Flüsternde Hydraulik im OP-Tisch 1

Die Bandbreite der während der Medica und Compamed in Düsseldorf präsentierten Innovationen reichte von Präzisionsteilen im Mikrometer-Bereich bis hin zur wartungsfreien, extrem leisen Hydraulik für OP-Tische. fluid berichtet dazu beispielhaft über ausgesuchte Produkte.

Bartels Mikrotechnik GmbH, Dortmund: Die kleine High-Tech-Firma residiert in Dortmunds BioMedizin-Zentrum und entwickelt für anspruchsvolle Anwender aus der Medizintechnik Mikrofluidik-Komponenten. Zu den Spezialitäten zählt die aktive Mikrofluidik. Eines der Highlights ist die weltweit kleinste serienmäßige Kunststoffpumpe (30x15x 3,8 mm).

Zum Arbeitsprinzip der Mikropumpe mp6: Eine Piezokeramik auf einer Messingmembran verformt diese bei Anlegen einer Spannung so, dass Flüssigkeiten oder Gase aus der darunterliegenden Pumpkammer verdrängt werden. Bei abfallender Spannung führt die Verformung der Keramik zu einem Hub, der das zu pumpende Medium ansaugt und somit die Pumpkammer wieder füllt. Ventile an beiden Seiten der Kammer geben vor, in welcher Richtung die Fluide (Luft, Wasser, Blut oder Medikamente) fließen sollen.

Medizinische Anwendungen erfordern eine Regelung der Volumenströme, die auch bei variierenden Bedingungen von Temperatur und Druck mit geringen Toleranzen konstant ausfallen.

Zwei Möglichkeiten bietet Bartels: Zum einen die intrinsische Sensorfunktion, bei der ein Aktuator die Abweichung vom Soll-Wert erfasst und auf zehn Prozent genau kompensiert. Für Anwendungen mit geringen Flussraten und höheren Genauigkeitsanforderungen, etwa Dosieren von Medikamenten, erfolgt das Regeln mittels thermischer Durchflusssensoren auf zwei bis fünf Prozent genau.

Bieri Hydraulik AG, CH-Liebefeld: „Im Medizinbereich ist Präzision Plus“, wirbt der Hersteller für maßgeschneiderte Hydrauliksysteme für diese Branche. Details nennt Verkaufsingenieur Ulrich Brauen: „Es gibt einen Trend hin zu Hydraulik in OP-und CT-Tischen.“ Bieri hat beispielsweise ein System mit zwei Zylindern (160 bis 180 bar Betriebsdruck) entwickelt, mit dem sich das Untergestell von OP-Tischen am Boden fixieren lässt, wenn die Tischplatte verschoben wird.

Für einen anderen OP-Tisch entstand ein doppeltwirkender Teleskopzylinder (Durchmesser 20 bis 63 mm, Hub 620 mm), der auch schwere Platten, Patienten und Geräte ruckfrei in die gewünschte Höhe hievt. Die Schweizer betreiben diesen Zylinder ebenso wie ihre anderen Aggregate für den medizintechnischen Bereich nicht etwa mit Bioprodukten, sondern mit standardmäßigem Mineralöl. Möglich sei dies dank Leckölfreiheit der Aggregate. Weitere Anforderungen: Die Antriebe müssen kompakt sowie leicht ausfallen und geräuscharm arbeiten.

Bürkert GmbH & Co. KG, Ingelfingen: Das Unternehmen forciert das Geschäft mit der pharmazeutischen Industrie seit 2008 gemeinsam mit der BBS Systems AG aus Will (Schweiz), einem Hersteller von Anlagenkomponenten und Ventiltechnik. Beide Unternehmen verwirklichten seitdem eine Reihe an komplexen Anlagenin-
stallationen, Prozesslösungen und einzelnen, schlüsselfertigen Projekten. „Wir gehen immer mehr in Richtung schlankes Design“, erläutert Wilfried Wiese, Teamleitung Technischer Vertrieb im Bürkert-Vertriebs-Center Dortmund. So etwa beim 2/2- sowie 3/2-Wege Flipper-Magnetventil 6650 mit einem 4,5-Millimeter messenden Anreihmaß.

Die geringe Baubreite ermögliche kleinere Geräte, geringeres Kanalvolumen in Anschlussplatten und somit gesteigerte Verwertung der eingesetzten Medien. Ein Anwendungsbeispiel aus der Biochemie: Das Ventil erlaubt in Verbindung mit 384er Mikrotiterplatten schnelles und voneinander unabhängiges Befüllen einzelner Kavitäten mit unterschiedlichen Mengen und Medien.

Formfaktor GmbH, Grevenbroich: Hier entstand ein neuartiges Druckspeichersystem für die medizintechnische Pneumatik. Das Ausgangsproblem: Leistungsstarke Kolbenkompressoren erzeugen oftmals Druckluftschwankungen. Gegenmittel: Geschäftsführer Olaf Cremer baut in seine Druckspeicher handelsübliche Aerosol-Dosen (bis 12 bar Druck, 140 bis 1500 ml Volumen) zur Kompensation ein.

Außerdem bestückt Formfaktor neuerdings die Druckbehälter seiner Systeme mit bis zu sechs getrennten Anschlüssen, an die sich bis zu sechs Druckspeicher oder auch Kombinationen mit Pulsabsorbern und Schalldämpfern anschließen lassen. Der Erfinder hat die Behälter für die Ausstattung mit Kabeldurchführungen ausgelegt, sodass sich auch Sensoren oder Aktuatoren (etwa Ventile) mit einer maximalen Breite von 22 mm einbauen lassen. Die Erfindung eignet sich aber nicht nur für die Medizintechnik, sondern im Prinzip für alle pneumatischen Geräte, die der Kompressor dabei nicht direkt ansteuern soll.

Hoerbiger Micro Fluid GmbH, Barbing: „Ohne Hydraulik kommt die Medizintechnik in vielen Bereichen nicht aus“, sagt Vertriebsleiter Thomas Ulbrich. „Vor allem, wenn der Anwender viele Funktionen auf begrenztem Raum verwirklichen will.“ Das betrifft etwa die neue Schwerlast-Hubsäule CHL für gewichtige Patienten: Sie ist für Belastungen von Massen mit mehr als 500 Kilogramm konzipiert und verfügt sowohl über wartungsfreie Hydraulik als auch ein robustes Führungssystem. Um neuen Operationsmethoden gerecht zu werden, wurde bei der höhenoptimierten Operartionstisch-Ausführung besonderes Augenmerk auf niedrige Bauhöhe in eingefahrener Position gelegt.

Das Unternehmen, nach eigenen Angaben Marktführer im Segment Patientenlagerung (Hubsäulen für OP-Tische), will in der anspruchsvollen Branche künftig mit einem in den Zylinder integrierten Längenmess-System noch besser Fuß fassen. Ulbrich: „Die Innovation bietet am OP-Tisch freiprogrammierbare Operationspositionen mit hoher Wiederholgenauigkeit. Kollisionen des Operationstisches mit anderen OP-Einrichtungen aufgrund eventueller Fehlbedienung lassen sich mit dem Längenmesssystem ebenfalls vermeiden.“

Die Steris Corp. aus Saran Cedex France, verwendet die Schwerlast-Hubsäule CHL beispielsweise in ihrem Cmax-T-Operationstisch, der den motorisierten Patentientransfer zwischen sogenannter Prä-Anästhesie in die Wachstation nach dem chirurgischen Eingriff ermöglicht. Cmax verfügt unter anderem über automatische Limit-Sensoren, die versehentliches Anstoßen und Lenkkonflikte verhüten. Kommentar von Jean-Marie Poussot, European Sales Director: „Die Hydraulik arbeitet sehr leise – ganz im Gegensatz zum Elektroantrieb in einem OP-Tisch eines deutschen Wettbewerbers.“

Parker Hannifin GmbH & Co. KG Seal Group Europe, Pleidelsheim:  Europa-Vertriebsleiter Jochen Nigge: „Wir besitzen nicht das Image des Billiganbieters, sondern das phantastische Image des Innovators.“ Das trifft in Sachen Medizintechnik beispielsweise auf Parker Prädifa zu. Dort entstand ein Gasüberwachungs-Modul für Narkosesysteme mit zwei lebenswichtigen Funktionen. Erstens: Die sofortige Aktivierung eines sieben Sekunden andauernden, gut hörbaren Alarmsignals ermöglicht dem Anästhesisten bei Druckabfall des Primärgases (Sauerstoff) lebensrettende Maßnahmen einzuleiten. Zweitens: Bei Ausfall des Primärgases wird die Zufuhr des Sekundärgases zum Patienten sofort unterbrochen und ein Alarm ausgelöst.  
Das System basiert auf einer Master-Slave-Anordnung, bei dem ein Master-Baustein mit integriertem 150-Milliliter-Zusatzspeicher den Versorgungsdruck überwacht und bei Druckabfall sofort alarmiert. Das Modul (Anschlussgröße: G1/8) arbeitet im  Temperaturbereich von fünf bis 50 Grad Celsius. Der Triggerdruck des Regelgases ist standardmäßig auf zwei bar (+/- 0.14 bar) eingestellt. Sollte ein Alarm-Reset notwendig werden, beträgt der minimale Druck drei bar. Die Durchflussrate beträgt üblicherweise 60 Liter pro Minute (Druckabfall: 0,25 Liter pro Minute).

PTF-Prazisionsteilefertigung Steffen Pfüller e.k., Stollberg: Das Unternehmen zerspant für die Fluidbranche Präzisionsteile im Mikrometer-Bereich (Rauheit Ra kleiner 0,05 µm) und montiert die Teile zu medizintechnischen Systemen. Oliver F. Zintl, Vertriebs- und Marketingleiter: „Wir übernehmen die Montage einbaufertiger Baugruppen und Systeme nach Reinraum-anforderungen Klasse 10 000 – einschließlich Einkauf und Logistik von Bauteilen.“ PTF muss auch für die Reinheit und Fettfreiheit aller Bauteile (also auch der Zukaufprodukte) vor der Montage sorgen.