Compamed 2014 Medizintechnik – konstruieren im Mikrobereich

Die Mikrotechnik ist ein Trendthema der Medizintechnik. Sie bietet bahnbrechende Möglichkeiten im Gesundheitswesen, stellt Ingenieure aber vor die Herausforderung, immer kleinere Bauteile entwickeln zu müssen. Auch auf der Compamed 2014 spielt das Trendthema Mikrotechnik eine große Rolle.

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Ein ellipsenförmiges Implantat soll als Verbindungselement für verletztes Rückenmark fungieren. Forscher der TU Hamburg arbeiten derzeit an einer serienreifen Ausführung.
Ein ellipsenförmiges Implantat soll als Verbindungselement für verletztes Rückenmark fungieren. Forscher der TU Hamburg arbeiten derzeit an einer serienreifen Ausführung.
(Bild: TUHH/Dörte Hagenguth)

Implantate, die das Hungergefühl von Adipositas-Patienten regulieren oder das unkontrollierte Zittern eines Parkinson-Erkrankten im Gehirn stoppen. 3D-Drucker, die Blutgefäße und Organe drucken; oder Herzklappen aus menschlichen Zellen. Dies sind Visionen, von denen die heutige Medizintechnik dank engagierter Forscher und Ingenieure nicht weit entfernt ist. An der TU Berlin und dem Deutschen Herzzentrum Berlin beispielsweise wird das Drucken solcher Herzklappen bereits erforscht. Basierend auf einer Computertomografie soll ein maßgeschneidertes Herzklappengerüst gedruckt werden, das sich dann mit körpereigenen Zellen besetzt zu einer echten Herzklappe zusammenfügt.

Jahresumsatz in der Medizintechnik steigt

Zukunftsträchtige Entwicklungen, die die Medizintechnik-Branche zu einem starken Wachstumsmarkt machen. Dafür sorgen neben dem technischen Fortschritt auch die demografische Entwicklung sowie der erweiterte Gesundheitsbegriff, da Patienten immer mehr in ihre Gesundheit investieren. So verzeichnet die deutsche Medizintechnikindustrie im Jahr 2013 eine Umsatzsteigerung von 2,2 % im Vergleich zum Vorjahr. Dabei fällt vor allem die hohe Innovationskraft ins Auge. Durchschnittlich investieren forschende Medtech-Unternehmen rund 9 % des Umsatzes in Forschung und Entwicklung. Zum Vergleich: die Chemieindustrie liegt bei 5 %, die verarbeitende Industrie bei insgesamt 3,8 %.

Neben dem 3D-Druck bietet die Mikrosystemtechnik bahnbrechende Entwicklungen heutiger Forschungsarbeit. Mobile Systeme für Diagnostik, Überwachung und Therapie sowie präzise Testergebnisse und gezielte, personalisierte Behandlungen sind dabei die technischen Trends. Hier kommen die Implantate wieder ins Spiel. Diese werden immer kleiner und auch deren Komponenten schrumpfen in den Mikro- und Nanobereich, was Entwickler und Hersteller vor große Herausforderungen stellt. Doch können diese, im Körper eingepflanzten Systeme große Erfolge erzielen. Die TU Hamburg hat zum Beispiel ein ellipsenförmiges Implantat entwickelt, das als Verbindungsstück für verletztes oder durchtrenntes Rückenmark fungiert und so Querschnittslähmung heilen könnte. Ziel der Forscher unter Leitung des Mikrosystemtechnikers Prof. Dr.-Ing. Jörg Müller ist es, in weniger als zehn Jahren ein serienreifes Implantat auf den Markt zu bringen.

Trends der Mikrosystemtechnik sind Implantate und Wearables

Die Medizintechnik ist der wichtigste Zielmarkt solcher Mikrosysteme. 20 % der auf diesem Gebiet agierenden Unternehmen gaben dies bei einer Umfrage des Fachverbandes für Mikrotechnik an. Danach folgen der Maschinen- und Anlagenbau, Forschung und Entwicklung sowie Sensor-, Mess- und Regeltechnik. Zur Mikrosystemtechnik, die per Definition bekannte mechanische Systeme miniaturisiert, zählen auch so genannte Wearables: am Körper getragene Messtechnik. Neben den Implantaten ein weiterer Trend in der Medizintechnik. Das Schweizer Unternehmen Sonceboz entwickelt für solche Geräte geeignete Antriebstechniken im Miniformat, beispielsweise die Micro-Motoren Slimline Steppers. Sie sind flach, leicht und geräuscharm, dazu hoch präzise. Anwendung finden sie bei bei Überwachungs- und Versorgungsaufgaben wie in Blutzucker-Messgeräten und Insulinpumpen. Auch Namiki, mit Hauptsitz in Japan, setzt auf miniaturisierte Antriebstechnik. Auf der Compamed 2014 zeigt das Unternehmen einen Servomotor, der nur
10 mm lang ist und einen Durchmesser von 4 mm hat. Er arbeitet mit einer Nennspannung von 3 V und soll die Herstellung von noch kleineren Endprodukten ermöglichen.

Herausforderung: Energieversorgung sicherstellen

Ob bei Implantaten oder Wearables, eine der größten Herausforderung in der Mikrosystemtechnik ist die sichere Energieversorgung. Batterien und Akkumulatoren müssen als erste Energiequelle und auch als Back-up-System für Stromausfälle bereitstehen. Auch hier ist die Devise: klein, leicht und leistungsfähig. Dazu hat Dualis Medtech eine Wireless-Technologie entwickelt, die es ermöglicht, elektrische Energieträger von Implantaten wie Herzschrittmacher und Defibrillatoren energetisch aufzuladen. Die induktive, resonante Kopplung ermöglicht eine kabellose Übertragung der Energie zu den implantierten Geräten.

Dass diese visionären Entwicklungen nicht weit von der Realität und der täglichen Arbeit im Gesundheitswesen entfernt sind, zeigen knapp 750 Aussteller auf der Compamed 2014 in Düsseldorf. Dort präsentieren sie erste Entwicklungen, Forschungsergebnisse aber auch einsetzbare Produkte, die die Medizintechnik weiter in die Zukunft bringen. Die Fachmesse für den Zuliefermarkt der medizintechnischen Fertigung findet vom 12. bis 15. November 2014 in Düsseldorf statt. (sh)

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