Compamed 2017, Bild: Messe Düsseldorf / ctillmann

Ein Trend auf der Compamed 2017: smarte Lösungen für die Medizintechnik. Bild: Messe Düsseldorf / ctillmann

Zum Erfolg der Messe trägt zweifelsohne auch bei, dass der Zulieferer-Bereich der Medizintechnik-Industrie weiter auf ein stetiges Wachstum setzen kann. Digitalisierung und Miniaturisierung sind derzeit die wichtigsten Treiber, die unter anderem die Mikrotechnik beflügeln. „Der Bedarf nach smarten, miniaturisierten Bauteilen für Medizinprodukte sowie nach effizienten und hochpräzisen Fertigungsverfahren wächst weiterhin rasant“, konstatiert der IVAM-Fachverband für Mikrotechnik. Wie jedes Jahr war der Verband mit einem internationalen Produktmarkt unter dem Leitmotto „Hightech for Medical Devices“ bei der Compamed 2017 vertreten. Schlüsseltechnologien für die Spezialisten der kleinen Teile sind Mikrotechnologie, Nanotechnologie, Photonik, MEMS (Mikrosystemtechnik) und neue Materialien.

Mit diesen „Schlüsseln“ arbeitet auch HNP Mikrosysteme (HNPM), die auf so genannte Mikrozahnringpumpen für die Mikrofluidik spezialisiert ist, die kleine und kleinste Flüssigkeitsmengen äußerst präzise dosieren können. Zur Compamed präsentierte das Unternehmen mit dem MZR-Touch-Control eine neue Möglichkeit für die grafische Ansteuerung der Pumpen. Das kompakte Gerät hat eine einfache und intuitive Benutzeroberfläche und steuert jeweils eine Pumpe. Mit der Kombination aus Pumpe und Touch Control können Dosiermengen ab 0.25 Mikroliter und Förderbereiche zwischen einem Mikroliter und 288 Milliliter pro Minute durch den Nutzer eingestellt werden. Mikrozahnringpumpen sind miniaturisierte Rotationsverdrängungspumpen mit einem außenverzahnten Innenrotor und einem innenverzahnten Außenrotor. „Diese exzentrisch gelagerten Rotoren bilden während der Drehbewegung zu jedem Zeitpunkt ein System von mehreren abgedichteten Förderkammern. In der Medizintechnik werden sie vor allem in der Diagnostik unter anderem zur Blutprobenanalyse verwendet“, erklärt Dr. Dorothee Runge, bei HNPM im Bereich Life Science für den Technischen Vertrieb zuständig.

Schlaue, sterilisierbare „Erbsen“

Mit dem Trend Miniaturisierung hat auch das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS zu tun. Zur Messe hatte das Institut das Projekt Sens-o-Spheres mitgebracht, das mit dem Fachbereich Bioverfahrenstechnik der TU Dresden und Industriepartnern entwickelt wurde. Es handelt sich um erbsengroße (etwa acht Millimeter im Durchmesser) Sensorkugeln für die Prozessüberwachung in Bioreaktoren vom Milliliter- bis in den Literbereich. Mit den derzeit kleinsten Temperatursensoren der Welt „an Bord“ bewegen sie sich frei im Reaktionsvolumen und liefern so kontinuierlich Messwerte aus allen Bereichen des Reaktors. „Wir können auch mehrere Spheren gleichzeitig einsetzen und so sehr viele Messdaten drahtlos erhalten“, sagt Tobias Lüke, Wissenschaftler am ENAS. Die schlauen, sterilisierbaren „Erbsen“ sollen zur Entwicklung und Verbesserung von Prozessen in der Pharma- und Life Science-Industrie beitragen. Ihre Energie erhalten sie in einem Ladevorgang über Nacht.

Wieder laufen lernen dank Schuheinlagen mit Kraftsensoren

Ganz andere Anwendungen im Sinn haben die Kollegen des Fraunhofer-Instituts für Siliziumtechnologie ISIT bei ihrem Sensoreinsatz: Dabei handelt es sich um eine Kraftsensorschuheinlage, die das Gang- und Laufprofil durch die Messung der Druckverteilung ermittelt. Die Daten werden per Bluetooth zu einem PC oder Smartphone übertragen und akustisch oder grafisch ausgewertet. „Unsere Zielsetzung besteht darin, durch die akustische Ganganalyse zur Verletzungsprävention, zur Rehabilitation und zu besseren Ergebnissen im Freizeitsport beizutragen“, erläutert Lars Blohm, Forscher im Bereich Biosensortechnik/Systemintegration am ISIT. Die Entwicklung wurde mit dem Sportmedizinischen Institut Hamburg vorangetrieben, weitere Ansätze sind die Messung von Temperatur und Feuchte.

Nanobeschichtung verringert Reibung von Dichtungen

Trelleborg Sealing Solutions ist einer der weltweit führenden Anbieter von Präzisionsdichtungen. In Düsseldorf zeigte das Unternehmen unter anderem ein neuartiges Beschichtungsverfahren für Elastomere. Die resultierenden Schichten sind nur wenige hundert Nanometer dünn. Dadurch wird der sonst hohe Reibungskoeffizient von Elastomeren deutlich gesenkt und deren Gleiteigenschaften stark verbessert. Dies vereinfacht die Montage von Dichtungssystemen und steigert die Qualität und Lebensdauer medizintechnischer Geräte. Über die nanoskalige Beschichtung senkt Trelleborg die bisherige Schichtdicke um den Faktor zehn bis 50 gegenüber herkömmlichen Beschichtungssystemen. Da das neue Verfahren eine sehr hohe Stabilität aufweist, ist es resistent gegen die Sterilisation mit Gammastrahlen, Ethylenoxid oder Heißdampf. „Mit unserem Beschichtungsverfahren können wir klassische O-Ringe und komplexe Formteile hauchdünn im nanoskaligen Bereich überziehen. Die ursprünglichen Eigenschaften der Elastomere werden dadurch nur unwesentlich verändert und die Dichtungssysteme haben eine höhere Lebensdauer, da sich der Abrieb bei Dynamik reduziert“, sagt Andreas Schmiedel, Technical Manager Healthcare and Medical Europe bei Trelleborg Sealing Solutions.

Antriebe, die im Nanometerbereich positionieren können

Gerade einmal elf Gramm wiegt der Motor von Faulhaber, der einen Finger in der Bebionic Handprothese von Ottobock bewegt. Insgesamt ermöglichen fünf Motoren mit Getriebe die Ausführung von vierzehn verschiedenen Griffmustern. Auch die Antriebstechnik ist fester Bestandteil der Medizintechnik-Messe. Inzwischen bietet Faulhaber eine Vielzahl von Lösungen für Analysegeräten und Automaten in der Labortechnik an. Für das Verstellen von Optiken, Spiegeln oder Lasern stehen zudem extrem präzise Motoren zur Verfügung: „Mit ihnen können wir im Nanometerbereich positionieren“, sagt Frank Maier, Applikationsberater bei Faulhaber. Um das überhaupt feststellen zu können, wird ein geeignetes Messsystem benötigt. „Deshalb bieten wir das integrativ mit an, also als Komplettlösung“, so Maier. jl