wesentlich geringeren CO₂-Fußabdruck aufweisen könnte. Zwei biobasierte Kandidaten wurden ausgewählt: Polylactid (PLA) mit einem Fußabdruck von etwa 0,6 kg CO₂e kg-¹ und Polyethylen (PE) mit 2,1 kg CO₂e kg-¹. Der Zugmodul von PTFE liegt zwischen 400 und 800 N mm-², wohingegen unmodifiziertes PLA mit 3600 N mm-² weitaus steifer ist, was es ohne Modifikation ungeeignet macht. Daher wurde ein neuartiges Copolymer aus PLA und einer weichen Phase entwickelt und das Material fraktioniert, um einen brauchbaren Anteil an Zusatzstoffen zu erhalten. Das Copolymer erreichte eine Bruchdehnung von 100 % und eine bessere Elastizität als PLA, das mit herkömmlichen Weichmachern compoundiert wurde, aber es waren nur begrenzte Mengen für Tests verfügbar.
Ausführliche mechanische Tests wurden durchgeführt. Die Zugtests an PLA-Proben, sowohl an compoundierten als auch an extrudierten, erfüllten nicht die erforderlichen Biegeeigenschaften. Extrudierte PE-Rohre, selbst wenn sie plastifiziert waren, boten nicht die erforderliche Flexibilität. Zur Bewertung der elektrischen Isolierung wurden Hochspannungstests mit extrudierten PE- und vernetzten PE-Rohren (XPE) sowie mit der neu entwickelten APC-Elektrode durchgeführt. Die Tests bestätigten zwar, dass das Elektrodenkonzept auch Schläuche mit geringerer Isolierung verträgt, aber die Gesamtleistung entsprach noch nicht allen klinischen Anforderungen.
Das Projekt konzentrierte sich daher auf eine neue Elektrodenarchitektur, die mit Röhren mit reduzierter elektrischer Isolierung kombiniert werden konnte. Bei diesem Ansatz blieben die mechanischen und biokompatiblen Vorteile der biobasierten Polymere erhalten, während die strengen elektrischen Anforderungen auf eine separate Komponente übertragen wurden. Das daraus resultierende Design wurde auf großen medizinischen Fachmessen wie der MEDICA, COMPAMED, MEDTEC und der American Clinical Conference (ACC) vorgestellt und hat das Potenzial, andere Hersteller zu ermutigen, PTFE zu ersetzen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Forschung gezeigt hat, dass biobasierte Polymere die wesentlichen mechanischen und biokompatiblen Kriterien für APC-Sonden erfüllen können, dass aber eine weitere Entwicklung erforderlich ist, um ihre mechanische Leistung für den klinischen Einsatz zu verbessern. ERBE und Biovox planen, das Konzept weiter zu verfeinern, wobei sie sich auf biobasiertes vernetztes Polyethylen (XPE) und das neuartige Elektrodendesign konzentrieren, mit dem Ziel, mittelfristig vollständig biobasierte APC-Sonden anzubieten. Die von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderte Zusammenarbeit hat den Grundstein für eine nachhaltigere Medizinprodukteindustrie gelegt.