03.2020
www.medizin-und-technik.de
EVK 11,50 €
Ingenieurwissen
für die Medizintechnik
TITELTHEMA
Frugale Innovationen
Medizinprodukte neu gedacht,
einfach gemacht
Seite 16
Medical Device Regulation
MDR-Verschiebung:
Welche Termine mitwandern Seite 48
Verschleißprüfung
Prüfmaschine für alle Typen
von Gelenkimplantaten Seite 52
SPECIAL
Automatisierung: Schneller und mit
reproduzierbarem Ergebnis Seite 37
Willkommen in der
mikroskopischen Welt
Klein aber fein -
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Kompetenz von Anfang an!
QUALITÄT
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2 medizin&technik 03/2020
Wenn es so nicht geht,
probieren wir es anders
Haben Sie auch gelegentlich eine genähte Maske dabei? Die
Corona-Krise hat uns ja gelehrt, bei Bedarf zu improvisieren.
Den Gedanken, dass ein Produkt nicht Hightech sein muss,
gab es aber schon vor der Pandemie, auch wenn es die Entwicklung
so genannter frugaler Produkte bisher selten ins Rampenlicht
geschafft hat. Was diesen Ansatz trotzdem interessant
macht – auch über die Krise hinaus und auch für Unternehmen,
die sich künftig in der Medizintechnik engagieren wollen –,
lesen Sie im Titelthema dieser Ausgabe ab Seite 16.
MEDICAL
OPTICAL FIBERS
FOR YOUR LASER DEVICE
Fiber & Fiber Probes for:
HIGH POWER DELIVERY
IMAGING
SENSING
Etwas anders zu machen als geplant, hat sich auch die Nürnberger
Messe vorgenommen, die angesichts des Verbots für Großveranstaltungen
Ende Juni eine virtuelle Medtec Live plant.
Messeleiter Alexander Stein erläutert im Interview auf Seite 12,
warum das spannendes Neuland ist und für die Zukunft hybride
Angebote gefragt sein werden.
Die größten Andersmacher dieser Tage sind aber wohl in Brüssel
zu finden, wo in kürzester Zeit die Entscheidung über die
Verschiebung der Medical Device Regulation, der MDR, fiel.
Aber welcher Termin gilt nun für was, was verschiebt sich
ebenfalls und was nicht? Eine Übersicht dazu finden Sie ab Seite
48 in der Rubrik Recht.
Auch technisch gibt es Beispiele dafür, dass sich alte Probleme
anders lösen lassen: mit einer Prüfmaschine, die mit Implan -
taten für verschiedene Gelenke zurechtkommt (Seite 52), mit
künstlicher Intelligenz, die neue Geschäftsmodelle hervorbringen
wird (Seite 38), oder einer Orthesenhand, die mehr als einen
festen Händedruck erlaubt (Seite 28). Lassen wir uns also
von der Krise zum Mut inspirieren, etwas anderes zu probieren.
Dr. Birgit Oppermann
Lesen Sie in unserem Online-Magazin zum Beispiel, welche
Entwicklungen bei der Beatmung anstehen. Die Themenseite zu
Corona und Medtech zeigt aktuell, was die Pandemie für die
Branche noch so alles mit sich bringt
www.medizin-und-technik.de/
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www.ofsoptics.com/medical
03/2020 medizin&tec hn i k 3
■ Medizin im Dialog
14
16
Handchirurgie
Filigrane Implantate für Hand und Finger
bewältigen heute schon viele Aufgaben.
Langzeitdaten und Planungstools
könnten den Einsatz der künstlichen
Gelenke verbessern ............................14
( Bild: DGH)
Handchirurg Prof.
Jörg van Schoonhoven
wünscht
sich Langzeitdaten
und Planungstools
■ Messe Medtec Live
Digitale Messe Medtec Live 2020
Messeleiter Alexander Stein erklärt, was
Aussteller und Besucher auf der digitalen
Medizintechnikmesse erwartet. .........12
■ Technik
Entwicklung
Acta zeigt Verbesserungspotenziale
für Medizinprodukte ..........................22
3D-Druck
Peek-Filament für Implantate .............24
Greifer inklusive Sensoren kommen
aus dem Drucker ................................25
In wenigen Tagen zu additiv
gefertigten Implantat-Prototypen .......26
Antriebstechnik
Kugelgewindetriebe geben der
Handorthese Kraft zum Greifen .........28
Motor, Getriebe, Encoder und Speed
Controller arbeiten als Team ..............30
Lasertechnik
UDI-Markierung für Einweg- und
wiederverwendbare Produkte ............32
Special
Automatisierung
Übersicht ...........................................37
Wie KI und Maschinelles Lernen
die Fertigung verändert .....................38
Neue Testumgebung ermöglicht
5G-Projekte für KMU .........................40
37
Roboter hilft beim Prüfen
von Kathetern ....................................42
Equipment-Validierung unterstützt
bei der MDR-Zulassung ......................44
Anlage erlaubt schnelle Umrüstung
auf alle Autoinjektor-Typen ................46
Laser produziert im 3D-Druck
Bauteile aus amorphem Metall ...........34
UV-beständige Glasfasern
für medizinische Laser .......................36
Automatisierung: Maschinelles
Lernen und Roboter
verändern die Produktion
(Bild: Sitec)
4 medizin&technik 03/2020
Titelthema
Frugale Produkte:
Ausrichtung auf den
Markt bringt Erfolg
Frugale Produkte und Dienstleistungen
versprechen für die Medizintechnik gute
Geschäfte und völlig neue Märkte – nicht
nur in Schwellenländern. Wenn man es
richtig macht. ....................................16
(Bild: ankabala/stock.adobe.com)
■ Fokus Forschung
(Bild: anrey_orlov /stock.adobe.com)
■ Recht
Neuer MDR-Geltungstermin
Was verschiebt sich wegen der
Coronavirus-Krise und was nicht .......48
48
Antimikrobielle Werkstoffe
Kein Biofilm ohne Kommunikation
zwischen den Bakterien .....................51
Qualitätssicherung
Eine Prüfmaschine testet alle Arten
künstlicher Gelenke ...........................52
Bionik
Käfer als Vorbild für strahlend
weiße Beschichtungen .......................53
Rubriken
Editorial ............................................03
Visionen ............................................06
Nachrichten .......................................08
Innovationen .....................................54
Firmenscout ......................................56
Impressum .........................................58
Meilensteine ......................................59
Recht: Veränderter Geltungstermin für
MDR und was sich damit ändert
Zum Titelbild: Neu gedacht, einfach
gemacht: Frugale Produkte bieten hohe
Qualität, angepasst an den Bedarf, zu
vergleichsweise niedrigen Preisen
(Bild: ankabala/stock.adobe.com)
03/2020 medizin&technik 5
03/2020 medizin&technik 5
VISIONEN
HILFE BEIM ATMEN
Beatmungsgeräte | Die Coronavirus-Krise und die zahlreichen an Covid-19
erkrankten Patienten haben Beatmungsgeräte in den vergangenen Wochen
in den Mittelpunkt des öffentlichen Interesses gerückt. Die Hightech-Systeme
leisten heute schon viel und stellen sich viel mehr auf den Patienten ein als vor
einigen Jahrzehnten.
Ein gesunder Mensch denkt wohl kaum jemals
über seine Lunge nach. Dass man atmet,
ist selbstverständlich. Die Lunge tut ihren
Dienst – jahrzehntelang – und dabei
vollbringt sie Höchstleistungen. Zehn bis
15-mal pro Minute atmen wir ein und wieder
aus, pro Tag rund 12 000 l. Das entspricht
der Menge von 75 gefüllten Badewannen.
Auf dem Weg von der Nase und dem Mund
bis tief in die feinen Verzweigungen der Lunge
wird die Luft angefeuchtet, erwärmt und
von Schmutzpartikeln befreit. Pollen, Staubkörner,
Fasern – fast alles bleibt an der
Schleimhaut hängen, mit der die Atemwege
ausgekleidet sind.
Wie wichtig die Lunge ist, wird dem Menschen
bewusst, wenn sie ihren Dienst versagt,
wenn eine Erkrankung den Luftaustausch
erschwert. Menschen, die schon einmal
Atemnot hatten, sprechen von einem
Gefühl, das dem Ertrinken ähneln muss, von
Todesangst. Glücklicherweise können Beatmungsgeräte
unterstützen, wenn die Lunge
den Körper nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff
versorgen kann. Beatmungsgeräte
können die Atemarbeit komplett übernehmen.
Atemgeräte hingegen unterstützen,
wenn die Atemzüge nicht tief genug für eine
ausreichende Sauerstoffversorgung sind.
Tim Schröder
Wissenschaftsjournalist in Oldenburg
Über heutige Beatmungsgeräte
hinausgedacht ist der Ansatz, statt
eines externen Gerätes das Zwerchfell
anzusprechen: Erforscht wird, ob es
durch eine Stimulation der Neuronen
gezielt zu Bewegungen angeregt werden
kann.
W
ähren der Polio-Epidemien in den 50iger Jahren
erkrankten viele Kinder an Poliomyelitis, auch Kinderlähmung
genannt. In akuten Stadien setzte bei manchen
Betroffenen die Atemmuskulatur aus. Vielen rettete
die Eiserne Lunge das Leben.
Die Eiserne Lunge besteht aus einem großen, luftdicht
verschlossen Metallzylinder, in den sich der Patient
hineinlegt. Nur der Kopf schaut heraus. Das Gerät
erzeugt einen Unterdruck, der den Brustkorb hebt und
damit Luft in die Lunge strömen lässt.
Die Beatmung war zwar relativ schonend, aber die Mediziner
konnten den Körper des Patienten weder beobachten
noch behandeln. Daher hat sich in den folgenden
Jahrzehnten die Druckbeatmung durchgesetzt.
Eines der ersten Atemgeräte weltweit
entwickelte der Lübecker
Uhrmacher Heinrich Dräger – um
Menschen mit Gasvergiftungen wiederzubeleben:
1907 erhielt er ein
Patent für den Pulmotor – ein Gerät
zum „Einblasen von Frischluft oder
Sauerstoff in die Lunge“. Der Pulmotor
wurde mit Sauerstoff aus einer
Druckflasche gespeist und hatte ein
Ventil, das abwechselnd einen positiven
und negativen Atemwegsdruck
erzeugte. Zu hoher Druck jedoch
kann die kleinen Lungenbläschen,
an denen der Gasaustausch
zwischen Luft und Blut stattfindet,
reißen lassen. Je mehr Alveolen zerstört
sind, desto weniger Fläche
steht für den Gasaustausch zu Verfügung.
6 medizin&technik 03/2020
B
eatmung kann Leben retten, aber auch Komplikationen mit
sich bringen. Bei intensivmedizinischen Eingriffen zum Bei-
spiel wird ein Tubus in die Luftröhre eingeführt, durch den das
Atemgas ein- und ausströmt. Der verbleibende Teil der Luftröhre
wird mit einem Ballon verschlossen, damit über den Tubus kontrolliert
beatmet werden kann. Doch trotz der Ballonbarriere
können Keime in die Lunge eindringen, die normalerweise durch
die Stimmritze zurückgehalten werden.
Eine andere Form der Komplikation ist die Überdehnung der
Lunge. Bekannt ist, dass sich
das Lungengewebe im Laufe der
Beatmung verhärten kann. Dann muss mit einem höheren
Druck beatmet werden.
Atmen heißt auch, sofort Luft
zu bekommen. In frühen Beatmungsgeräten
wurden mechanische
Ventile eingesetzt.
Diese waren zuverlässig und
leistungsfähig, hatten aber den
Nachteil, dass sie recht langsam
auf den Patienten reagierten.
Versuchte er zu atmen, dauerte
es rund 300 ms, bis die Ventile
ansprachen.
In dieser Zeit kann sich aber
beim Patienten bereits ein Gefühl
der Atemnot einstellen Das
Ziel der Entwickler war daher
zunächst, die so genannte Triggerlatenzzeit
zwischen dem Beginn
des Einatmens und dem
Ansprechen der Ventile zu verringern.
Mit der Entwicklung
mikroelektronisch gesteuerter
Geräte seit den 1980er Jahren
wurde das Ziel erreicht – heute
liegt die Triggerlatenzzeit bei
nur noch etwa 20 ms.
(Bild: alexlmx/stoc.kadobe.com)
B
islang verlassen sich Intensivmediziner bei der
Einstellung der Beatmungsgeräte auf ihre Erfahrung
und auf Sauerstoffwerte, die etwa dreimal täg-
über Blutproben gemessen
lich bei den Patienten
werden, oder auf die Werte von Clips, die die Sauer-
stoffsättigung am Finger messen. Doch gibt es gute
Gründe für mehr Automatisierung: In Krisenfällen
wie der Corona-Pandemie müssen Geräte auch von
unerfahrenen Kollegen bedient werden. Die Sauer-
stoffmessung per Blutprobe generiert Werte nicht in
Echtzeit. Und der Fingerclip liefert unsichere Aussagen,
wenn die Finger schlecht durchblutet sind.
Die Vision: Vernetzte Geräte liefern alle erforderlichen
Daten und wirken als physiologisch geschlossene
Regelkreise zusammen.
03/2020 medizin&technik 7
■ [ NACHRICHTEN ]
Hausaufgaben trotz
MDR-Verschiebung
(Bild: BVMed)
Durch die Covid-19-Pandemie ist die Neuzulassung von Medizinprodukten
nach der MDR zum Erliegen gekommen
EU-MDR | Das EU-Parlament hat der Verschiebung der
Medical Device Regulation zugestimmt. Die Medizintechnik-Verbände
fordern nun schnelle Verbesserungen
für das neue MDR-System.
Aufgrund der aktuellen Coronkrise wurde der Termin für die
Umsetzung der neuen EU-Medizinprodukte-Verordnung
(MDR) um ein Jahr verschoben. Die vom Europäischen Parlament
am 17. April 2020 beschlossene Verschiebung ist nach Ansicht
des Bundesverbandes Medizintechnologie, BVMed, „ein
wichtiger Schritt, der den Patienten, dem Gesundheitssystem
und den Medtech-Unternehmen in Zeiten der Covid-19-Pandemie
hilft“. Medizinprodukte können damit noch ein weiteres
Jahr unter dem aktuellen Rechtsrahmen in Verkehr gebracht
werden. „Die EU-Kommission muss die gewonnene Zeit bis zum
neuen Geltungsbeginn am 26. Mai 2021 nun konsequent nutzen,
um das MDR-System endlich bereit zu machen: Wir brauchen
schnellstmöglich mehr Benannte Stellen, die vorgesehenen Expertengremien
sowie die erforderlichen Rechtsakte und Guidances“,
fordert BVMed-Geschäftsführer Dr. Marc-Pierre Möll.
Auch die Medizintechnik im Deutschen Industrieverband
Spectaris begrüßt die Verschiebung des MDR-Geltungsbeginns.
„Es ist gut, dass die Europäische Kommission in dieser schwierigen
Zeit zumindest ein Jahr Aufschub gewährt“, sagt Dr. Martin
Leonhard, Vorsitzender der Medizintechnik bei Spectaris. Er
mahnt aber auch, dass die Herausforderungen bestehen bleiben
und nun rasch angegangen werden müssen: zu wenig Benannte
Stellen, keine einsatzbereiten Expertengremien, fehlende Spezifikationen
und Leitlinien. Ungelöst bleiben zudem die Probleme
um die europäische Datenbank Eudamed, bemängeln beide Medizintechnik-Verbände.
Mit der Verschiebung der MDR wurde
der Stichtag für die Evaluation der Funktionsfähigkeit der Datenbank
nun ins Frühjahr 2021 verlegt. „Wie passt das zusammen
mit der Verlautbarung der Kommission von letztem Jahr,
Eudamed werde frühestens 2022 voll funktionsfähig sein? Hier
sind noch viele Fragen offen, die rechtzeitig vor dem neuen Geltungsbeginn
beantwortet werden müssen“, so Dr. Leonhard.
Neues aus dem
Online-Magazin
Fragen und Antworten zur EU-MDR
Aufgeschoben, aber nicht aufgehoben
Auch wenn der Geltungsbeginn der Medical Device Regula -
tion um ein Jahr auf Mai 2021 verschoben wurde, gibt es noch
viele Baustellen – sowohl bei den verantwortlichen Institutionen
als auch in den Unternehmen. Die derzeitige Corona-Pandemie
tut ihr übriges dazu. Über den Stand der Dinge und
über die wichtigen Fragen zur neuen Medizinprodukte-Verordnung
informieren wir Sie auf unserer Themenseite EU-
MDR.
Ein Besuch lohnt sich: https://medizin-und-technik.industrie.
de/themen/medical-device-regulation/
Übrigens können Sie die medizin&technik – nicht nur in der
Coronakrise – per Post oder digital per Mail im Homeoffice lesen.
Bestellen Sie die kommenden Ausgaben kostenlos unter:
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www.medizin-und-technik.de
Via Twitter: @med_redaktion
Dialogplattform DIN.One
Kostenlose Normen
und Beratung
Der Einsatz von Normen kann dabei unterstützen,
die Sicherheit von medizinischen
Geräten und persönlicher Schutzausrüstung
zu gewährleisten und gerade neuen Herstellern
bei der Produktion praktische Hilfestellung
geben. Darum hat das Deutsche Institut
für Normung (DIN) sein Angebot erweitert:
Auf der Dialogplattform DIN.One stehen Experten
aus der Praxis, die an der Erstellung
der Normen beteiligt waren, interessierten
Unternehmen bei Fragestellungen zum Inhalt
der Normen Rede und Antwort. Zudem
startet DIN eine kostenlose Webinar-Reihe, in
der die Anwendung ausgewählter Normen
erläutert werden und Fragen an den Referenten
gestellt werden können. Ziel ist es, die
Anwendung von Normen zu fördern. Bereits
Ende März hatte DIN in Absprache mit der
EU-Kommission eine Reihe von Normen für
Medizinprodukte und persönliche Schutzausrüstung
kostenlos zur Verfügung gestellt.
Die Normen wurden bisher mehr als
70 000-mal heruntergeladen.
8 medizin&technik 03/2020
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03/2020 medizin&tec hn i k 9
■ [ NACHRICHTEN ]
In Kürze
Design-Preis
Die Tuttlinger Aesculap AG hat
gemeinsam mit ihrem Partner, der
Designagentur Wilddesign, einen
iF Design Award 2020 gewonnen.
Prämiert wurde dabei das orthopädische
Grundinstrumentarium
SQ.line in der Disziplin Produkt,
Kategorie Health/Medical. Die Auszeichnung
wird einmal im Jahr von
der iF International Forum Design
GmbH in Hannover vergeben.
Start-up-Förderung
Für Menschen mit bipolarer Störung
hat das Start-up Mindpax, Prag und
München, ein Frühwarnsystem entwickelt:
Es misst mithilfe eines Armbands
in Verbindung mit einer e-
Health-Plattform Parameter von Patienten
mit psychischen Störungen,
um Frühwarnsignale an den behandelnden
Arzt zu senden. Für diese Innovation
hat Mindpax 1,3 Mio. Euro
von tschechischen Investoren erhalten,
um die Teams an beiden Standorten
weiter auszubauen.
60 Jahre Laser-Technologie
Licht als Werkzeug zu nutzen: Im Mai
2020 jährt sich die Erfindung des Lasers
zum 60. Mal. Mit ihrem großen
Spektrum an Nutzungsmöglichkeiten
auch für die Medizin und Medizintechnik
geht die Forschung mit und
an Lasern weiter, wie verschiedene
Projekte aus der Zuse-Gemeinschaft,
Berlin, zeigen.
Maschinenbau
Die Bdtronic GmbH, Weikersheim,
unterstützt Medizingerätehersteller
bei der Erhöhung ihrer Produktionskapazitäten.
Für die Medizingeräte -
sparte von Philips Healthcare, Böblingen,
stellt das Unternehmen eine
hochkomplexe Anlage her, die Komponenten
für Monitore für Patientenüberwachungsgeräte
produziert. Bei
der Fertigung der Geräte kommt neben
der Dosier- auch Plasmatechnologie
zum Einsatz. Für das Zusammenspiel
der Prozessschritte inklusive
der Überwachung der Prozessgenauigkeit
ist Bdtronic verantwortlich.
Digitalisierungsprojekt
Fresenius Kabi und Aimtec verbessern Qualitätskontrolle für
Infusions- und Transfusionsbeutel
Fresenius Kabi und das Technologie- und
Beratungsunternehmen Aimtec a.s., Pilsen,
arbeiten seit kurzem an einem gemeinsamen
Pilotprojekt. Ziel ist es, die
Prozesse in der Qualitätskontrolle zu digitalisieren
und dadurch eine höhere Transparenz
im Werk von Fresenius Kabi im
tschechischen Hořátev zu ermöglichen.
Aimtec qualifizierte sich vor allem durch
seine Expertise im Bereich Automotive
und wird seinen neuen Kunden bei der
GAMP-5-Zertifizierung unterstützen. Im
April 2020 haben beide Unternehmen die
erste Phase des gemeinsamen Projekts im
Auslieferungszentrum von Fresenius Kabi
abgeschlossen. Die Ausweitung auf andere
Standorte und Produkte ist für Ende
diesen Jahres geplant.
Das DCIx-System von Aimtec ist für das
Sammeln der Daten, für die Überwachung
von Ausfallzeiten und vor allem für
die Dokumentation der Qualitätskontrolle
in einem Verzeichnis zuständig. Die
Fresenius Kabi GmbH, Bad Homburg, bietet
Medikamente und Medizinprodukte
zur Infusion, Transfusion und klinischen
Ernährung an.
Wirtschaftliche Folgen der Coronakrise
Medizintechnik-Branche erwartet Umsatzrückgang
und Lieferschwierigkeiten
(Bild: Vitali/adobe.stock.com)
(Bild: Fresenius Kabi)
Die Coronakrise ist auch in der Medizintechnikindustrie
spürbar: Nach einer Umfrage
der Medizintechnik im Industrieverband
Spectaris und der Medical Mountains
GmbH mache sich auch in den Lieferketten
die Pandemie bemerkbar. „Das
Ergebnis unterstreicht die Verunsicherung
insbesondere der kleinen und mittelständischen
Unternehmen, die Produkte
herstellen, die nicht unmittelbar zur Bekämpfung
der Pandemie benötigt werden,
sagt Dr. Martin Leohnhard, Vorsitzender
der Medizintechnik bei Spectaris.
Demnach könnte eine längere, durch Corona
bedingte Abschwächung der Auftragslage
trotz eines überwiegend positiven
Jahresbeginns zu deutlichen Umsatzeinbrüchen
im Gesamtjahr führen. Bei einem
Hochfahren der Wirtschaft ab Juni
rechnen die Unternehmen im Jahresvergleich
2020/2019 mit einem Einbruch
des Gesamtumsatzes von durchschnittlich
18 %. Bei einem Lockdown bis August,
werde sogar ein Minus von 28 % für möglich
gehalten.
„Abhilfe bei der aktuellen Situation verschaffen
die staatlichen Unterstützungsmaßnahmen,
die vor allem den kleinere
Unternehmen helfen, die akute Phase der
Krise zu überstehen“, so die Medical-
Mountains-Geschäftsführerinnen Yvonne
Glienke und Julia Steckeler. Ebenso wichtig
sei es aber, jetzt schon den Blick auf
die Zeit danach zu richten. Um den Standort
Deutschland nach der Krise wieder zu
stärken, fordern die Befragten politische
Schritte auf internationalem Parkett: Vor
dem Hintergrund einer Exportquote von
zuletzt rund 65 % wird ein gestärkter
Freihandel als sehr wichtig angesehen.
10 medizin&technik 03/2020
Implantatherstellung
Neue Zertifizierungen additiv gefertigter
Wirbelsäulenimplantate
Das neueste Familienmitglied der ST-Line
des Implantatherstellers Signus Medizintechnik
GmbH, Alzenau, heißt Jaspis ST
und trägt seit Kurzem die CE-Kennzeichnung.
ST steht für strukturiertes Titan
und wird additiv gefertigt. Die Titangitterstruktur
gleicht der natürlichen spongiösen
Architektur des Knochens und fördert
gepaart mit dem offenen Implantatdesign
die interkorporelle Fusion. Die Befüllung
mit natürlichem oder synthetischen
Knochenmaterial, wie beispielsweise
Kainos Inject, unterstützt zusätzlich die
knöcherne Durchbauung.
Seit mehr als 25 Jahren fertigt Signus
Lösungen im Bereich der operativen Wirbelsäulenversorgung.
Aktuell beschäftigt
das Familienunternehmen rund 80 Mitarbeiter
an den Standorten Deutschland
und Australien. Hergestellt wird die
komplette Produktpalette von Halswirbelsäule
bis Sakroiliakalgelenk, die über -
wiegend in der nahegelegenen Produktion,
der Procon Medizintechnik, gefertigt
werden. Über Europa (CE) und die USA
hinaus werden die gemäß CE und FDA
zertifizierten Implantate weltweit vertrieben.
(Bild: Signus)
Software-Entwicklung
Schlüsselfertige Medizingeräte-Software
für Embedded-Systeme
Mit dem umfassenden Know-how in der
Entwicklung und dem Life Cycle Management
von Medizingeräte-Software aller
Sicherheitsklassen für die Produkte der
Berlin Heart GmbH bietet das Spin-Off
Codialist nun auch anderen Medizintechnik-
und Diagnostikunternehmen diese
Dienstleistung an.
Unter anderem entwickelten die Experten
der Codialist GmbH, ebenfalls Berlin, die
Software für den neuen mobilen Antrieb
Excor Active für ein Herzunterstützungssystem
von Berlin Heart. Diese Software
regelt unter anderem die sichere Pump-
Funktion, überwacht die elektronischen
und mechanischen Komponenten und
stellt die intuitive Nutzerschnittstelle zur
Verfügung. Entscheidend für den Erfolg
dieses Projektes waren nach Angaben von
Codialist-Geschäftsführer Sven-René
Friedel die enge Abstimmung mit Projektbeteiligten
und ein starkes Netzwerk, das
auch für zukünftige Projekte große Vorteile
mit sich bringt. Als 100-%ige Tochter
der Syscore GmbH wurde die Codialist
GmbH im April 2020 aus der Berlin Heart
GmbH und somit als deren Schwestergesellschaft
ausgegründet.
www.codialist.de
(Bild: Berlin Heart)
03/2020 medizin&tec hn i k 11
■ [ NACHRICHTEN ]
DIGITALE MEDTEC LIVE:
NEUE ERFAHRUNG FÜR ALLE
Messe Medtec Live digital | Auch die Medtec Live in Nürnberg wird von der Corona-
Pandemie beeinflusst. Auf die Verschiebung von Ende März in den Sommer folgt nun
der Sprung zur digitalen Veranstaltung . Was Aussteller und Besucher erwartet und
was die Sache spannend macht, erläutert Messeleiter Alexander Stein.
■ Herr Stein, wie funktioniert die
virtuelle Messe Medtec Live?
Unser wichtigstes Ziel ist es, mit dem
digitalen Angebot die Kommunikation
in der Medizintechnik-Branche auch im
Jahr der Coronavirus-Pandemie zu ermöglichen.
Da das Verbot von Großveranstaltungen
derzeit keine klassische
Messe ermöglicht, haben wir uns
schnell für eine virtuelle Lösung entschieden.
Wir bieten Unternehmen an,
sich und ihre Produkte zu präsentieren,
als Firmenprofil, in Videos, über Chats
IHR STICHWORT
■ Medtec Live als digitale Messe
■ Kommunikation im Vordergrund
■ Neuanmeldung für Teilnahme
■ Basis für künftige hybride Angebote
■ Persönlicher Austausch unersetzlich
(Bild: Nürnberg Messe)
Für Alexander Stein, Leiter der Medtec Live,
geht es vor allem darum, den Austausch in
der Branche zu ermöglichen. Am liebsten
von Angesicht zu Angesicht, in der Pandemie
aber auch digital
oder auch Eins-zu-Eins-Videocalls. Die
Inhalte von Vorträgen des Kongresses
Medtech Summit, der Messeforen oder
Start-up-Pitches, die für eine digitale
Übertragung gut geeignet sind, stellen
wir ebenfalls bereit.
■ Wer kann sich an der digitalen
Medizintechnik-Messe beteiligen?
Wir sprechen natürlich als erstes die
Aussteller an, die für die physische
Messe angemeldet waren, und haben
bereits die ersten Interessenten. Aber
auch andere Unternehmen können sich
registrieren. Organisatorisch erfordert
die Teilnahme an der digitalen Messe
eine Neuanmeldung. Da auch wir Neuland
betreten und es uns vor allem darum
geht, die Branche zu unterstützen,
sind die Preise dafür sehr moderat. Für
die Besucher der digitalen Veranstaltung
ist nur eine kostenlose Registrierung
erforderlich.
■ Wie sieht das Begleitprogramm aus?
Wir gehen davon aus, dass wir den
größten Teil der Vorträge des Medtech
Summit, der Foren und Start-up-Pitches,
die für die physische Messe geplant
waren, in die digitale Veranstaltung
zum entsprechenden Termin übertragen
können. Die Programme stellen
wir online zur Verfügung. Nach den Vorträgen
werden Chats oder Video-Calls
angeboten – je nachdem, was Referenten
und Teilnehmer wünschen.
■ Eine Messe lebt davon, dass sich Be -
sucher treffen und austauschen. Welche
digitalen Angebote gibt es dafür?
Das Matchmaking oder Partnering wird
es auch in der digitalen Form geben.
Die Vorgaben des Datenschutzes sehen
vor, dass jeder, der sich registriert, zustimmt,
dass seine Daten im Tool sichtbar
gemacht werden. Wie viele Daten er
preisgibt, entscheidet der Teilnehmer
selbst. Wobei es für die Kommunikation
natürlich von Vorteil ist, wenn das Gegenüber
beispielsweise ein Foto sieht.
■ Welche virtuellen Angebote könnten
künftig eine klassische Messe begleiten?
Mit dieser Frage setzen wir uns jetzt
schon auseinander. Die Pandemie hat
der Digitalisierung einen Schub versetzt,
so dass künftig sicherlich hybride
Unser Maßstab für Erfolg
sind vor allem
zufriedene Teilnehmer
Angebote erwartet werden. Welche
Komponenten das im Einzelnen sein
sollen, werden wir nach den Erfahrungen
mit der Medtec Live 2020 entscheiden.
Aber letztlich wird der persönliche
Austausch nach der Pandemie wieder
im Vordergrund stehen.
■ Woran messen Sie den Erfolg der
virtuellen Messe?
Wir legen dafür in diesem Jahr als Veranstalter
sicher keine finanziellen
Maßstäbe an. Auch die Zahl der Aussteller
und Teilnehmer ist äußerst
schwierig abzuschätzen – die Technik
setzt uns hier nach oben keine Grenzen.
Wenn alle Teilnehmer hochzufrieden
sind, haben wir unser Ziel erreicht.
Dr. Birgit Oppermann
birgit.oppermann@konradin.de
Medtec Live: Messe, Programm, Registrierung:
www.medtec-live.de/de/virtuelles-event
12 medizin&technik 03/2020
Mund-Nasen-Schutz
Borealis realisiert Pilotlinie für feinste Fasern mit
verbesserten Barriere- und Filtereigenschaften
Feine Fasern sind
für Filter in
Gesichtsmasken
gefragt
(Bild: Borealis)
Die Borealis AG meldet den Start der Herstellung
von Meltblown-Vliesen für Gesichtsmaskenanwendungen
auf seiner Pilotlinie
in Linz, Österreich: Innerhalb kürzester
Zeit stellte das Unternehmen seine
Arbeitsmethode von einem reinen Entwicklungsansatz
auf eine Pilotproduktion
in kleinerem Maßstab um. Damit wird die
regelmäßige Herstellung sehr feiner Fasern
sichergestellt, die zu Faserbahnen in
Rollen aufgewickelt werden. Diese Faserbahnen
finden Anwendung in allen Arten
von Gesichtsmasken. Ein vor kurzem von
Borealis entwickeltes, unternehmenseigenes
Polypropylen-(PP)-Meltblown-Material
sorgt dabei für verbesserte Filtereigenschaften
aufgrund feinerer Fasern.
Die vorübergehend umgerüstete Pilottestanlage
in kleinem Maßstab befindet sich
im Verarbeitungs- und Anwendungstechnikum
des Borealis Innovation Headquarters
in Linz.
Das neu entwickelte Borealis-Material
HL912FB wird dabei für die Produktion
von Meltblown-Vliesbahnen verwendet,
die wiederum für individualisierte Einlagen
in baumwollbasierten Mund-Nasen-
Masken, herkömmlichen Mund-Nasen-
Masken oder auch für High-End-Gesichtsmasken
für im medizinischen Bereich tätige
Personen (FFP1 bis FFP3 Masken)
eingesetzt werden.
Corona-Auswirkungen
Schweiz beschließt Zollaussetzungen für medizinische Güter
und Ausnahmen für das Inverkehrbringen von PSA
Medizinische Schutzausrüstung und andere
Verbrauchsmaterialen spielen eine
zentrale Rolle bei der Bekämpfung des
Coronavirus. Da diese in der Schweiz
nicht in genügenden Mengen produziert
werden, hat der Schweizer Bundesrat die
Zölle auf Einfuhren von wichtigen medizinischen
Gütern vorübergehend ausgesetzt.
Medizinische Versorgungsgüter sollen
damit möglichst einfach und kostengünstig
eingeführt werden können.
Bei außerordentlichen Umständen, namentlich
bei Verknappung oder Verteuerung
von unentbehrlichen Waren, kann
der Bundesrat gemäß dem Zolltarifgesetz
Zölle herabsetzen oder aufheben. Gestützt
auf diese Gesetzesgrundlage setzt
der Bundesrat die Zölle auf wichtige medizinischen
Gütern aus, bei denen der
Normalzollansatz nicht bereits null beträgt.
Mit dieser Maßnahme werden Einfuhren
der erwähnten Güter verbilligt
und der administrative Aufwand reduziert.
Importeure müssen für die zollbefreite
Einfuhr laut Freihandelsabkommen
keine Ursprungsnachweise mehr beibringen.
Außerdem werden private Importeure
den Zivilschutzbehörden von Bund und
Kantonen gleichgestellt, welche Schutzmaterial
bereits heute zollbefreit einführen
können. Die Verordnung gilt bis zum
9. Oktober 2020.
www.admin.ch/gov/de/start/dokumentation.
html
Hygienic
Design.
Normelemente speziell für den
Einsatz in hygienisch sensiblen
Bereichen.
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03/2020 medizin&tec hn i k 13
■ [ MEDIZIN IM DIALOG ]
FILIGRANE IMPLANTATE FÜR DIE
HAND – AM BESTEN MIT PLANUNG
Implantate für Fingergelenke | Nach dem Vorbild der Knie- und Hüftgelenkprothesen entstanden
in den 90iger Jahren Implantate, die geschädigte Fingermittelgelenke ersetzen können. Laut
Handchirurg Prof. Jörg van Schoonhoven läuft schon vieles gut, aber es fehlen Langzeitdaten –
und es gäbe Potenzial für die anderen Gelenke, vor allem für das Handgelenk.
■ Nutzerfreundliche Planungssoftware samt kaum einschränkt. Beim Grund- Ein Fingerknochen ist so klein, dass sich
nicht ideal, so dass Mediziner hier eher
auf Implantate zurückgreifen würden.
■ Welche Implantate kommen hierfür in
Frage?
Implantate für die Fingergelenke haben
seit den 60iger Jahren eine Entwicklung
durchlaufen. Zunächst waren silikonbasierte
so genannte Platzhalter oder
Spacer der Goldstandard. Sie hatten eine
längliche Form und wurden mit zwei
Zapfen in die Fingerknochen ober- und
unterhalb des entfernten Gelenks eingeführt.
Ein elastischer Bereich in der
Prof. Dr. med. Jörg van Schoonhoven ist
Mitte übernahm die Biegefunktion. Das
Generalsekretär der Deutschen Gesellschaft
hat gut funktioniert, allerdings ließ die
für Handchirurgie und Chefarzt an der
■ Herr Professor van Schoonhoven, wo Elastizität des Mittelteils mit der Zeit
Klinik für Handchirurgie am Rhön-Klinikum
Campus Bad Neustadt
werden Implantate an der Hand genutzt? nach. Auch traten Entzündungen als
Wie alle Gelenke im Körper können
auch die zahlreichen Gelenke der Hand
durch Arthrose, Entzündungen oder
Unfälle so weit geschädigt sein, dass
starke Schmerzen oder Funktionseinschränkungen
eine Behandlung erforderlich
machen. Dafür gibt es verschiedene
Möglichkeiten: eine Teilentfernung
des Gelenks – die heute kaum
noch ausgeführt wird –, eine Versteifung
des Gelenks oder ein Gelenk ersatz
Folge des Silikon-Abriebs auf. In den
80iger Jahren kamen Implantate auf,
die das Prinzip der Endoprothesen für
Knie und Hüfte aufgriffen und als längerfristiger
echter Gelenkersatz bezeichnet
werden können. Aus einer Vielzahl
an Modellen mit unterschiedlichen
Materialien und Formen hat sich die
Variante mit einem Schaft aus Titan
durchgesetzt, der Gelenkflächen aus
Titan und Polyethylen trägt. Der Schaft
IHR STICHWORT
durch Implantate. Welche Therapie in ist so gestaltet, dass er in den Knochen
Frage kommt, hängt davon ab, welches einwächst– da sich die kleinen Strukturen
■
■
■
Implantate für Gelenke in der Hand
Lösungen für Fingergrundgelenk und
Handgelenk fehlen bisher
Mangel an Langzeitdaten
Gelenk betroffen ist. Jeder Finger zum
Beispiel hat drei Gelenke: das Grund-,
das Mittel- und das Endgelenk. Letzteres
wird bei Problemen meist versteift,
da das die Funktion der Hand insgetieren
im Fingerbereich für das Einzemen-
nicht eigenen.
■ Welche Anforderungen müssen solche
Implantate erfüllen?
und Mittelgelenk ist eine Versteifung wenig Knochen entfernen lässt, um
(Bild: Deutsche Gesellschaft für Handchirurgie)
Hersteller sollten zeigen,
dass neue Prothesen auch
langfristig einsetzbar sind
14 medizin&technik 03/2020
Platz für ein Implantat zu schaffen. Daher
müssen die Prothesen filigran sein,
aber stabil genug, um hohe Belastungen
auszuhalten, wie sie beispielsweise
beim Tragen einer Kiste entstehen. Sie
müssen haltbar sein, dürfen nicht verschleißen
und sich auch nicht lockern.
■ Wie gut erfüllen heutige Prothesen
diese Anforderungen?
Es gibt zwar genug Fälle, um das zu untersuchen,
bisher aber leider keine
Langzeitstudien zu Fingergelenkprothesen.
Meiner Meinung nach wäre das eine
ethische Verpflichtung, der die Hersteller
nachkommen müssten, um zu
zeigen, dass ihre Produkte die Erwartungen
erfüllen und sich der finanzielle
Aufwand für einen Gelenkersatz im Solidarsystem
lohnt. Künftige Endoprothesenregister
können dazu sicher auch
Ergebnisse liefern. Aus meiner persönlichen
Erfahrung würde ich sagen, dass
die verschiedenen am Markt verfügbaren
Implantatsysteme für die Hand jeweils
Vor- und Nachteile haben. Wenn
man die jeweiligen Indikationen und
Contraindikationen beachtet, sind sie
mittelfristig – also über einen Zeitraum
von etwa fünf Jahren – zuverlässig.
■ Wie oft werden Gelenke im Hand -
bereich durch Implantate ersetzt?
Das erbliche Risiko für eine Polyar -
throse, also eine verschleißbedingte
Gelenkschädigung, ist relativ verbreitet.
Am häufigsten betroffen sind die Mittelgelenke
der Finger, für die es die beschriebenen
Prothesen gibt. Operiert
wird aber nur, wenn es keine andere
Option gibt. Insgesamt sind die Fallzahlen
relativ hoch. Nicht ganz so häufig
Wenn der Knorpel schwindet
sind Schädigungen am Fingergrund -
gelenk. Diese schränken die Funktion
der Hand auf Grund ihres Bewegungsumfanges
aber stark ein. Um Schäden
an diesen Gelenken operativ zu behandeln,
gibt es bisher leider keine zufriedenstellenden
Lösungen. Gleiches gilt
für das Handgelenk, dessen Bewegungen
auf einem komplexen Zusammenspiel
aller Handwurzelknochen mit
Bändern und Muskeln beruhen. Hierfür
wären Weiterentwicklungen bisheriger
Endoprothesen wünschenswert, aber
das ist eine Herausforderung.
Arthrose ist eine chronisch fortschreitende,
degenerative Gelenkerkrankung, bei
der die Knorpelschicht eines Gelenks
durch Abnutzung geschädigt und allmählich
zerstört wird. Ursachen für Arthrose
können Verletzungen, Fehlbelastung
oder Übergewicht sein. An der Hand
betrifft Arthrose vor allem die Fingerendund
Mittelgelenke und das Daumensattelgelenk.
Häufig tritt die Erkrankung an
mehreren Gelenken auf, dann spricht
man von Polyarthrose. Arthrose ist nicht
heilbar. Mit gezielter Therapie können jedoch
Schmerzen gelindert sowie Beweglichkeit
und Kraft verbessert werden.
Gelenke machen die Hand flexibel, aber
Schmerz schränkt den Patienten ein
■ Wie sinnvoll sind patientenspezifische
Implantate in diesem Zusammenhang?
Bisher haben wir für die Mittelgelenke
Standardimplantate in verschiedenen
Größen zur Verfügung. Allerdings werden
hier symmetrische Verhältnisse am
Gelenk vorausgesetzt. Bei fortgeschrittener
Arthrose sind die Gegebenheiten
durch die Abnutzung oft stark asymmetrisch.
In solchen Fällen wären patientenindividuelle
Implantate hilfreich. Das
gilt aber nur, wenn die Software und
die Planungstools drumherum so gestaltet
sind, dass ein durchschnittlicher
Chirurg sie mit sinnvollem zeitlichen
Aufwand nutzen kann.
■ Welche Entwicklungen wären für die
Handchirurgie wünschenswert?
Ideal wäre es, wenn wir ein so weit standardisiertes
Tool hätten, dass ich nur
noch den CT-Datensatz des Patienten
eingeben müsste und dann der Rechner
die restliche Planung übernimmt – und
das Ganze noch bezahlbar. (lacht) Das
ist natürlich viel verlangt. Aber man
muss sich solche Dinge wünschen, damit
Entwicklungen in Gang kommen.
Dr. Birgit Oppermann
birgit.oppermann@konradin.de
Über die Deutsche Gesellschaft für Hand -
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03/2020 medizin&tec hn i k 15
TITELTHEMA
Frugale Medizintechnik:
Einfach passend gemacht
Produktentwicklung I Frugale Produkte und Dienstleistungen sind einfach, günstig,
funktional und konsequent auf den Anwender ausgelegt. Das verspricht auch für die
Medizintechnik gute Geschäfte und völlig neue Märkte – nicht nur in Schwellenländern.
Wenn man es richtig macht.
16 medizin&technik 03/2020
(Bild: ankabala/stock.adobe.com)
Krise als Chance nutzen
Die Coronakrise hat die Entwicklung
frugaler Medizinprodukte
wieder beschleunigt.
Susanne Schwab
Das neue Coronavirus hat sich innerhalb
weniger Wochen zu einer der
größten Herausforderungen für die Gesundheitssysteme
auf der ganzen Welt
entwickelt: Nicht nur in den Entwicklungsländern
fehlt es an ausreichend medizinischen
Systemen für die Patientenversorgung.
Auch in den westlichen Industrienationen
machte sich die Not an
Beatmungsgeräten, Diagnosetests und
Mund-Nasen-Schutzmasken in vielen Bereichen
schmerzlich bemerkbar.
Natürlich ist eine Pandemie kein
Grund für die Entwicklung frugaler Medizinprodukte.
Aber das Fehlen dringend
benötigter Produkte in Kombina tion mit
Lieferengpässen wichtiger Komponenten
rund um den Globus wirft einen neuen
Blick auf die Fertigung von Medizintechnik
in ressourcenbeschränkten Situationen.
Entstanden sind in dieser Zeit darum
eine Vielzahl an Entwürfen und Prototypen
von Gesundheitstechnologien und
medizinischen Geräten, die, wie Dr. Petra
Blumenroth von Bayern Innovativ erklärt,
einen deutlichen frugalen Ansatz zeigen –
und nicht nur in Entwicklungs- und
Schwellenländern zum Einsatz kommen
können.
IHR STICHWORT
■ Innovative Produktentwicklungen
■ Schwellenländer im Fokus
■ Angepasste Funktionalitäten
■ Coronakrise als Beschleuniger
■ Strategische Ziele definieren
Neu gedacht, einfach gemacht:
Frugale Produkte bieten hohe Qualität,
angepasst an den Bedarf, zu
vergleichsweise niedrigen Preisen
„Situationen wie die Coronakrise können
zum Umdenken in der Produktentwicklung
anregen: Brauchen wir tatsächlich
überall Hightech-Geräte? Geht es
nicht auch einfacher, treffender?“, gibt
Blumenroth zu bedenken, die seit 2017
den Aufbau der Koordinierungsstelle
„Frugale Innovationen“ bei Bayern Innovativ
in Nürnberg verantwortet. „Viel
wichtiger ist es doch zu überlegen, was
das eigentliche Problem ist und wie ich es
mit möglichst wenig Ressourcen lösen
kann. Dann“, so Dr. Blumenroth, „entstehen
frugale Innovationen“ – also Produkte
im unteren und mittleren Preissegment,
die im Nutzungskontext erschwinglich
oder deutlich günstiger zu erwerben
oder als Services zu nutzen sind.
Erreicht wird dies beispielsweise durch
das Weglassen überflüssiger, vom Kunden
nicht genutzter Funktionen und Merkmale.
„Aber nicht durch einfaches ‘Abspecken‘,
sondern über spezifische Neuentwicklung
von Produkten oder Lösungen
mit Fokus auf die Anforderungen des jeweiligen
Einsatzes“, so die Expertin, die
im bayrischen Netzwerk Unternehmen
bei ihren Innovationsprozessen begleitet.
Mit Hilfe von Beratungen, Vorlesungen
und Vorträgen arbeitet sie daran, den Begriff
„Frugale Produkte“ bekannter zu
machen. „Viele Firmen und Start-ups entwickeln
nämlich tolle Produkte, die genau
die Anforderungen erfüllen, kennen die
Bezeichnung aber nicht.“ Die aktuelle Coronakrise
sieht sie als ein Innovationstreiber
für neue, frugale Produktideen – auch
bei Unternehmen anderer Branchen, die
aufbauend auf vorhandenen Produkten
den Weg in die Medizintechnik suchen.
03/2020 medizin&tec hn i k 17
TITELTHEMA
Dr. Petra Blumenroth verantwortet seit 2017 die Koordinationsstelle
Frugale Innovationen bei Bayern Innovativ
Ein aktuelles Beispiel ist die Viessmann
Werke GmbH & Co. KG: Ausgehend von
der Idee eines Mitarbeiters begann das
Unternehmen, einen Teil seiner Produk -
tion umzurüsten und – zusätzlich zu seinen
Klima- und Energielösungen – auch
Beatmungsgeräte herzustellen. Eine der
Fertigungslinien für Gas-Wandgeräte am
Unternehmensstammsitz im nordhessischen
Allendorf (Eder) wurde dafür innerhalb
weniger Tage umgebaut. „Dass es
überhaupt möglich war, in so kurzer Zeit
ein vereinfachtes Beatmungsgerät entwickeln
zu können, ist dem Aufbau eben jener
Gas-Wandgeräte zu verdanken“, erklärt
Dr. Markus Klausner, Chief Technology
Officer Viessmann Climate Solu -
tions: Die innerhalb von gerade einmal
(Bild: Bayern Innovativ)
drei Wochen entwickelten Beatmungs -
geräte nutzen ausschließlich Teile, wie
beispielsweise den elektronischen Gas-
Luftverbund, die Viessmann in seinen
sonstigen Heizungsgeräten und Wärmepumpen
einsetzt. Zum anderen verfüge
man über eine sehr flexible Fertigung, die
in kürzester Zeit auf die neuen Anforderungen
angepasst werden konnte.
Die Entwicklung der Beatmungsgeräte
erfolgt in enger Abstimmung mit Medizinern
des Luisenhospitals, dem Akademischen
Lehrkrankenhaus der Medizinischen
Fakultät und dem E.ON Energy Research
Center der RWTH Aachen sowie
weiteren Krankenhäusern. Die kompakten
Geräte sind mobil einsetzbar und
nicht zwangsläufig auf die technische Infrastruktur
eines Krankenhauses angewiesen,
weil sie wahlweise über die Sauerstoffversorgung
der Klinik betrieben
werden können oder auch als Lösung mit
angeschlossener Sauerstoffflasche. „Viele
Länder haben derzeit eine große Knappheit
an Beatmungsgeräten“, sagt Dr.
Klausner. „Wir stehen mit ausgewählten
Behörden bereits in Kontakt, um lokale
Einsatzmöglichkeiten in Entwicklungsländern
zu prüfen.“ Für einen Einsatz der
Beatmungsgeräte arbeitet das Unternehmen
aktuell an einer Sonderzulassung.
„Anschließend wäre eine Produktion von
über 600 Stück pro Tag realisierbar“, so
Technikvorstand Dr. Klausner.
Einfach und günstig, aber
nicht qualitativ minderwertig
Entstanden aus einer Idee und dem Bewusstsein
für gesellschaftliche Verantwortung
sowie durch den Einsatz der Mitarbeiter,
mit vorhandenen Mitteln eine
praktische, robuste und kostengünstige
Lösungen zu schaffen, erfüllt das Beatmungsgerät
von Viessmann nahezu alle
Kriterien, die auch Oliver Knapp, Senior
Partner bei der Roland Berger GmbH,
Stuttgart, für frugale Innovationen definiert.
„Frugale Produkte und Dienstleistungen
sind günstig, einfach zu bedienen
und konsequent auf die Anwendungsart
und -umgebung ausgelegt. Dabei sind sie
nicht weniger leistungsfähig als mögliche
Vorbilder aus dem Westen oder aus entsprechenden
Hightech-Segmenten. Und
am besten entstehen sie auf einem weißen
(Bild: Viessmann)
Die Serienfertigung des
mobilen Beatmungsgeräts
von Viessmann findet in
Allendorf (Eder) statt
18 medizin&technik 03/2020
Oliver Knapp ist Senior Partner bei Roland Berger und Autor
der Studie Frugale Lösungen
Blatt Papier“, erklärt Knapp, der sich bei
Roland Berger seit vielen Jahren mit frugalen
Innovationen beschäftigt.
Frugale Innovationen bieten Unternehmen
die Chance, neue Wachstumsmärkte
wie den der zunehmenden Mittelschicht
in Schwellenländern zu erschließen.
Nach einer Studie der Unternehmensberatung
werden diese Entwicklungen deshalb
innerhalb der nächsten Jahre massiv
an Bedeutung gewinnen – sowohl hinsichtlich
der Umsätze als auch in Bezug
auf ihre Profitabilität. Aber auch Anbieter
aus dem Ausland setzen verstärkt auf frugale
Produktlösungen. Durch den Marktdruck,
der daraus entsteht, entwickeln
sich die Produkte weiter, bekommen neue
Funktionen und beginnen dann, mit Produkten
aus den höheren Preissegmenten
zu konkurrieren.
Für ein Unternehmen sei es deshalb
wichtig, frühzeitig eigene Ziele, den so genannten
Strategic Intent, zu definieren,
erklärt Knapp: Wolle man neue Geschäftsfelder
erschließen und Wachstum
in den mittleren und unteren Marktsegmenten
erzielen? Oder das eigene hochwertigere
Produktportfolio schützen, indem
man das darunter liegende Segment
besetzt? Zudem könne es für Unternehmen
eine Möglichkeit sein, die Einstiegshürden
für neue Produkte zu senken, um
Interessenten später auch für hochpreisigere
Produkte gewinnen zu können.
Um die Fragen nach dem Strategic Intent
beantworten zu können, müssen Unternehmen
jedoch ihren Zielmarkt definieren
und die Anforderungen der Abnehmer
kennen: „Wer in den Markt will, muss
seine Produkte an den Markt anpassen,
(Bild: Roland Berger)
auf die Kosten achten – und vor allem den
Kunden stärker einbinden.“ Das sei besonders
in Schwellenländern wichtig.
Dass dies selbst bei Unternehmen
schwierig sein kann, die in einem Schwellenland
heimisch sind, belegt das bekannte
Beispiel des Kleinwagens Nano aus dem
indischen Autokonzern Tata: Der Nano
entsprach allen Sicherheitsanforderungen,
hatte einen geringen Verbrauch, eignete
sich ideal für den Stadtverkehr und
kostete umgerechnet gerade einmal 2000
US-Dollar. Um die Kosten gering zu halten,
verzichtete Tata jedoch auf Klimaanlage
und Radio und verbaute nur einen
Scheibenwischer. Das Auto war ein Flopp:
Die indische Mittelschicht wollte zwar ein
Auto haben, das billig ist, aber keines,
dem man das sofort ansah.
Medizintechnik ist Vorreiter bei
frugalen Innovationen
Und das ist die größte Herausforderung
für die Unternehmen: „Für westliche Firmen,
die in Schwellenländern Fuß fassen
wollen, ist es deshalb schon aus Kostengründen
entscheidend, den anvisierten
Markt genau zu untersuchen“, rät Knapp.
Die Medizintechnik ist hier Vorreiter,
denn frugale Produkte gehören in vielen
dieser Länder seit langem zur medizinischen
Versorgung dazu.
Die Drägerwerk AG & Co. KGaA, Lübeck,
engagiert sich beispielsweise seit
vielen Jahren mit kostengünstigen und an
die jeweiligen Umgebungsbedingungen
angepassten Produkten in den Emerging
Markets. Im Januar letzten Jahres brachte
das Unternehmen als Lizenznehmer das
Seattle PAP für Neugeborene auf den
Studie zu Frugalen
Innovationen
Innovationsprozesse gewinnen für
westliche Unternehmen drastisch
an Bedeutung. Dazu gehört auch die
der Entwicklung frugaler Produktlösungen
in den Emerging Markets,
um neue Marktsegmente zu erschließen
und Geschäftsmodelle zu
entwickeln. In einer mehr als zweijährigen
Projektphase haben Akteure
aus Beratung, Wissenschaft und
Unternehmenspraxis ein Framework
entworfen, das als Fundament
derartiger Initiativen dient.
Die Unternehmensberatung Roland
Berger begleitet branchenübergreifend
Projekte zur Entwicklung frugaler
Produktlösungen von der Konzeption
bis zur fertigen Produktstrategie.
Gemeinsam mit dem Institut
für Technologiemanagement an der
Universität St. Gallen (ITEM–HSG)
wurde die Studie „Frugal: Einfach eine
intelligente Lösung“ erstellt.
Das Schweizer Institut befasst sich
detailliert mit den theoretischen
Grundlagen erfolgreichen Innova -
tionsmanagements und hat zahl -
reiche Umsetzungsfälle aus der
Praxis zusammengetragen.
www.rolandberger.com
Markt, das in den USA für die Behandlung
von Atemnotsymptomen bei Säuglingen
und Kindern entwickelt wurde. Es erfüllt
den Bedarf für ein erschwingliches, einfach
zu bedienendes und leicht zu wartendes
Atemunterstützungssystem in den
Ländern, in denen es nur begrenzt Ressourcen
und Zugang zu wirksamen Methoden
und Geräten zur Atemunterstützung
gibt. „Und selbst, wenn die entsprechende
Technik vorhanden ist, fehlt es oft
an Personal, das über die erforderlichen
Fähigkeiten und Kenntnisse über die Ausrüstung
verfügt“, erklärt Stefanie Wagner,
Senior Product Manager bei Dräger.
Das Seattle PAP sei deshalb einfach in
der Handhabung. Es ist gebrauchsfertig
und in wenigen Arbeitsschritten einsatzfähig.
„Das Krankenhaus-Personal kann
das System ohne aufwendige Schulungen
03/2020 medizin&tec hn i k 19
Frugale
Strömungen
Das Atemunterstützungssystem für Neugeborene, Seattle PAP, soll vor allem in
Schwellenländern zum Einsatz kommen
einsetzen. Zudem reduziert es als Einwegartikel
das Risiko von Infektionen“, so
Wagner. Dräger biete mit der Lösung erstmals
eine Technologie für Wachstumsmärkte
an, die in ihre Infrastruktur für die
Gesundheitsversorgung investieren.
Auch andere große Medizintechnikhersteller
wie Siemens, GE Healthcare
oder Philips haben auf die jeweiligen
Märkte und Einsatzgebiete abgestimmte
vereinfachte, aber funktionale Medizinprodukte.
„Vertrieben werden diese Produkte
häufig unter dem eigenen bekannten
Markennamen und zeigen dadurch,
dass bei der Qualität keine Kompromisse
gemacht werden“, erklärt Oliver Knapp.
Ein EKG habe dann nur kein Touch-Pad
oder verzichtet auf Funktionen, die für
das Gerät nicht werthaltig sind. Alternativ
können unterschiedliche Markennamen
am Zielmarkt eigenständig funktionieren,
unabhängig von der Originalmarke, um
diese nicht zu kannibalisieren.
Einfacher funktioniert das für Startups,
die mit einer neuen Idee und einem
neuen Namen auf den Markt kommen.
Aber auch hier brauchen Entwickler einen
langen Atem, bis ihre Lösung als Medizinprodukt
eingesetzt werden kann.
Weitere Informationen
Über die Koordinationsstelle:
www.bayern-innovativ.de
Über den Medizintechnikhersteller:
www.draeger.com
Über das Start-up:
www.3a-diagnostics.de
So oder so: „Unternehmen, ob Startups
oder Konzerne, müssen, um frugal erfolgreich
zu sein, ihre Produkte neu denken“,
sagt Dr. Petra Blumenroth von Bayern
Innovativ und verweist auf die Idee eines
Start-ups aus Frickenhausen. Die ist
so einfach wie genial: Ein Kaugummi, der
nach kurzer Zeit eine Infektion im Mundund
Rachenraum erkennt. Entsteht beim
Kauen ein bitterer Geschmack, ist klar:
Hier vermehren sich gerade unerwünschte
Bakterien. Ein Arzt kann schnell die
passende Behandlung einleiten. Das Verfahren
ist einfach und überall anwendbar.
Frugales Diagnosemittel auf
dem Weg zur Zulassung
Der Kaugummi könnte künftig Krankheiten
wie Scharlach oder eine beginnende
Zahnfleischentzündung, bei denen sich
Erreger im Speichel nachweisen lassen,
zu einem frühen Zeitpunkt anzeigen, erklärt
Prof. Lorenz Meinel. Meinel ist Inhaber
des Lehrstuhls für Pharmazeutische
Technologie und Biopharmazie an der Julius-Maximilians-Universität
Würzburg
(JMU). Bereits 2011 hatte er mit der Arbeit
an dem Kaugummi begonnen.
Dass dieser nun tatsächlich in absehbarer
Zeit in Apotheken erhältlich wird, ist
Aufgabe von Dr. Heinrich Jehle als geschäftsführender
Gesellschafter des Frickenhausener
Biotech-Start-ups 3a-Diagnostics
GmbH. Noch in diesem Jahr sollen
die ersten Studien an Patienten laufen.
Dann hoffen Jehle und sein Team auf die
Zulassung des Kaugummis als Medizinprodukt
durch die Behörden.
Susanne Schwab
susanne.schwab@konradin.de
(Bild: Drägerwerk)
Frugale Innovationen sind Lösungen,
die passgenau auf die Bedürfnisse einer
bestimmten kostensensitiven
Kundengruppe zurechtgeschnitten
sind. Dieser gemeinsame Nenner umfasst
fünf Strömungen, die das Zentrum
für Frugale Produkte und Produktionssysteme
(ZFP) am Fraunhofer
IAO im zusammengefasst hat:
■ Corporate Frugal beschreibt Innovationsaktivitäten
von Firmen, die
auf die strukturierte Entwicklung
reduzierter Lösungen abzielen, oft
als Ergänzung zu einem vorhandenen
hochpreisigen Portfolio.
■ Eine Jugaad Innovation, auch
Grassroot Innovation oder Grassroot
Frugal genannt, ist eine improvisierte
Lösung, die mit limitierten
Ressourcen entwickelt wird. In den
Industrienationen finden sich solche
Lösungen beispielsweise in der
Do-It-Yourself-Bewegung.
■ Lösungen für emergente Märkte,
die für den Vertrieb in entwickelten
Ländern angepasst werden, bezeichnet
das Phänomen Reverse
Innovation . Dies können beispielsweise
medizinische Geräte mit reduzierten
Funktionalitäten für Ärzte
in Schwellenländern sein, die
später auch in Arztpraxen der Industrienationen
als Zweitgeräte
eingesetzt werden.
■ Frugale Innovationen, die auf eine
Verbesserung der Lebensbedingungen
von Menschen in Schwellenländern
abzielen, werden als
Inclusive Innovation bezeichnet.
www.iao.fraunhofer.de
Online
weiterlesen
Über frugale Innovationsprozesse und
welchen Einfluss frugale Lösungen
auf Geschäftsmodelle haben, lesen
Sie mehr im Online-Magazin unter
www.medizin-und-technik.de/
onlineweiterlesen
20 medizin&technik 03/2020
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03/2020 medizin&tec hn i k 21
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■ [ TECHNIK ]
Methode zeigt, was der Mediziner
vom Medizinprodukt wirklich will
Entwicklung von Medizinprodukten | Gezielte Interviews mit wenigen Experten reichen aus,
um Verbesserungspotenziale für Medizinprodukte zu erkennen. Nach der so genannten Acta-
Methode setzt die österreichische Vocationeers GmbH diese Erkenntnis in die Praxis um.
Beim Verbessern von Medizingeräten
spielen viele ergonomische und anwendungsspezifische
Aspekte eine Rolle.
Doch leider kann oft nicht einmal der Mediziner
selbst genau in Worte fassen, wie
ein Medizingerät gestaltet sein sollte, damit
er damit besser arbeiten kann. Gewohnheiten,
Erfahrungen und das Unbewusste
oder Nicht-mehr-Bewusste – all
das beeinflusst ihn. Mit dem so genannten
kognitiven Modell aber können Produktverantwortliche
wie auch Entwickler den
Wünschen auf die Spur kommen, eventuell
unterstützt durch Berater.
Die Robotik in der Chirurgie zeigt, wie
das Modell weiterhilft. Automatisierte Lösungen
hatten es lange Zeit schwer, Fuß
IHR STICHWORT
■
■
■
■
Was Mediziner von Geräten erwarten, ist manchmal nicht leicht zu formulieren.
Die Acta-Methode soll diese Wünsche erkennbar machen
Kognitive Methode – eine Variante ist
besonders für die Praxis interessant
Ergebnisse mit wenigen Experten
Unerwartete Erkenntnisse
Für verschiedene Bereiche geeignet
(Bild: auremar/stock.adobe.com)
zu fassen, da oft das Verbesserungspotenzial
gegenüber manuellen Eingriffen
nicht hoch genug war und Risiken überschätzt
wurden. Die Hürden, die hier zu
überwinden waren, lassen sich am besten
aus psychologischer Sicht erklären.
Eine solche Hürde ist die „Ironie der
Automation“: So sollte der Roboter die
Operationen zumindest in Teilschritten sicherer
machen. Dafür übernahm er wichtige
Schritte wie das Fräsen oder Bohren.
Der Chirurg überwachte ihn. „Dies führt
jedoch dazu, dass der Chirurg ein geringeres
Situationsbewusstsein für den aktuellen
Operationsbereich hat“, sagt Dr.
Norman Geissler, Psychologe und langjähriger
Forscher im Forschungszentrum
„Innovative Surgical Training Technologies“
(ISTT) der Hochschule für Technik,
Wirtschaft und Kultur (HTWK) Leipzig.
Das ISTT ist eines der wenigen Zentren,
das über viele Jahre in diesem Bereich
geforscht hat. „Wenn es dann Komplikationen
gibt, deretwegen der Chirurg
die folgenden Schritte der Operation wieder
selbst übernehmen soll, ist er, der vorher
eher unbeteiligt war, eigentlich unsicherer,
als wenn er selbst operiert hätte –
zumindest aus systemischer Sicht.“ Kognitive
Modelle berücksichtigen solche
Effekte, und inzwischen gibt es mehr als
einhundert Modelle, die sich in Details
unterscheiden. Eines, das vergleichsweise
einfach anzuwenden ist, wurde 1998 als
so genannte Angewandte Cognitive Task
Analysis (Acta) vorgestellt und von Laura
Militello und Robert Hutton in Dayton,
Ohio, USA, entwickelt.
Psychologische Einblicke in die
Mensch-Maschine-Interaktion
Acta nutzt „qualitative“ Forschungsansätze.
Beobachtungen oder halb-standardisierte
Tiefeninterviews ersetzen die üblichen
Umfragen oder Kurzinterviews. Die
Beobachtungs- und Interviewprotokolle
werden Wort-für-Wort transkribiert und
als Text ausgewertet – und eben nicht, wie
sonst, statistisch. So bekommt man tiefere
Einblicke in die Psychologie der Mensch-
Maschine-Interaktion, sowie in die Expertise
des anwendenden Arztes oder des
medizinischen Personals.
Um die Acta durchzuführen, sind mehrere
Schritte erforderlich:
• Erstellen einer üblichen Task- oder
Workflow-Analyse.
• Wissens-Auditierung durch Beobachtungsprotokolle
oder halb-standardisierten
Interviews. Dabei werden Prozesse
mit Experten analysiert und nach
Verbesserungspotenzialen abgeklopft.
Die „Aspekte der Expertise“ wie „Job
Smarts“, oder das „große Ganze“ (Big
Picture) oder die „Selbstbeobachtung“
(Self-Monitoring) und viele Weitere
sind dabei zu beachten.
• Simulations-Interviews, bei denen
Kunststoffmodelle, virtuelle Modelle
oder mathematische Simulationen eingesetzt
werden.
• Auswertung der vorhergehenden
Schritte und Erstellen einer Tabelle so
genannter „Cognitive Demands“ –
dabei hilft eine QDA-Software für die
qualitative Daten-Analyse, die die
22 medizin&technik 03/2020
Erkenntnisse aus der Wissens-Auditierung
und den Simulations-Interviews
auswertet.
Die Methode soll Intuition und Erfahrung
mehrerer Experten durch gezieltes
Nachfragen und Vergleichen systematisch
erfassen. Sie geht also über die Abfrage
einzelner Expertenmeinungen hinaus
und führt auch weiter als ein Optimieren,
dass sich ausschließlich an quantitativen
Marketing- oder Marktdaten orientiert.
Die qualitative Methodik ist ein wissenschaftliches
Verfahren, das durch das
Acta-Prinzip praktisch anwendbar wird.
Weitere Informationen
Ein Buch mit wissenschaftlichen
Hintergründen zur Methode:
Qualitative Sozialforschung: Eine
Einführung, Uwe Flick,
Rowohlt Taschenbuch;
9. Auflage, 2007
Erfahrungen damit hat die österreichische
Vocationeers GmbH in Hallein.
Ihre Mitarbeiter nutzen die Acta-Methode
seit zehn Jahren in der Chirurgie – vor allem
für die Entwicklung von Trainingsprodukten
für die Medizin. Dabei hat sich
gezeigt, dass in der Medizintechnik – insbesondere
in der Chirurgie – bereits mit
sechs bis zehn befragten Experten sinnvolle
Ergebnisse möglich sind, wenn gute
Task- und/oder Workflowanalysen als Basis
vorliegen. Das Datenmaterial lässt sich
kategorisieren und nutzen, um Trainingsprogramme
oder Medizinprodukte zu verbessern.
Bei einem Trainings-Produkt für die
Wirbelsäulenchirurgie konnte so beispielsweise
erkannt werden, dass simulierte
Blutungen für das Training wichtig
sind. Die Entwickler wollten dies in das
Produkt einbauen, die klinischen Berater
wollten den Entwicklungszweig kippen.
Acta lieferte den „Beweis“, dass die Darstellung
der Blutungen auch aus chirurgischer
Sicht großen Sinn ergibt.
Auch Bernhard Eder, Produktportfolio
Manager bei der W&H Dentalwerk Bürmoos
GmbH, Österreich, hat die Acta-Methode
erfolgreich in Kooperation mit Vocationeers
eingesetzt und implantologisch
tätigen Zahnärzten von Januar bis
März 2020 befragt. Laut Eder ließen sich
damit wichtige Detailerkenntnisse für das
geplante Education-Produkt gewinnen,
die er in einer solchen Tiefe nicht erwartet
hätte. „Wir konnten sozusagen in die
Köpfe der Zahnärzte eintauchen und unsere
Schlüsse ziehen. Die gewonnenen Erkenntnisse
sind oft auf den ersten Blick
nur Kleinigkeiten, jedoch im Gesamtkontext
macht es genau den Unterschied in
der Differenzierung zu bestehenden Angeboten.“
Geeignet ist der methodische
Ansatz auch für die Analyse von Interaktionen
zwischen Personal und Maschinen
oder Geräten.
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medizinische
Anwendungen
ZORN Maschinenbau GmbH
Höllstraße 11 · 78333 Stockach
www.zorn-maschinenbau.com
MIKROZERSPANUNG
DRAHTVERARBEITUNG
REINRAUMANWENDUNGEN
03/2020 medizin&tec hn i k 23
■ [ TECHNIK ]
Peek-Filament für
gedruckte Implantate
Ein 3D-druckfähiges Peek-Filament als so genanntes
„Implant-Grade“ für den Medizinbereich hat Evonik
vorgestellt. Damit können individuelle Kunststoff-Implantate
additiv gefertigt werden.
Ein Peek-Filament mit dem Handelsnamen Vestakeep i4 3DF,
das auf dem hochviskosen Hochleistungskunststoff Vestakeep
i4 G basiert, hat das Spezialchemieunternehmen Evonik als
so genannten „Implant-Grade“-Werkstoff auf den Markt gebracht.
Das Produkt ist laut Anbieter biokompatibel, biostabil,
röntgentransparent und lässt sich einfach verarbeiten. Das Filament
wird unter Reinraumbedingungen hergestellt und anschließend
dem Qualitätsmanagement für Medizinmaterialien
unterzogen.
Das Hochleistungsmaterial wurde für das additive Fertigungsverfahren
Fused Filament Fabrication (FFF) entwickelt. Mit einem
Durchmesser von 1,75 mm wird das Peek-Filament in Naturfarbe
auf Spulen zu je 250 g oder 500 g aufgewickelt, die in
üblichen FFF-3D-Druckern für Peek-Materialien direkt eingesetzt
werden können. Ein Anbieter solcher Drucker ist die
Münchner Kumovis GmbH.
Mit einem Durchmesser von 1,75 mm wird das Peek-Filament in
Naturfarbe auf 250-g- beziehungsweise 500-g-Spulen aufgewickelt
„Mit der Entwicklung unseres ersten 3D-druckfähigen Implantatmaterials
eröffnen wir der modernen Medizintechnik neue
Möglichkeiten zur individuellen Behandlung von Patienten, etwa
im Bereich der Orthopädie oder der Kiefer- und Gesichtschirurgie“,
sagt Marc Knebel, Leiter des Marktsegments Medical Devices
& Systems bei Evonik. Hochleistungsmaterialen wie das
Vestakeep Peek gehören laut Knebel zu den Grundvoraussetzungen
für neue Ansätze bei der additiven Fertigung in der Medizintechnik
– neben der komplexen Hard- und Software und der Abstimmung
zwischen Material und Maschine. „Daher“, sagt Knebel,
„werden wir unser Produktportfolio an 3D-druckfähigen
Biomaterialien sukzessive erweitern.“
Neben dem „Implant-Grade“ bietet Evonik das Peek-Filament als
so genanntes „Testing-Grade“ an. Die Produkteigenschaften sind
identisch mit dem „Implant-Grade“-Werkstoff, doch fehlt die für
die Medizintechnik zulassungsrelevante Dokumentation.
(Bild: Evonik)
Biologische Anwendungen
Hochauflösender 3D-Drucker ermöglicht Serienfertigung
von Mikrobauteilen
Zentrum für 3D-Druck
Anlaufstelle für Fragen
zur additiven Fertigung
(Bild: Up Nano)
Das Gründerteam des Wiener Hightech-
Unternehmens Up Nano GmbH will mit
seiner Neuentwicklung Nano One die Produktion
von leistungsstarken Komponenten
in Mikro-bis Mesogröße ermöglichen.
Die Wild Gruppe, Völkermarkt/Österreich,
unterstützte in der Gehäusekonstruktion
und mit Optik-Know-how.
Der hochauflösende 3D-Drucker soll für
die Fertigung kleister Teile in Serie eingesetzt
werden. Der patentierte Prozess ist
dabei bis zu 100-mal schneller als der bisherige
Marktstandard. Das sei ein entscheidender
Aspekt, wenn es um biologische
Anwendungen geht, so das Unternehmen.
Um höchste Präzision zu erreichen,
setzt Up Nano auf das Prinzip der
2-Photonen-Polymerisation (2PP). Dabei
härtet ein Ultrakurzpuls-Laser Photopolymere
direkt im Materialvolumen aus. Allerdings
nur im Fokuspunkt – überall
sonst bleibt es flüssig. Auf diese Weise lassen
sich feinste Strukturdetails unterschiedlichster
Formen in der Größenordnung
von 100 nm drucken. Die Druck -
geschwindigkeit konnte auf bis zu
20 mm 3 /h erhöht und damit die Herstellung
von Mikrobauteilen erstmals auf eine
wirtschaftliche Basis gestellt werden.
Gleichzeitig wurde der Nano One mit Unterstützung
von Wild und deren Netzwerkpartnern
so optimiert, dass er als
Desktopgerät selbst im kleinsten Labor
zur Anwendung kommen kann. Dafür
musste der optische Pfad überarbeitet
werden, was eine Kettenreaktion an Änderungen
mit sich brachte. „Aktuell besprechen
wir die Serienüberleitung des
Gerätes“, so Markus Woschitz, Business
Developer bei Wild.
Für die Erforschung, Weiterentwicklung
und Nutzung des 3D-Druckes als Zukunftstechnologie
hat die Universität Bayreuth
die Forschungsstelle Campus Additive.Innovationen
(CA.I) gegründet. Die
interdisziplinäre Vernetzung sei in Bayern
und Deutschland einzigartig, heißt es:
Wissenschaftler aus fünf Fakultäten und
mehr als 20 Lehrstühlen arbeiten gemeinsam
an innovativen Lösungen für alle Industriezweige.
Zugleich kooperieren sie
branchenübergeifend mit Unternehmen
im regionalen Umfeld, die im CA.I eine
Anlaufstelle für alle Fragen zur additiven
Fertigung finden sollen. Unternehmen
sind eingeladen, die Potenziale und Anwendungen
der additiven Fertigung in
den Labors und Technika auf dem Bayreuther
Campus zu erleben. Gleichzeitig entwickelt
die CA.I im Dialog mit den regionalen
Kammern und der Campus-Akademie
der Universität Bayreuth Angebote
für die schulische, berufliche und wissenschaftliche
Aus- und Weiterbildung.
www.uni-bayreuth.de
24 medizin&technik 03/2020
3D-Druck:
Greifer fühlt mit
3D-Druck inklusive Sensoren | In Greifer lassen sich
schon bei der additiven Fertigung Sensoren für Druck
und Temperatur einlegen. Der solcherart smarte Greifer
geht vorsichtiger mit Teilen um.
Rostfrei.
Sensorintegrierter
Industrie-Greifer
aus additiver
Fertigung
(Bild: Fraunhofer IWU)
Die nächste Generation
moderner Industrie-Greifer
denkt mit: Schon beim
3D-Druck werden feine Sensoren,
die Druck oder Temperatur
messen können, in den
Greifer eingebaut. Die beim
Greifvorgang erfassten Daten
ermöglichen schnellere und
direktere Zugriffe auch an
Stellen eines Werkstücks, die
bisher nicht für das Greifen geeignet
erschienen. Zudem
kann so ein Greifer an unterschiedlich
beschaffenen Stellen
eines Werkstückes ansetzen.
Das spart Platz in der Produktionsanlage.
Forscher des Fraunhofer-
Instituts für Werkzeugmaschinen
und Umformtechnik IWU
haben solche Prototypen erarbeitet.
„Wir kennen und nutzen
die Vorteile der additiven
Fertigung: individuelle An -
passung an den Einsatz in der
Produktionsanlage, komplexe
Geometrien, Gewichtsreduk -
tion oder bionisches Design“,
sagt Dr. Ines Dani, Hauptab -
teilungsleiterin für Funktionsintegration
und Leichtbau am
Fraunhofer IWU.
Mit den neuen Greifern seien
Qualitätssteigerungen möglich,
da nun dünnere Bauteile
als bisher gegriffen werden
können und deren Zustand
mittels Temperaturmessung
bestimmt werden kann. Bei
hitzesensiblen Bauteilen kann
je nach gemessener Temperatur
der Druck des Greifers festgelegt
werden. Besondere Anlagen
zur Temperaturmessung
eines Bauteils entfallen.
Der intelligente Greifer meldet
sich aber nicht nur, wenn der
Greifdruck zu groß ist, sondern
auch, wenn er zu klein ist
und das Bauteil nicht sicher
gegriffen wird. Durch automatisches
Nachregeln lässt sich
verhindern, dass Bauteile herunterfallen.
Das Team um Dr. Dani nutzt
das selektive Laserstrahlschmelzen
(kurz: LBM), um
die metallischen Komponenten
mit geometrischen Besonderheiten
herzustellen. Während
des Prozesses setzt ein
kleiner Roboter die Sensoren
punktgenau und hochstabil
dort ein, wo sie später messen
sollen.
(op)
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03/2020 medizin&tec hn i k 25
■ [ TECHNIK ]
Schädelknochenimplantate müssen passgenau für den Patienten erstellt werden. Integrierte Gitteroder
Schwammstrukturen unterstützen das Zusammenwachsen mit dem körpereigenen Material
(Bild: Protolabs/EOS)
Prototypen für individuelle Implantate
– in wenigen Tagen erstellt
Gedruckte Implantate | Die additive Fertigung ist längst nicht mehr aus der Medizin
wegzudenken. In Form individuell gefertigter Implantate und vielversprechender
Prototypen für die Augen- oder Schädelchirurgie helfen sie Ärzten und Patienten gleichermaßen.
Gefertigt werden sie meist On-Demand.
Wenn die Stichworte 3D-Druck und
Medizintechnologie fallen, gibt es
heute bereits zahlreiche Beispiele, die einem
direkt in den Sinn kommen. Dabei ist
nicht nur die Produktion von medizinischen
Werkzeugen eine Spezialität für
den 3D-Druck; vor allem durch die Herstellung
von Implantaten und neuartiger
Technologie für die Prothetik hat die additive
Fertigung einen hohen Stellenwert
innerhalb der Medizin erlangt.
Die Vorteile der additiven Fertigung
liegen vor allem in der Produktionsweise ,
IHR STICHWORT
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■
Individuelle Implantate
Additiv gefertigte Prototypen
Feine Geometrien, komplexe Formen
Integrierte Strukturen
Biologische Verträglichkeit
die sich grundsätzlich von anderen industriellen
Fertigungsmethoden, wie dem
Spritzguss oder dem CNC-Fräsen, unterscheidet.
Im Gegensatz zu den anderen
Verfahren erlaubt die additive Fertigung
das Herstellen von Geometrien und komplexen
Formen, die sich nicht auf andere
Weise produzieren lassen. Dadurch lassen
sich auch Hohlräume und spezielle Oberflächenstrukturen
verwirklichen, während
das Verfahren zudem wesentlich
kürzere Produktionszeiten als andere Fertigungsmethoden
erlaubt.
ISO-Norm 13485 sichert
Qualität im 3D-Druck
Eines der Anwendungsgebiete, in denen
diese Flexibilität in der Medizin gut ein -
gesetzt werden kann, ist die Herstellung
von Implantaten zum Einsatz im menschlichen
Körper: Da Implantate für möglichst
lange Zeit im Körper verbleiben
müssen, ist es wichtig, dass gesetzliche
Qualitätsanforderungen wie beispiels -
weise auch die ISO-Norm 13485 bei der
Produktion mittels 3D-Drucker eingehalten
werden. Kernanspruch dieser ISO-
Norm ist, dass die produzierten Medizinprodukte
sicher für den Einsatz im
menschlichen Körper und zudem wirksam
sind.
Bereits früh wurde bei Implantaten,
die möglichst individuell gestaltet werden
müssen und zugleich mit herkömmlichen
Mitteln nur schwierig herzustellen sind,
auf die Technologie des 3D-Drucks zurückgegriffen.
Beispiele hierfür sind Orbita-Implantate,
die als künstliche Augenhöhlen
eingesetzt werden, oder sogar
ganze Schädeldecken aus der additiven
Fertigung. Für eine möglichst gute Verträglichkeit
und lange Verweildauer im
menschlichen Körper werden diese Implantate
aus der Titanlegierung Ti6Al4V
hergestellt, einem biokompatiblen Material.
26 medizin&technik 03/2020
Additive Fertigung
ermöglicht für die
Medizintechnik
Geometrien und
Formen, die sich
nicht auf andere
Weise produzieren
lassen
TURNKEY LASER
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(Bild: Protolabs)
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Die Implantate verfügen meist zudem
über integrierte Gitter- und Schwammstrukturen.
Diese lassen sich mittels additiver
Fertigung leichter herstellen, ermöglichen
eine höhere biologische Verträglichkeit
und optimieren damit das Zusammenwachsen
des Implantats mit dem körpereigenem
Material.
On-Demand Fertigung entlastet
Krankenhäuser
In der Medizin ist Zeit oftmals ein entscheidender
Faktor. Wird beispielsweise
ein Schädelknochenimplantat benötigt,
muss dieses möglichst schnell beim Patienten
eingesetzt werden können. Da bei
der additiven Fertigung auf spezielle
Werkzeuge verzichtet werden kann und
die entsprechende Anlage nicht zusätzlich
konfiguriert werden muss, startet der
3D-Druck, sobald die gewünschte Modell-
Datei beim Hersteller eingeht.
Regulär sind es selten die Krankenhäuser,
die einen solchen Auftrag direkt erteilen.
Vielmehr sin des zumeist medizinische
OEMs, die Aufträge an die Hersteller weiterleiten.
Sobald diese Datei beim Hersteller
angekommen ist, wird mit der Fertigung
des Implantates begonnen.
Zusammengenommen mit der Nachbearbeitung,
die bei der additiven Fertigung
erforderlich ist, können damit selbst
hochkomplexe Implantate innerhalb von
zwei bis vier Tagen hergestellt werden.
Nach der Lieferung des Implantates
an das Krankenhaus, können die Mediziner
dort direkt mit der Operation und
dem Einsetzen des Knochenersatzes beginnen.
Aber auch Implantate, die nicht zwingend
maßgefertigt sein müssen, werden
immer häufiger durch additive Fertigung
und On-Demand produziert. Im Fokus
stehen hier Implantate zum Einsatz in der
Wirbelsäule. Da die Variantenvielfalt hier
besonders groß ist, die benötigte Stückzahl
pro Variante allerdings gering bleibt,
ist es für Krankenhäuser wirtschaftlicher,
wenn sie auch bei diesen Implantaten auf
die Fertigung mittels 3D-Druck setzen.
Die benötigten Implantate können dann
Just-In-Time geliefert werden und teure
Lagerungskosten werden vermieden.
Vielversprechende Zukunft für
gedruckte Implantate
Während sich der Einsatz des 3D-Drucks
in der Medizin, und im Speziellen bei Implantaten,
aktuell meist auf Metalle beschränkt,
arbeiten Forscher weltweit bereits
daran, auch biologische Materialien
zu drucken. Neben 3D-gedruckten Schädelknochen
und Prothesen könnten in Zukunft
also auch Organe und Haut aus dem
Drucker in der Medizin zum Einsatz kommen.
Bereits heute ist klar, dass die additive
Fertigung aus der Medizin nicht mehr
wegzudenken ist.
■
Tobias Fischer
Protolabs, Feldkirchen
www.protolabs.de
03/2020 medizin&technik 27
■ [ TECHNIK ]
Handorthese liefert Greifkraft
durch Kugelgewindetriebe
Antriebe für Exoskelette | Um die Hand von Patienten beim Greifen zu unterstützen,
liefert die Ironhand zusätzliche Kraft. Sensoren in den Fingern erkennen, wie fest
etwas gehalten werden soll. Die Drehbewegungen von Servomotoren setzen fünf sehr
kleine Kugelgewindetriebe in Linearbewegungen um.
Damit die Hand
besonders kraftvoll
zugreifen kann,
unterstützt die
Exohand Ironhand
die Bewegungen
der Finger
(Bild: Eichenberger)
Wie ein Exoskelett dem Körper verleiht
die so genannte Ironhand-Orthese
der Hand besondere Kräfte: Die
Idee dazu hatten Mitarbeiter des schwedischen
Technologie- und Entwicklungs -
unternehmens Bioservo Technologies AB,
das sich auf Unterstützungssysteme für
die Extremitäten des Oberkörpers spezialisiert
hat. Das Ziel des Bioservo-Teams
war es, einen bionischen Handschuh zu
IHR STICHWORT
■
■
■
■
Exoskelett
Hand und Oberkörper
Sensoren erkennen Greifabsicht
Motordrehung setzen Gewindetriebe in
den Fingern in Linearbewegung um
entwickeln, der zur Vorbeugung vor
Stressverletzungen, zur Rehabilitation
und zur Unterstützung von Menschen bei
ihren täglichen Aktivitäten zu Hause oder
bei der Arbeit beitragen kann.
Handschuh mit Antriebssystem
und die Steuerung im Rucksack
Die Ironhand vereint medizinisches
Know-how, Roboter- und Computertechnologie
und wurde 2019 auf dem Markt
eingeführt. Das modulare System, das auf
der Soft-Extra-Muscle-Technologie basiert,
besteht aus einem Handschuh, der
fünf Finger abdeckt, und einem Antriebssystem.
Eine tragbare Steuereinheit wird
als Rucksack getragen. In der Powerhand
integrierte Drucksensoren steuern die im
Gerät befindlichen Servomotoren an. Dadurch
erhält der Träger einen besonders
starken Griff: Innerhalb von Millisekunden
kann sie die Griffkraft des Trägers um
bis zu 80 N erhöhen.
Das Herzstück des Bausatzes sind fünf
elektrisch angetriebene, kaltgerollte Kugelgewindetriebe.
Sie übertragen die
Drehbewegung der kleinen Servomotoren
mit einem Wirkungsgrad von über 94 %
in eine Linearbewegung. Um diese Antriebe
zu definieren und herzustellen, nahmen
die Schweden Kontakt mit der Eichenberger
Gewinde AG aus Burg in der
Schweiz auf. Zusammen mit Bioservo entwickelten
die Fachleute bei Eichenberger
die passende Gewindetrieb-Lösung für die
Ironhand.
Die Ironhand funktioniert ähnlich wie
die menschliche Hand. Deren Griff wird
normalerweise von den Muskeln des Unterarms
und der Hand eingeleitet. Diese
28 medizin&technik 03/2020
(Bild: Eichenberger)
Seine Kugelgewindetriebe optimiert Eichenberger auf die Anwendung hin.
Ihre Form erhalten sie durch das Gewinderollen, das als spanlose Bearbeitung
die Längsfasern im Werkstoff nicht zerschneidet, sondern lediglich umleitet
Muskeln ziehen die Sehnen, die von den
fünf Fingern ausgehen.
Genauso arbeitet die Ironhand: Die
druckempfindlichen Sensoren in den Fingerspitzen
des Handschuhs erkennen,
wann der Benutzer ein Objekt ergreift.
Ein Mikrocomputer berechnet die
erforderliche Leistung. Servomotoren
treiben fünf filigrane Kugelgewindetriebe
vom Typ 5 x 2 mm an – deren Gewinde bei
einem Durchmesser von 5 mm eine Steigung
von 2 mm aufweist. Diese sind
durch dünne Drahtsehnen mit den „Fingern“
des Handschuhs verbunden. Die feinen
Verbindungen bewegen die Finger, so
dass der schlanke Handschuh zusätzliche
Kraft erzeugt.
Je höher der Druck auf die Sensoren
ist, desto mehr Leistung liefert der Handschuh.
Die Ironhand erkennt also, wie der
Benutzer einen Gegenstand greift, und
passt die Greifbewegung intuitiv und automatisch
an.
Häufig ist ein so geringer Bauraum bei
großer Belastung eine Herausforderung,
erst recht, wenn geräuschlose Bewegungen
gefordert sind. Genauso beschrieb
Bioservo die Anforderungen an die mechanischen
Antriebselemente im Pflichtenheft.
Hohe Positioniergenauigkeiten
Soft-Extra-Muscle-Technologie
Das patentierte Soft-Extra-Muscle-Technologiekonzept
(SEM) sammelt Daten
und analysiert diese, um griffintensive
Anwendungsfälle mit einem hohen ergonomischen
Risiko zu bewerten und zu
identifizieren. Die Intent-Detection-Logik
aktiviert die Unterstützung durch die
Orthese nur dann, wenn der Träger die
Bewegung mit einem natürlichen und
intuitiven Krafteinsatz einleitet. Erreicht
wird dies durch Sensoren, welche die
bei kleinsten Hüben und hohe Dynamik
im Dauereinsatz waren zu bewältigen,
Sicherheit und Zuverlässigkeit die Vorgaben.
Wartungsintervalle, Lebensdauer
und nicht zuletzt die Kosten spielten eine
wichtige Rolle.
Um dem gerecht zu werden, passt die
Eichenberger Gewinde AG das Design
entsprechend an oder nutzt spezielle Herstellungsverfahren.
In der Ironhand werden
kaltverformte, induktiv gehärtete Kugelgewindetriebe
mit drei in der Mutter
eingebauten ausgeklügelten Einzelgang -
rückführungen eingesetzt, die klein,
schnell und präzise sind. Zusätzlich verstärkt
das Steigungsverhältnis der Spindel
die Effizienz der Bewegung. (op) ■
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Aktion des Benutzers erfassen. Die Mo -
toren werden automatisch entsprechend
angesteuert und verstärken den Kraft -
einsatz des Trägers. Die Antriebe reagieren
sofort und auf natürliche Weise, um
die beabsichtigte Bewegung zu erleichtern.
Die Ironhand berechnet also, wie der Benutzer
einen Gegenstand greift. Je kräftiger
die Greifbewegung ist, desto mehr
Leistung wird bereitgestellt.
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03/2020 medizin&tec hn i k 29
■ [ TECHNIK ]
Die BXT Motoren liefern für ihre Antriebsklasse hohe
Drehmomente und lassen sich durch abgestimmte Getriebe
sowie integrierte Encoder und Speed Controller erweitern
(Bild: Faulhaber)
Motor, Getriebe, Encoder und
Speed Controller als Team
Antriebstechnik | Unter anderem für Medizintechnik und Laborautomatisierung sind
kleine leistungsfähige Antriebe gefordert. Um für den Anwender das Zusammenspiel
der einzelnen Komponenten zu vereinfachen und zu sehr guten Ergebnissen zu kommen,
bietet Faulhaber nun Komplettlösungen an.
Elektromotoren sind in der Regel keine
Einzelkämpfer, sondern werden mit
Getrieben zur Drehzahluntersetzung sowie
Encodern kombiniert. Damit die
Komponenten aufeinander abgestimmt
sind und der Montageaufwand möglichst
gering bleibt, empfiehlt es sich, die Komponenten
als Komplettlösung aus einer
Hand zu beziehen.
Der Schönaicher Antriebsspezialist Dr.
Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG hat in
diesem Sinn seine BXT-Flachmotorenbaureihe
erweitert: Passende Getriebe und
integrierte Encoder sowie Speed Controller,
die wie die Motoren in axialer Richtung
ungewöhnlich kurz ausfallen, ergänzen
die Antriebe.
IHR STICHWORT
■
■
■
Kompakte Antriebe
Ergänzende Antriebselemente machen
das System kaum länger
Geeignet für Medizintechnik
und Laborautomatisierung
Mit drei Baugrößen sind viele unterschiedliche
Antriebsaufgaben lösbar. Für
eine Unterarm-Prothese bietet sich beispielsweise
der kleinste Antrieb mit 22 mm
Durchmesser für die Hand an und der 16
mm lange Motor für den Ellenbogen. Auch
für die Biorobotik für motorisierte – also
kraftunterstützende – Hand-Exoskelette
kommen die kleinen kompakten Antriebssysteme
in Frage. Bei Dialysegeräten oder
medizinischen Pumpen stehen die guten
Gleichlaufeigenschaften im Vordergrund.
Kompakte Motoren bieten
ein großes Drehmoment
Die Motoren basieren auf der klassischen
Außenläufer-Bauweise. Dank innovativer
Wicklungstechnik und verbesserter Auslegung
liefern die bürstenlosen DC-Servomotoren
Drehmomente bis zu 134 mNm
bei einem Durchmesser von 22 mm,
32 mm oder 42 mm. Sie haben einen hohen
Wirkungsgrad und bieten eine Dauerleistung
von bis zu 100 W. Damit übertreffen
die kompakten Motoren die in dieser
Antriebsklasse üblichen Standards, vor allem
im Hinblick auf das Verhältnis von
Drehmoment zu Bauraum und zu Gewicht.
Die Motoren, die mit Drehzahlen
bis zu 10 000 min –1 arbeiten, werden mit
oder ohne Gehäuse angeboten.
Für die Drehzahluntersetzung der
Flachmotoren eignet sich die Metall-Planetengetriebe-Familie
GPT. Die ausschließlich
aus Metall bestehenden Getriebe
erreichen Leistungswerte, die mit
denen vergleichbar sind, die sonst mit keramischen
Komponenten erreicht werden.
Sie bieten in bis zu vier Stufen fein
abgestufte Untersetzungsverhältnisse von
3:1 bis 1294:1. Die Getriebe erreichen je
nach Durchmesser Dauerdrehmomente
von 1,8 oder 18 Nm. Kurzzeitig sind auch
höhere Drehmomente möglich. Die einstufige
22-mm-Ausführung ist etwa 18
mm lang, die vierstufige ungefähr 37 mm.
Alle BXT-Motoren sind mit digitalen
Hallsensoren ausgestattet und können
dank ihrer hohen Polzahl so bereits genau
in der Drehzahl geregelt werden. Für präzise
Positionieraufgaben steht der magnetische
Encoder IEF3-4096 zur Verfügung.
Er wird vollständig in die gehäusten Motorvarianten
integriert, wobei sich der ge-
30 medizin&technik 03/2020
samte Antrieb lediglich um 6,2 mm verlängert.
Trotz der flachen Bauform bietet
er drei Kanäle mit Indexfunktion, einen
Line Driver und eine hohe Auflösung bis
4096 Impulse pro Umdrehung.
Seit April 2020 gibt es auch Speed
Controller für die BXT-Motoren. Sie sind
in die gehäusten Versionen der BXT-Motoren
integriert und verlängern diese ebenfalls
um lediglich 6,2 mm. Die kompakte
Kombination aus Motor und Speed Controller
ist ideal für platzkritische Anwendungen
und bietet eine einfache Installation
und Inbetriebnahme.
■
EO
Andreas Seegen
Faulhaber, Schönaich
www.faulhaber.de
(Bild: Faulhaber)
Antriebe für die
Laborautomatisierung
In der Laborautomation sind
leistungsstarke und kompakte
Antriebssysteme besonders
gefragt
Dass an der Laborautomatisierung
kein Weg vorbeiführt,
zeigt die Coronavirus-Pandemie
deutlich: Der Druck, zuverlässig
schnelle Ergebnisse
zu liefern, ist immens. Die Automatisierung
verspricht hier
schnelle Daten, geringere Fehleranfälligkeit, höheren Durchsatz
und sinkende Personalkosten. Bei der Untersuchung von
Corona-Abstrichen, die in großer Zahl nach standardisiertem
Protokoll mit geringer Flexibilität abgearbeitet werden, sind
die Vorteile durch die Automatisierung besonders groß.
In solchen Laboranwendungen sind kleine, leichte, präzise Antriebe
gefragt. Bei Pick-and-Place- oder Pipettiervorgängen mit
wiederholten Start-Stopp-Bewegungen müssen sie besonders
dynamisch sein. Die DC-Kleinstmotoren der Serien 1524SR
und 2224SR von Faulhaber sind für diese Aufgabe gut geeignet:
Da sie ohne Eisenanker auskommen, sind sie kleiner und
leichter als Antriebe mit vergleichbarer Leistung. Ein Encoder
der IE2-Serie kann mit dem Antrieb kombiniert werden und
verlängert die gesamte Einheit um lediglich 2 mm.
Glockenankermotoren der Serien 2657 und 2224 mit integriertem
Encoder bieten im Labor ebenfalls hohe Leistung auf kleinem
Raum. Die graphit-kommutierten Motoren der Serie 2657
erreichen eine Wirkungsgrad von 85 %. Mit 44 mNm Dauerdrehmoment
und 285 mNm Anhaltemoment kann der 156 g
schwere Antrieb auch kiloschwere Aktoren dynamisch in Bewegung
setzen oder abbremsen.
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■ [ TECHNIK ]
UDI-Markierung für Einweg- und
wiederverwendbare Produkte
Kennzeichnung | Lasermarkierer für medizinische Instrumente und Produkte können
künftig so optimiert werden, dass sie medizinische Einwegartikel aus Kunststoff oder
wiederverwendbare Produkte aus Edelstahl dauerhaft und ohne Beeinträchtigung der
Oberfläche markieren.
Schwarzmarkierung vor und nach einem 20-minütigen Passivierungsprozess. Die Markierung ist weder verblasst noch korrodiert
(Bilder: Coherent)
Die Vorgaben für die Kennzeichnung
wiederverwendbarer medizinischer
Produkte mit Unique Device Identifier
(UDI), die bei wiederholten Sterilisationszyklen
nicht verblassen, nehmen zu. Viele
dieser Instrumente sind aus Edelstahl,
und die UDI-Kennzeichnung darf auf keinen
Fall die natürliche Passivierung der
Edelstahloberfläche, wie beispielsweise
ihre Korrosionsbeständigkeit, beeinträchtigen.
Herkömmliche Gravuren beeinträchtigen
diese Oberflächenbeständigkeit.
Darüber hinaus verursachen sie
Oberflächeneigenschaften, die bei der
Nutzung des Instruments Gewebe reizen
und Verunreinigungen einbringen können.
Traditionelle Markierungen durch
IHR STICHWORT
■
■
■
■
Lasertechnologie
UDI-Kennzeichnung
Markieren mit Ultrakurzpulsund
ultraviolettem Laser
Hält mehreren Sterilisationszyklen stand
Oxidation der Oberfläche verändern die
Passivierung und führen zu schnellem
Verblassen der Markierung bei wiederholten
Sterilisationszyklen.
Neue Methoden wie das so genannte
„Schwarzmarkieren” basieren auf dem
Einsatz von Ultrakurzpuls-Lasern, die
kontrastreiche Markierungen ermöglichen,
ohne die Oberfläche zu beinträchtigen.
Hierbei bewirkt die Kombination aus
hoher Pulsspitzenleistung und kurzer
Pulsdauer eine permanente nanoskalige
Veränderung der Oberflächenstruktur
von Edelstahlprodukten. Dies hat einen
starken lichteinfangenden Effekt, der die
sehr kontrastreichen Markierungen
schwarz erscheinen lässt. Da es sich um
eine nanostrukturelle Veränderung im
Stahl handelt, korrodiert und verblasst
diese bei wiederholtem Autoklavieren
nicht. Durch Justieren der Laserleistung
ist das Schwarzmarkieren auch auf eloxierten
Legierungen möglich. Hierbei
wird eine lichteinfangende Nanostruktur
gebildet, die sich glatt anfühlt, aber die
eloxierte Oberfläche selbst nicht beeinträchtigt.
Auch Hersteller von medizinischen
Einwegartikeln aus Kunststoff benötigen
eine fortschrittliche Lasermarkiertechnik
für Geräte und/oder Geräteverpackungen,
da die traditionellen Methoden sie zu
sehr einschränken. Etiketten können beschädigt
oder entfernt werden, Tinte
kann zu Verschmutzungen und Infrarot-
Laser zu Verbrennungen am Material oder
zu anderen unerwünschten thermischen
Effekten führen.
Einwegartikel aus Kunststoff
unter der Oberfläche markiert
Neueste ultraviolette Laser sind für die
meisten dieser Markieraufgaben ideal geeignet,
da die energiereichen Photonen
dieser Laser die molekularen Bindungen
in Kunststoffpolymeren direkt aufbrechen.
Dadurch kann eine photochemische
Umwandlung bewirkt werden, die die Farbe
des Kunststoffs verändert, ohne Material
abzutragen oder die Oberfläche zu
beschädigen.
Die häufigste photochemische Umwandlung
ist das Bleichen eines farbigen
Materials und das Hinterlassen einer hel-
32 medizin&technik 03/2020
(Bild: Coherent)
len Markierung. Einige Materialien sind
jedoch so konzipiert, dass sie andere Arten
von Farbveränderungen hervorrufen.
Ultraviolette Laser können dunkle, kontrastreiche
Markierungen auf Nylon und
Polyurethan erzeugen, die aufgrund der
Titandioxid-Dotierung weiß sind. Beispiele
sind UDI-Markierungen auf Einwegkathetern
sowie QR-Codes auf Flaschenverschlüssen
für pharmazeutische Produkte.
Ultraviolette Laser können ebenfalls
transparente Kunststoffe, wie Inhalationsmasken,
oder beschichtete farbige Kunststoffe
markieren, ohne die darüber liegenden
transparenten Anti-Allergen-Beschichtungen,
wie sie in Hörgeräten verwendet
werden, zu beschädigen.
Die Coherent Munich GmbH & Co. KG,
Gilching, ist seit vielen Jahren als Anbieter
von laserbasierten Technologien mit
umfassender Expertise im Bereich der Ultrakurzpulslaser
und industriellen ultravioletten
Laser bekannt. 2016 akquirierte
Coherent mit Rofin einen der führenden
Hersteller für Laserbeschrifter, Lasermarkiersysteme
und Markieranwendungen.
Dies hat es dem Unternehmen ermöglicht,
ein erweitertes Angebot an schlüsselfertigen
Lasermarkierlösungen anzubieten,
die für Anwendungen wie medizinische
Geräte und Einwegartikel optimiert
sind.
Ein Beispiel sind die Lasermarkierer
der Power-Line-Serie, die ursprünglich
von Rofin entwickelt wurden. Der Power-
Line E 8 QT basiert beispielsweise auf einem
Multiwatt-Ultraviolettlaser, der sich
für die Beschriftung von Kunststoffprodukten
eignet, und der Power-Line Rapid
NX auf einem Ultrakurzpulslaser, der für
das Schwarzmarkieren optimiert ist. ■
Ultraviolette Laser
können farblose
Materialien wie
Silikone markieren,
ohne die Materialoberfläche
zu
beeinträchtigen
WENN ES DOCH
AUF DIE GRÖSSE
ANKOMMT
PRÄZISION IN SILIKON
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Dietrich Tönnies
Coherent, Gilching
www.coherent.com
03/2020 medizin&technik 33
■ [ TECHNIK ]
Amorphes Metall: Interessanter
Werkstoff für den 3D-Druck
Additive Fertigung | Potenzial hat der 3D-Druck, das ist unbestritten. Nun versuchen
zwei Partner, die Effizienz beim Verarbeiten eines speziellen, robusten, aber leichten
Werkstoff zu steigern. So sollen amorphe Metalle in der additiven Fertigung stärker
Einzug halten – auch und gerade in der Medizintechnik.
(Bild: Hereaus Amloy)
Lässt sich der 3D-Druck amorpher Bauteile
als Fertigungsverfahren in der Industrie
etablieren, wenn die Prozesse effizienter
und günstiger werden? Amorphe
Metalle bieten auf jeden Fall Vorteile: Sie
sind doppelt so fest wie Stahl, dabei aber
wesentlich leichter und elastischer. Sie
verhalten sich „isotrop“, das heißt ihre
Materialeigenschaften bleiben identisch,
unabhängig davon, in welche Richtung
der 3D-Drucker das Werkstück aufbaut.
Das ermöglicht nicht nur besonders stabile
Bauteile, sondern verschafft dem Konstrukteur
auch mehr Freiheit bei der Entwicklung
des Bauteils. Potenziale ergeben
sich vor allem bei stark belasteten Teilen
und beim Leichtbau. Aufgrund der Biokompatibilität
eignet sich das Material
aber auch sehr gut für die Medizintechnik.
Ob die Industrie das Verfahren für sich
entdeckt und unter welchen Umständen
das möglich ist, wollen nun zwei Techno-
Ein Bauteil, das sich mit dem 3D-Druck
amorpher Metalle verbessern lässt, ist
die Dehnspannhülse. Weil das amorphe
Material so elastisch ist, lässt sie sich
besser verspannen als die konventionelle
Variante
logieunternehmen gemeinsam herausfinden:
die Heraeus Amloy, ein Start-up in
der Hanauer Heraeus Holding Gmbh, und
die Ditzinger Trumpf GmbH + Co. KG
(Holding). „Der 3D-Druck von amorphen
Bauteilen in der Industrie steckt bislang in
den Kinderschuhen“, sagt Jürgen Wachter,
Leiter der Geschäftseinheit Heraeus
Amloy. „Mit der Kooperation ermöglichen
wir schnellere Druckprozesse und eine
höhere Oberflächengüte.“ Das soll bei
den Anwendern die Kosten senken. „Auf
diese Weise wird das Verfahren für breitere
und völlig neue Anwendungen interessant.“
Die Medizintechnik sei eine
der wichtigsten Branchen für die additive
Fertigung. „Deshalb sehen wir in der Kooperation
große Chancen“, sagt Klaus Parey,
Managing Director bei Trumpf Additive
Manufacturing.
3D-Druck mit leichtem Material
bietet neue Möglichkeiten
Amorphe Metalle entstehen, wenn geschmolzenes
Metall sehr schnell abkühlt.
Ein 3D-Drucker kann sie zu größeren,
komplexen Bauteilen verarbeiten. Anderen
Verfahren gelingt das nicht. Für den
Leichtbau bauen 3D-Drucker schon jetzt
nur dort Strukturen auf, wo sie für das
Bauteil einen Zweck erfüllen. Allein dadurch
lassen sich Material und Gewicht
einsparen. Amorphe Metalle sind wiederum
von Natur aus sehr leicht. Mit der
Kombination von 3D-Druck und amorphen
Metallen lässt sich also bei vielen
Anwendungen besonders viel Gewicht
einsparen.
Bei der Kooperation steuert Heraeus
Amloy seine Expertise in der Herstellung
und Verarbeitung amorpher Metalle bei,
Trumpf seine Erfahrungen beim
3D-Druck. Der Materialhersteller hat seine
amorphen Legierungen für den
3D-Druck optimiert und für die Bearbeitung
auf den Truprint-Anlagen des Laserspezialisten
angepasst.
Die Anlage Truprint 2000 eignet sich
besonders gut für den Druck amorpher
Metalle, wie es aus Ditzingen heißt.
Das Maschinenkonzept ermöglicht es,
das überschüssige Pulver für den weiteren
Bauprozess „inert“ aufzubereiten, also
unter Schutzgas. Dies schützt das Pulver
vor schädlichen Einflüssen. Für amorphe
Metalle ist das ein Vorteil, da sie
schnell mit Sauerstoff reagieren.
Außerdem hat der Maschinenbauer
die Produktivität seiner Anlage gesteigert:
Zwei 300 Watt starke Laser belichten den
gesamten Bauraum der Anlage parallel.
Mit einem Fokusdurchmesser der Laser
von nur 55 μm lassen sich amorphe Bauteile
mit hoher Oberflächenqualität in Serie
herstellen. Die Funktion „Melt Pool
Monitoring“ ermöglich es, die Qualität
des Schmelzbades automatisch zu prüfen.
Somit lassen sich Fehler im Prozess frühzeitig
erkennen.
Wer bereits einen solchen 3D-Drucker
besitzt, kann damit ab sofort die zirko -
niumbasierten Legierungen von Heraeus
Amloy verarbeiten. Es ist auch möglich,
Bauteile aus amorphen Metallen direkt
bei Heraeus Amloy drucken zu lassen. In
Zukunft wollen die Partner auch kupferund
titanbasierte Legierungen für den
3D-Druck nutzbar machen. (op) ■
www.hereaus.com und http://hier.pro/hqlO9,
www.trumpf.com
34 medizin&technik 03/2020
03/2020 medizin&tec hn i k 35
■ [ TECHNIK ]
Die Glasfaser, die gegen
Solarisation durch UV-Licht
resistent ist, besteht aus
mehreren Schichten. Das Ziel:
Wasserstoffionen im entscheidenden
Bereich halten
und ihre Diffusion verhindern
Glasfasern für medizinische Laser –
durch UV-Licht nicht geschädigt
(Bild: Ceramoptec)
Lasertechnik | Glasfaserkomponenten medizinischer UV-Laser mussten bisher in regelmäßigen
Abständen ausgetauscht werden, da sie durch die so genannte Solarisation abdunkelten
und damit als Lichtwellenleiter unbrauchbar wurden. Nun lassen sich solarisationsresistente
Faseroptiken mit langer Lebensdauer herstellen.
Von der Tumorzerstörung mittels Infrarot-Laser
bis zur Augenoperation
per UV-Laser – aus der Medizintechnik
sind Laseranwendungen nicht mehr wegzudenken.
Übertragen wird die Laserstrahlung
meist mit Hilfe von Glasfasern,
die eine fokussierte und flexible Strahlungsführung
ermöglichen.
Als Problem erwies sich die Transmission
von UV-Licht: Insbesondere bei
UV-C-Licht mit einer Wellenlänge von 200
bis 280 nm verlieren herkömmliche Fasern
schnell an Übertragungsqualität. Ursache
hierfür ist ein physikalischer Abdunklungsprozess
– die Sola risa tion. Ausgelöst
wird sie durch die UV-photoneninduzierte
Spaltung von Siliziumoxidverbindungen
im Quarzglas. Dabei entstehen
Defektzentren, an denen das Glas die UV-
Strahlung absorbiert und allmählich abdunkelt,
bis es irreversibel „erblindet“.
Insbesondere in der Laserchirurgie, wo
der Behandlungserfolg von der gleichbleibenden
Übertragungsqualität abhängt,
müssen die faseroptischen Komponenten
regelmäßig ersetzt werden. Seit geraumer
Zeit wird daher versucht, solarisationsresistente
Fasern zu entwickeln. Bisher ließ
sich die Abdunklung zwar verzögern,
aber nicht vollständig verhindern.
Auf Basis einer bekannten Methode –
der Defektpassivierung – gelang es den
Faseroptik-Spezialisten der Ceramoptec
GmbH aus Bonn nun, erstmals ein Faserkonzept
zu entwickeln, das den Abdunklungsprozess
unterbindet.
Bei der Defektpassivierung wird die
Spaltung der Siliziumoxidverbindungen
durch eine Wasserstoff-Ionen-Sättigung
der Defektzentren kompensiert. Dazu
wird der Faserkern in einer Druckkammer
bei hohen Temperaturen und einem Gasdruck
von 100 bar mit überschüssigen
Wasserstoffatomen beladen. Aus diesen
überzähligen Atomen rekrutieren sich
später bei Bestrahlung mit UV-Licht die
passivierenden Teilchen, die die Abdunklung
des Quarzglases blockieren.
Defektzentren ließen sich
bisher nicht verhindern
In der Praxis diffundierten nach einer gewissen
Zeit die Atome aber wieder aus
dem Kern heraus, die Zahl der Defektzentren
stieg an und der Solarisationseffekt
setzte wieder ein. Einige Hersteller versuchten
daher, die Anzahl möglicher Defektzentren
mittels faserziehtechnischer
Methoden zu minimieren. Da sich die
Zahl jedoch nicht bis auf Null herabsenken
ließ, konnte auch so keine langfristige
Solarisationshemmung erzielt werden.
Mit einem neuen Faserkonzept gelang
es Ceramoptec nun, die Wasserstoffdiffusion
zu blockieren und damit sättigende
Ionen permanent verfügbar zu halten: Eine
Kohlenstoffbeschichtung wird schon
während des Faserziehens aufgetragen
und ummantelt diese. Lediglich bei anwendungsuntypischen
Temperaturen von
über 150 °C ist sie diffusionsoffen, sodass
die Beladung des Faserkerns mit Wasser-
stoffteilchen in einer entsprechend beheizten
Druckkammer unter Überdruck
möglich wird. Verlässt die Faser die Kammer,
sinkt die Temperatur, und die Kohlenstoffschicht
verhindert ein Herausdiffundieren
der Wasserstoff-Ionen.
Marktreif umgesetzt wurde dies im Fasertyp
Optran UV NSS. Dieser besitzt einen
undotierten Quarzglaskern und einen
fluorin-dotierten Quarzglasmantel. Um
Beschädigungen der Kohlenstoffschicht
zu verhindern und eine langfristige Funktionalität
der Faser sicherzustellen,
schützt ein Polyimid-Jacket die Schicht.
Dieses Jacket weist eine Zugfestigkeit von
70 kpsi (kilo-pounds per square inch) auf
und bleibt auch bei mobilen Anwendungen
stabil, ohne die Faserflexibilität zu
beeinträchtigen.
Die Übertragungs- und Dämpfungswerte
der Optran-UV-NSS-Faser zeigen eine
hohe Solarisationsresistenz: Eine
2-m-Faser erreicht nach Einkopplung von
UV-C-Licht mit einer Wellenlänge von 214
nm über eine Dauer von 100 min immer
noch eine überdurchschnittlich gute
Transmission von 85 % des ursprünglichen
Wertes und eine Dämpfung von weniger
als 2 dB/m. Da sich dies auch in
Langzeitbeobachtungen über dreizehn
Monate bestätigte, kann die Faser als sola -
risationsresistent bezeichnet werden. ■
Bronislav Hracek, Holger Bäuerle
Ceramoptec, Bonn
www.ceramoptec.com
36 medizin&technik 03/2020
Special
Automatisierung
(Bild: Sitec)
Maschinelles Lernen verändert Produktion
Roboter beim Prüfen von Kathetern | Schnelles Umrüsten | Validierung der Automation
03/2020 medizin&tec hn i k 37
■ [ SPECIAL AUTOMATISIERUNG ]
Maschinelles Lernen – ein Bereich der
künstlichen Intelligenz – erkennt in der
Fertigung auch Zusammenhänge, die
menschlicher Analyse verborgen bleiben.
Das wird die Produktion revolutionieren
(Bild: putilov_denis/stock.adobe.com)
KI VERÄNDERT DIE FERTIGUNG
KI in der Produktion | Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML) werden
künftig Schlüsseltechnologien in vielen Lebensbereichen sein. In einer digitalisierten
Produktion werden sie optimierte Prozesse und neue Geschäftsmodelle ermöglichen, die
sich heute noch unserer Vorstellungskraft entziehen.
Daten gelten manchen Experten als
das Erdöl der Zukunft. Daten allein
jedoch helfen wenig. Die Kunst und der
Reiz des maschinellen Lernens bestehen
darin, nutzbare Informationen daraus zu
generieren – auch in der Fertigung. Warum
diese Technologie hier nützlich sein
kann, lässt sich anhand zweier Beispiele
kurz erläutern: Die Auswertung von Daten
zeigte in einem Fall aus der Medizintechnik,
dass sich Fehler häuften und ein
Zusammenhang mit zugeliefertem Material
zu bestehen schien. Werkstoff A führte
zu deutlich geringerem Ausschuss.
Dem Werker an der Maschine war das bekannt,
dem Einkauf hingegen nicht – bis
die Analyse auf den Zusammenhang aufmerksam
machte. In einem anderen Fall
häuften sich unabhängig vom Produkt
Fehlerarten und Fehlerpositionen. Die
Analyse ermöglichte es, der Fehlerursache
auf den Grund zu gehen und sie künftig
zu vermeiden. Über eine mehrjährige
Produktionszeit ließen sich hier 6-stellige
Einsparungen erzielen.
IHR STICHWORT
■
■
■
■
Datenanalyse führt zu weniger
Ausschuss und Fehlervermeidung
Rechnerentwicklung entscheidend
Neue Geschäftsmodelle erfinden
Heutiges Engagement schafft Basis
Maschinelles Lernen (ML) – in noch
weiter reichender Form als hier beschrieben
– soll und wird Experten künftig in
wachsendem Ausmaß unterstützen. Einen
Mehrwert bietet ML vor allem, wenn
es um mehrdimensionale Probleme und
das Erkennen entsprechender Abhängigkeiten
in riesigen Datenmengen geht –
denn in diesen Fällen gehen die Anforderungen
weit über die menschlichen Analysefähigkeiten
hinaus.
Virtueller Zwilling, gefüttert
mit allen verfügbaren Daten
Eine zentrale Rolle beim Einsatz des maschinellen
Lernens spielt der digitale
Zwilling. Die virtuelle Kopie eines Produktes
oder Prozesses wird in einer Simulation
dargestellt. Alle Daten und Eigenschaften,
vom Zeitpunkt der Erstellung
über verwendete Materialien und Fertigungsverfahren,
CAX-Daten und gemessene
Qualitätseigenschaften wie Dimensionen
und Oberflächeneigenschaften
über den gesamten Produkt lebenszyklus,
sind darin zusammengefasst.
Damit der digitale Zwilling genug Daten
bekommt, werden Messungen aus dem
Prozess eingespielt. Bei lasergestützten
Fertigungsverfahren liefert diese Daten
das Prozessmonitoring – eine etablierte
Technologie, die nicht nur bei sicherheitsrelevanten
Bauteilen genutzt wird. Mit
diodenbasierten Systemen lassen sich zum
Beispiel Prozessemissionen in unterschiedlichen
Wellenlängenbereichen erfassen.
Kamerabasierte Systeme wiederum er-
möglichen die Dokumentation und Analyse
der Prozesse und Einflussfaktoren wie
Spanntechnik und Bewegungssysteme.
Diese Daten aus der Praxis ergänzen
die CAD/CAE- sowie Simulationsdaten,
so dass der digitale Zwilling Einblick in
komplexe Produktionsprozesse bietet. Als
Beispiel sei hier die additive Fertigung
mittels Laserstrahlen genannt: Mehrstündige
oder gar mehrtägige Bauprozesse
können mit maschinellem Lernen in kurzer
Zeit analysiert und bewertet werden,
um Maßnahmen abzuleiten, die die Qualitätsregelschleife
verkürzen können.
Aktuelle Rechnerumgebungen geben
diesen Technologien einen enormen
Schub und stellen beinahe unbegrenzten
Speicherplatz zur Verfügung. Freie Softwarewerkzeuge
und immer wieder neue
Ansätze oder vortrainierte Modelle werden
bereitgestellt.
Eine Faustformel, die 80/20 Regel, besagt,
dass heute 80 % der Zeit zur Datenaufbereitung
und Plausibilitätsprüfung
und 20 % zur eigentlichen Modellbildung
verwendet werden. Moderne IT-Umgebungen
und Konzepte, wie Schemaprüfungen
zur Validierung von Datensätzen
während der Akquisition, beginnen jetzt
schon, das Verhältnis zu einer Aufteilung
50/50 zu ändern.
Für die Zukunft zum Beispiel beim
3D-Druck auf der Basis von Laserlicht – einem
durchaus komplexen Prozess – ist die
Vision, dass der Anwender so intensiv von
IT-Systemen unterstützt wird, dass er am
Ende den Vorgang nach dem Motto „Push
38 medizin&technik 03/2020
one button and print“ in Gang setzen
kann. Experten gehen davon aus, dass
dies in weniger als einem Jahrzehnt möglich
sein wird. Aktuell wird an neuen
cloudbasierten Diensten gearbeitet, die
unterschiedliche Informationen aus Prozess-,
Material- und Fertigungswissen zusammenführen
und reale Sensordaten
und Simulationsdaten berücksichtigen.
Sie sollen es Designern ermöglichen, additiv
gefertigte Bauteile schneller zu entwerfen.
Maschinelles Lernen – Künstliche Intelligenz
Maschinelles Lernen wurde 1959 als
Lernfähigkeit von Computern definiert,
die dafür nicht explizit programmiert
worden waren.
Data Mining versucht, die Ursache dafür
zu finden, was passiert ist.
Maschinelles Lernen wird eingesetzt, um
Prozesse zu optimieren und vorherzusagen.
Es ist damit ein Gebiet, das als Teil
der künstlichen Intelligenz verstanden
werden kann.
Künstliche Intelligenz wiederum versucht,
menschliche Intelligenz nachzubilden.
Maschinelle Lernverfahren lassen sich
drei Gruppen zuordnen:
■ Reeinforcement learning benötigt keine
Ein-/Ausgangsdaten und lernt
durch bestrafendes und belohnendes
Lernen. Ein Beispiel ist das Teaching
KI in der Bildverarbeitung zeigt
Auffälligkeiten beim 3D-Druck
Bei der auf Fragen der Qualitätssicherung
spezialisierten Plasmo Industrietechnik
GmbH in Wien beispielsweise wurde ein
Vorgehen entwickelt, das bei der additiven
Fertigung Auffälligkeiten in digitalen
Prozesszwillingen findet: In mehreren
tausend Schichtbildern sucht das System
diese ohne menschliche Unterstützung in
weniger als einer Sekunde und lässt die
Ergebnisse aktuell durch einen Experten
bewerten. Diese Daten sollen in Zukunft
auch Supervised-learning-Verfahren zur
Verfügung stehen.
Deep Learning, die automatisierte Auswertung
von Bilddaten, beruht auf künstlichen
neuronalen Netzen und wird erst
durch die aktuelle Rechenleistung ermöglicht.
Es erlaubt hier völlig neue Zugänge
in der Bildklassifikation. Mathematisch
schwer bis gar nicht beschreibbare Aufgabenstellungen,
die einem dedizierten Algorithmus
nicht zugänglich sind, werden
damit lösbar.
Für die Industrie bricht damit eine Zeit
an, in der nicht mehr allein das technische
Wissen um die Fertigungsverfahren zählt,
sondern sehr viel IT-Know-how für die
Marktposition entscheidend sein wird.
So, wie vor wenigen Jahren der Erfolg riesiger
Online-Handelskonzerne nicht vorstellbar
gewesen wäre, werden sich auch
einer Roboterbahn oder die Optimierung
von Materialflüssen.
■ Supervised Learning benötigt annotierte
Daten, sprich zu einem Eingangsdatensatz
ist ein zugehöriger
Ausgangsdatensatz notwendig. Anwendungsbeispiel
sind Klassifizierungsaufgaben
(wie IO/NIO) oder Regressionsaufgaben
(wie die Vorhersage
der Dichte eines Bauteiles in der
additiven Fertigung).
■ Unsupervised Learning versucht
Gemeinsamkeiten (Cluster) in Eingangsdaten
ohne weitere Informa -
tionen zu finden. Das automatisierte
Auffinden von Auffälligkeiten in großen
Bildstapeln – wie digitalen Zwillingen
in der additiven Fertigung oder
CT Aufnahmen – ist ein Beispiel hierfür.
im industriellen Umfeld neue Geschäftsmodelle
um die bekannten Verfahren herum
entwickeln. Wer diese anbieten wird,
ist derzeit noch nicht absehbar. Sich jetzt
mit diesen Möglichkeiten zu beschäftigen,
ist allerdings die Voraussetzung für
eine spätere Beteiligung.
■
Dr. Thomas Grünberger
Plasmo Industrietechnik, Wien/Österreich
www.plasmo.eu
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03/2020 medizin&tec hn i k 39
■ [ SPECIAL AUTOMATISIERUNG ]
Testumgebung für
5G-Projekte
Mobilfunk | In Karlsruhe entsteht die fünfte 5G-Testumgebung
für Baden-Württemberg. In allen können
Unternehmen den neuen Standard zusammen mit
Forschungseinrichtungen erproben.
Die fünfte Generation des Mobilfunks, 5G, berücksichtigt
erstmals die Bedürfnisse der Industrie. So ermöglicht der
neue leistungsstarke Mobilfunkstandard die bedarfsgerechte
Vernetzung mit hoher Bandbreite, niedriger Latenz und hoher
Verbindungsanzahl – und schafft so die Grundlage für Industrie
4.0 sowie das Internet der Dinge. Um zu erforschen, welche neuen
Produkte und Geschäftsideen mit 5G möglich werden, werden
bereits vier 5G-Testumgebungen in Stuttgart, Mannheim,
Reutlingen und Freudenstadt aufgebaut. Eine fünfte kommt nun
in Karlsruhe hinzu. Das Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und
Wohnungsbau Baden-Württemberg hat den entsprechenden
Förderbescheid über 900 000 Euro an das Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart verschickt.
Wissenschaftler des dortigen Kompetenzzentrums Digi
Tools koordinieren das Forschungsprojekt Transferzentrum
5G4KMU. Beteiligt ist unter anderem auch die Projektgruppe für
Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie PAMB des
Was geht mit 5G? Das können kleine und mittlere Unternehmen in
Testumgebungen ausprobieren, zusammen mit den Forschern
Fraunhofer IPA. Sie untersucht in Mannheim, welche Möglichkeiten
5G Kliniken und medizinischen Labors eröffnet.
Alle fünf Testumgebungen stehen kleinen und mittelständischen
Unternehmen offen, um den neuen leistungsstarken Mobilfunkstandard
5G zusammen mit den Forschungseinrichtungen zu erproben.
Die Zusammenarbeit ist im Rahmen sogenannter Quick
Checks möglich. Dabei prüfen die Wissenschaftler von den Unternehmen
eingereichte Produkt- und Geschäftsideen auf ihre
Machbarkeit. Die Bewerbung um Quick Checks ist ab sofort möglich.
Anschließend kann die weitere Zusammenarbeit in Form eines
so genannten Exploring Projects erfolgen. In einem Exploring
Project wird gemeinsam mit den Unternehmen ein Konzept
entworfen, prototypisch implementiert und im 5G-Netz einer der
fünf Testumgebungen erprobt.
https://5g4kmu.de/working-together
(Bild: Fraunhofer IPA / Rainer Bez)
PROMOTION
(Bild: Sitec)
Zum Innentitel
Automatisierte Fertigungsanlagen für medizinische Produkte
Absolute Zuverlässigkeit, Präzision und hohe Qualitätsstandards kennzeichnen
medizinische Produkte. SITEC entwickelt und liefert branchenkonform halb- bis
vollautomatisierte Fertigungsanlagen als standardisierte oder kundenspezifische
Lösung. Dabei können unterschiedliche Montage und Prüftechnologien, Laserprozesse
wie Laserschweißen, Laserfeinschneiden, Laserhärten, Mikrobohren, Mikrostrukturieren,
Mikroabtragen oder
Entgratprozesse integriert werden.
Die Transport- und Handlingsysteme
werden an die jeweiligen Anforderungen
angepasst. Mehrstufig erfolgt die
Vorabnahme (FAT) der Anlagen bei SI-
TEC und nach Auslieferung sowie
Wiederinbetriebnahme am Kundenstandort
(SAT). Weitere Validierungsprozesse
(PQ, IQ, OQ) werden durch
SITEC bis zur Marktfreigabe professionell
unterstützt. Innerhalb der Qualitätssicherung
und Produktionsauswertung werden Betriebs- und Produktdaten in
Traceability-Systemen erfasst und ausgewertet.
SITEC Industrietechnologie GmbH
www.sitec-technology.de
Neuer Termin
Messe Automatica auf
Dezember verschoben
Aufgrund der Coronakrise hat die Messe
München GmbH die Automatica 2020
verschoben. Die Fachmesse für Automa -
tion und Robotik soll nun sechs Monate
später vom 8. bis 11. Dezember stattfinden.
Die Entscheidung erfolgte in Abstimmung
mit dem VDMA-Fachverband Robotik
+ Automation als ideellem Träger der
Automatica. Zu den Ausstellungsbereichen
rund um die automatisierte Produktion
gehören unter anderem Montageund
Handhabungstechnik, Industrierobotik,
Servicerobotik, Industrielle Bildverarbeitung
und Positioniersysteme sowie
Software und Cloud Computing. Der boomende
Markt der Servicerobotik setzt beispielsweise
neue Trends in der Medizintechnik
und im Gesundheitswesen. Demo-Parks,
Kongresse, Foren und Workshops
runden das Messeprogramm ab.
www.automatica-munich.com
40 medizin&technik 03/2020
Diagnostik
Automation für Labor und Pipetten-Produktion
– nicht nur im Kampf gegen Corona
Montageautomation
Neues Prozessmodul für unterschiedliche
Handlingaufgaben
Die neue Roboterautomation
entnimmt Pipettenspitzen aus
einer Kunststoffspritzgussmaschine
(Bild: Hahn/Waldorf Technik)
Mit der Automatisierung von
diagnostischen Prozessen
oder dem Einsatz von Robotik
für einen schnelleren Materialfluss
sorgt die Hahn Group
GmbH, Rheinböllen, dafür,
dass mehr Tests auf Covid-19
durchgeführt werden können.
In einem aktuellen Projekt verbessern
die Hahn-Group-
Schwesterunternehmen Hahn
Robotics und Waldorf Technik
den Materialfluss bei der Produktion
von Verbrauchsprodukten:
Innerhalb von vier
Wochen wurde eine komplette
Roboterautomation konzipiert,
gefertigt und in Betrieb
genommen, die Verbrauchsmaterial
wie Pipettenspitzen
aus einer Kunststoffspritzgussmaschine
entnimmt. Hierbei
lieferte Hahn Robotics den
eingesetzten Roboter, die Sicherheitsumzäunung
und den
Greifer. Waldorf Technik ergänzte
das Projekt mit ihrem
Fachwissen rund um die Automatisierung
von Medizinprodukten.
Die PIA Automation Amberg
GmbH hat das Prozessmodul
Meditec vorgestellt. Der Anbieter
für Montageautomation
entwickelte das flexible Modul
für die hohen Anforderungen
der Healthcare-Branche. Dabei
soll die Meditec-Produktreihe
die Vorteile einer vorkonfektionierten
Zelle, wie hohe
Verfügbarkeit und kurze Lieferzeiten,
sowie die Möglichkeit
der individuellen Anpassung
nach GMP-Standard bieten.
Das modulare Zellenkonzept
verfügt über das Meditec-
Pick&Place-Handling, das skalierbar
für verschiedene Handlingaufgaben
verwendet werden
kann. Mit dem flexiblen
Transportsystem lassen sich
(Bild: PIA Automation)
Das Prozessmodul Meditec
eignet sich für Montageaufgaben
in der Medizintechnik
sowohl Kleinstteile mit hohen
Taktraten, als auch Teile bis
zu 10 kg pro Shuttle transportieren
und wiederholgenau
(± 10 μm) positionieren. Zudem
kann das Transportsystem
mit beliebigen Steuerungen
betrieben werden.
Tropfen für
Tropfen höchste
Präzision
Die zuverlässige und exakte Steuerung, Regelung
und Dosierung von Fluiden und Gasen in
der Medizintechnik ist lebensnotwendig. Wir
entwickeln und fertigen hierfür passgenaue
Systeme und Komponenten – auch für spezi-
Erleben Sie selbst, wie Ihnen das tiefe
Bürkert-Experten in unseren Systemhäusern
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03/2020 medizin&tec hn i k 41
■ [ SPECIAL AUTOMATISIERUNG ]
ROBOTER HILFT BEIM PRÜFEN
VON KATHETERN
Automatisierte Qualitätskontrolle | Ein Hersteller medizinischer Katheter hat den
Inspektionsprozess für die Spritzgussprodukte automatisiert. Nach der Inspektion
übernehmen Sechsachsroboter die Katheter und halten hohe hygienische Standards
ein. Die Robotersteuerung ist in eine übergeordnete Programmierplattform integriert.
(Bild: Stäubli)
Zwei sechsachsige Roboter vom Typ TX2-60L
handhaben die Katheter nach der Inspektion
schnell und präzise. Strenge hygienische
Standards werden dabei eingehalten
IHR STICHWORT
■
■
■
■
Automatisierte Inspektion
von Kathetern
Bildverarbeitung
Handhabung mit Robotern im Reinraum
Reproduzierbare Ergebnisse
Spritzen, Ampullen und Katheter gehören
zu den vielen Einwegprodukten
aus Kunststoff, die unter Einhaltung
strenger Hygienestandards hergestellt
werden. Die MGS-Gruppe beispielsweise
produziert an einem Standort in Irland
unter Reinraumbedingungen Katheter im
2K-Spritzguss. Bislang wurden diese vor
dem Versand visuell geprüft. Mit dieser
Aufgabe waren mehr als 30 hoch konzentrierte
Mitarbeiter beschäftigt.
Diese aufwendige Sichtkontrolle war
nicht einfach zu realisieren. Laut Shawn
Krenke, Vice President der Equipment Division
bei MGS-MFG, ist es unabhängig
vom Standort sehr schwierig, ausreichend
engagierte Mitarbeiter hierfür zu finden.
Auch könne die Konzentration im Laufe
der Schicht nachlassen, und verschiedene
Mitarbeiter können unterschiedliche Kriterien
anlegen. „All das beeinträchtigt die
Ergebnisse der Qualitätskontrolle, die ja
reproduzierbar sein müssen.“
Die Konsequenz: Ohne Automatisierung
ist die Aufgabe nicht zuverlässig auszuführen.
Aus diesem Grund hat MGS in
Eigenregie für das irische Werk zwei automatisierte
Inspektions- und Sortierzellen
entwickelt, die inzwischen ihren Betrieb
aufgenommen haben.
Die frisch produzierten Katheter werden
nun in einem Trichter an der Eingangsseite
der Zelle abgelegt. Von dort
gelangen sie auf einen Vibrationsförderer,
wo sie zunächst orientiert und dann vereinzelt
werden. Dabei werden jeweils acht
Katheter bereitgestellt und von einer
Transfereinheit abgeholt.
Das Handling führt die Katheter an
vier Bildverarbeitungssystemen vorbei.
Die Kameras detektieren Defekte wie Lunker,
Einfallstellen und Einschlüsse von
Fremdpartikeln an allen Seiten der Katheter.
Auch werden die Katheter daraufhin
geprüft, ob die Verbindung beider Kunststoffarten
bündig erfolgt ist.
Wer die Prüfung nicht besteht,
wird automatisch separiert
Nach der Inspektion entnimmt ein Stäubli-Roboter
vom Typ TX2-60L die acht Katheter
vom Transfersystem. Da das System
Prüfberichte zu jedem Teil liefert,
weiß der Roboter, welche Katheter den
Test bestanden haben, und kann diejenigen
separieren, die als „n.i.O.“ erkannt
wurden. Diese legt der Sechsachser in einem
Behälter ab. Die Katheter, die die
Qualitätsprüfung bestanden haben, sortiert
der TX2-60L lagenweise in wiederverwendbare
Endverpackungen ein.
Der Roboter ist mit einem Achtfachgreifer
ausgerüstet und kann jeden Katheter
einzeln aufnehmen und handhaben.
Gesteuert werden die Greifer über einen
pneumatischen Verteiler direkt am Arm
des Roboters. Jede der beiden Zellen kann
pro Minute mehr als 50 Katheter prüfen,
sortieren und verpacken.
Bei der Konstruktion der Zelle haben
die MGS-Ingenieure größten Wert auf
Flexibilität gelegt. Für den Produktwechsel
zwischen den einzelnen Katheter-Varianten
ist kein Werkzeugwechsel erforderlich.
Craig Nisleit, Elektro-Entwickler, beschreibt
die Sache so: „Wir haben das System
so konzipiert, dass Nebenzeiten wei-
42 medizin&technik 03/2020
testgehend reduziert werden oder hauptzeitparallel
stattfinden. Alle Prozess- und
Programmänderungen werden elektronisch
veranlasst, wenn der Anwender
über die Mensch-Maschine-Schnittstelle
ein neues Programm auswählt.“
Die Roboter in den beiden Zellen sind
in eine Steuerungsplattform von Rockwell
Automation und ein EtherNet/IP-Netzwerk
integriert. Dabei kommt eine Allen-
Bradley-Compact-Logix-5380-Steuerung
zum Einsatz. Die Software-Integration
vereinfacht den Konstruktionsprozess
und das Bedienen der Anlage.
Die Voraussetzung dafür, dass sich der
Roboter in die Steuerungsplattform der
Zelle integrieren lässt, schafft die Robotersteuerungslösung
Unival plc des Roboterherstellers
Stäubli Tec-Systems GmbH
Robotics in Bayreuth. Sie ermöglicht es
der Compact-Logix-Steuerung, den Roboter
mit vereinfachten Funktionsblöcken
über einen Feldbus zu steuern.
Neben Unival spielte bei der Entscheidung
für die Stäubli-Roboter das geschlossene
Gehäuse der TX2-Serie eine
Rolle, das eine den Hygienestandards entsprechende
Zellenkonstruktion ermöglicht.
Schon in der Basisversion erfüllen
die Roboter die Spezifikationen der ISO-
Reinraumklasse 5. Für höhere Anforderungen
sind sie in Reinraumversionen erhältlich.
Auch die kompakten Abmessungen
und die Wiederholgenauigkeit von
± 0,03 mm sprachen für den TX2-60L.
„Weiche“ Faktoren spielten ebenfalls eine
Rolle: Die MSG-Ingenieure hatten in einem
anderen Projekt die Unterstützung
durch die Stäubli-Mitarbeiter schätzen
gelernt.
■
Druckventil
Schwimmend
gelagertes Zahnrad
50 %
WENIGER
PLATZBEDARF
STANDARD-SPIRALFEDER SMALLEY ®
WELLENFEDER
Ölventil
ALL SPRINGS ARE NOT EQUAL ®
(ALLE FEDERN SIND NICHT GLEICH)
Federhöhe gegenüber gewöhnlichen Spiralfedern
um 50 % reduziert – bei gleicher Federkraft und
gleichem Federweg. Standardmäßig aus Edelstahl und
Kohlenstoffstahl erhältlich. Sie benötigen individuelle
Teile? Kein Problem. Wir liefern Ihnen die richtige
Feder aus dem gewünschten Werkstoff für Ihre
spezifische Verwendung.
Sonja Koban
Stäubli Tec-Systems Robotics, Bayreuth
www.staubli.com
Über den Katheterhersteller
Die US-amerikanische MGS-Gruppe stellt Spritzgießwerkzeuge
her und bietet außerdem als Dienstleistung an, auf
diesen im Kundenauftrag auch die zugehörigen Produkte
zu fertigen. Darüber hinaus übernimmt MGS als „Single
Sourcing“-Zulieferer auch produktionsbegleitende Dienstleistungen.
Für Auftraggeber aus der Medizintechnik arbeitet
das Unternehmen weltweit an mehreren Produktionsstätten
– wie zum Beispiel in Irland.
www.mgsmfg.com
brings it together
IN DEUTSCHLAND VERTRETEN DURCH
+49 (0) 234 92361 0
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DIE ERSTE WAHL VON INGENIEUREN
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03/2020 medizin&tec hn i k 43
■ [ SPECIAL AUTOMATISIERUNG ]
DREI PHASEN UNTERSTÜTZEN
BEIM VALIDIERUNGSPROZESS
Equipment-Validierung | Um die Vorgaben der neuen EU-MDR zu erfüllen, sind von
Medizinprodukte-Herstellern umfangreiche Dokumentationen gefordert. Zur Unterstützung
des Validierungsprozesses hat Invotec ein neues Verfahren zur Equipment-
Validierung entwickelt. Geschäftsführer Armin Doser erklärt, wie Unternehmen von
der frühen Integration des Verfahrens in den Projektprozess profitieren können.
■ Technische Dokumentation einer Anlage bis zur Inbetriebnahme. Je Leistung der Anlage.
rungsverfahren ein Kunde nutzen
möchte, bekommt er von uns eine
MDR-taugliche Projekt- und Produktionsanlagen-Dokumentation.
Dabei erfüllen
wir alle relevanten Anforderungen
für die EU-MDR. Durch die Integration
der Equipment-Validierung in den
Projektprozess, steht auf Wunsch nach
jedem Schritt eine Dokumentation zur
Verfügung, die für das Zulassungsverfahren
verwendet werden kann.
Drei Stufen sorgen für
ein sehr gutes
Validierungsergebnis
Armin Doser ist CEO bei der Invotec
■ Wie ist die Equipment-Validierung
GmbH in Villingen-Schwenningen
aufgebaut?
■ Herr Doser, welche Rolle spielt die
Validierung im Zulassungsprozess für
die Medical Device Regulation?
Für die Umsetzung der neuen EU-MDR
müssen Medizinproduktehersteller
unter anderem hohe Dokumentationsanforderungen
erfüllen. Das bedeutet,
dass der Aufwand während des Validierungsprozesses
maßgeblich steigt. Wir
haben mit unserem Programm zur
Equipment-Validierung einen Standardprozess
entwickelt, der die Hersteller
dabei unterstützt, die Anforderungen
Wir bieten drei Phasen der Validierung
an - und theoretisch können wir bei jedem
Prozessschritt einsteigen. In der
Planungsphase definieren wir beispielsweise
in einem Kick-off-Protokoll die
Projektgrundlage und den Inhalt der
weiteren Dokumentation. Wir erstellen
einen Equipment-Validierungs-Plan
sowie einen Projekt- und Qualitätsplan.
Daraus entsteht die Funktions- und
Design-Beschreibung . Das alles wird für
die anschließende Designphase benötigt.
In dieser Phase findet eine kontrollierte
IHR STICHWORT
Dokumentation des Entwick-
der Medical Device Regulation zur Dokumentationspflicht
zu erfüllen.
lungsfortschrittes statt. Damit können
beispielsweise Risiken im Projektablauf
■
■
■
■
Medical Device Regulation
Automatisierte Anlagen
Validierungsprozesse
Equipment-Validierung
■ Wie genau unterstützen Sie die
Unternehmen?
Wir begleiten Medizinproduktehersteller
von der Planung und Projektierung
minimiert werden. In der anschließenden
Testphase wird die Funktion der
Anlage überprüft und wir erstellen eine
entsprechende Dokumentation über die
nachdem, welche Teile unseres Validie-
(Bild: Invotec)
44 medizin&technik 03/2020
■ Welcher Vorteil ergibt sich daraus?
Früher wurden viele Dokumente erst
zum Projektende erzeugt – und der Hersteller
musste dann alle Dokumente
auf einmal sichten, was sehr viel Zeit in
Anspruch nimmt. Anschließend musste
er die Daten dann ja auch noch in seine
Gesamtdokumentation übernehmen.
Nun erhält er alles Schritt für Schritt: In
der Design-Phase erhält er beispielsweise
Materiallisten für die Rückverfolgbarkeit
der verwendeten Materialien
innerhalb der Maschine oder die
Schnittstellendefinition. Bei Bedarf sind
dadurch auch jederzeit Änderungen am
Produkt oder im Prozessablauf möglich.
■ Für wen eignet sich das Verfahren?
Die Equipment-Validierung eignet sich
für Medizintechnikhersteller, die eine
Montage- oder Prüfanlage einsetzen.
Die Produktrange reicht dabei von relativ
einfachen Produkten bis hin zu
hochkomplexen Bauteilen.
■ Wie haben die Unternehmen das
bisher gemacht?
Entweder selbst oder gar nicht. Vor dem
Hintergrund der neuen MDR sind die
Hersteller aber verstärkt gefordert. Sie
müssen alle Informationen und Spezifikationen
einschließlich der Herstellungsprozesse
validieren und vollständig
technisch dokumentieren. Das Problem
ist nun, dass auch Prozesse, die
Über den Automatisierungsexperten
sie schon seit vielen Jahren durchführen,
jetzt entsprechend zu dokumentiere
und darzustellen sind. Das ist sowohl
für kleine als auch für große Unternehmen
ein immenser Aufwand. Manche
haben dafür eigens Abteilungen gegründet,
um die Spezifikationen der
EU-MDR erfüllen zu können. Denn gerade,
wenn es um Montageprozesse geht,
arbeiten viele Unternehmen mit älteren
Maschinen, für die es keine Validierung
gibt. Die Dokumentationen dann
nachträglich zu erstellen ist schwierig.
Hier kann dann unsere 3-Phasen-Validierung
ins Spiel kommen, die den Einstieg
in jeder Phase der Validierung erlaubt.
Denn wenn beim Kunden schon
eine Anlage steht, dann braucht er die
Planungs- und Design-Phase natürlich
nicht mehr. Aber die reine Testphase,
Die Invotec GmbH entwickelt und produziert
maßgeschneiderte Prüf- und Inspektionsgeräte
für Medizinproduktehersteller.
Das Unternehmen besitzt Fertigungsstandorte
in Villingen-Schwenningen,
Miamisburg (Ohio/USA) und Brooklyn
Park (Minnesota/USA) und ist auf den
Einsatz von kleinen bis mittleren Bauteilen
und komplexen Montageprozessen
spezialisiert. Angeboten wird eine Auswahl
an voll- und teilautomatisierten Lösungen.
Die flexible Herangehensweise
ermöglicht es den Kunden, Produktentwürfe
weiterzuentwickeln, während Invotec
die Anlage projektiert. Das Unternehmen
ist seit 2017 Teil der Hahn Group
Division Assemply & Test und kann dadurch
ein Best-Practice-Netzwerk und
weltweiten Support anbieten.
www.invotec.de
beispielsweise für Leistungstests, muss
nach wie vor durchgeführt werden.
■ Wie umfangreich ist das Dokumentationsangebot?
Innerhalb der Validierungs-Phasen unterscheiden
wir drei verschiedene Stufen,
aus denen ein Unternehmen die
Protokolle und Listen wählen kann, die
es für seine Produktzulassung benötigt.
Die Dokumente der ersten Stufe erstellen
wir generell für jedes Projekt. Die
Dokumente der Stufen 2 und 3 können
optional geordert werden. Dazu gehört
auch der komplette Equipment-Validierungs-Report
mit den entsprechenden
Ergebnissen.
Susanne Schwab
susanne.Schwab@konradin.de
Präzision macht
den Unterschied
960-567d-03.18
Auch in der modernen Fertigung spielt die präzise Regelung eine entscheidende Rolle.
Sensoren und Systeme von Kistler sorgen für eine optimale Teilequalität im Spritzgiessen.
Wo auch immer Sie produzieren: Wir bieten Ihnen Komplettlösungen nach Maß und
unterstützen Sie weltweit mit unserer umfassenden Servicekompetenz.
www.kistler.com
03/2020 medizin&tec hn i k 45
■ [ SPECIAL AUTOMATISIERUNG ]
SCHNELLE UMRÜSTUNG AUF ALLE
AUTOINJEKTOR-TYPEN
Montage | Um der wachsenden Nachfrage nach Autoinjektoren gerecht zu werden,
benötigen Hersteller effiziente und individuelle Produktionsprozesse. Für PCI stellte
Syntegon Technology eine flexible automatisierte Anlage zur Verfügung, welche die
Montage und Kennzeichnung verschiedener Autoinjektorformate ermöglicht.
Die RRA-Maschine von Syntegon ist mit
einer vollautomatischen Spritzenzuführung
sowie einem Inspektionsmodul
ausgestattet
IHR STICHWORT
■
■
■
■
Automatisierung
Flexible RRA-Montagemaschine
Unterschiedlich geformte
Autoinjektoren
Kontroll- und Inspektionsprozesse
(Bild: Syntegon Technology)
Bei medizinischen Notfällen wie der
sofortigen Behandlung eines allergischen
Schocks gehören Autoinjektoren
bereits zur Standardausrüstung. Alle Anwendungsbereiche
haben eines gemeinsam:
Dank Autoinjektoren lassen sich Risiken
wie falsche Dosierung und Missbrauch,
schwere Verletzungen und Behandlungsabbruch
vermeiden, die sonst
bei der Selbstverabreichung mit Spritzen
eintreten können. Infolge dieser Entwicklungen
wird die Nachfrage nach selbst injizierbaren
Medikamenten und den entsprechenden
Anwendungen in den kommenden
Jahren noch weiter steigen –
ebenso wie die Nachfrage nach entsprechenden
Fertigungslösungen.
Der schnelllebige Markt verlangt hohe
Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an
die neueste Generation von Medikamenten:
Obwohl viele Injektor-Typen aus ähnlichen
Komponenten bestehen, variiert
ihr Design in Bezug auf Größe, Material
und Form. Dies stellt eine große Herausforderung
dar, insbesondere für Auftragnehmer
und Dienstleister, die Autoinjektoren
für Pharmaunternehmen weltweit
produzieren und daher eine Vielzahl von
unterschiedlich geformten Autoinjektoren
montieren müssen.
Biopharmazeutische Dienstleister wie
die nordamerikanische PCI Pharma Services
mit Niederlassungen auf der ganzen
Welt setzen daher auf Partner, die ihnen
hochflexible Maschinen für ihre individuellen
Anforderungen bieten. Auf der Suche
nach einer Möglichkeit, ihr breites
Spektrum an Produktionsmöglichkeiten
weiter auszubauen, entschied sich PCI für
die flexible RRA-Montagemaschine der
Syntegon Technology GmbH, Waiblingen.
PCI benötigte eine Lösung, die es ermöglichte,
Kunden weiterhin exzellenten
Service und maßgeschneiderte Lösungen
anzubieten und gleichzeitig den eigenen
Bedarf an optimierter Anlageneffizienz zu
decken. „In unserem Geschäft müssen wir
unterschiedliche Anforderungen erfüllen,
daher ist Flexibilität entscheidend für unseren
Erfolg“, erklärt Chris Blanton, Vizepräsident
und General Manager bei PCI
Pharma Services in Philadelphia. Um die
notwendige Flexibilität zu gewährleisten,
musste die Maschine von Syntegon Technology
eine schnelle und einfache Umrüstung
auf alle bekannten Autoinjektortypen
ermöglichen. Gleichzeitig wollte PCI
die Stillstandzeiten der Anlage bei Formatumstellungen
so kurz wie möglich
halten.
Halbautomatische Plattform
mit komplexen Funktionen
Bereits in einer frühen Projektphase arbeiteten
Syntegon und PCI eng zusammen,
um alle notwendigen Parameter der
Anlage zu definieren. Um den Projektumfang
zu definieren, klärten die Partner zunächst,
welche aktuellen Autoinjektoren
auf der Maschine montiert werden sollen
und welche zukünftigen Typen zu einem
späteren Zeitpunkt implementiert werden.
Schließlich entschieden sich PCI und
Syntegon Technology für das Maschinendesign,
das PCI langfristig die größte Flexibilität
bietet: eine halbautomatische
RRA-Montageplattform, die in der serialisierten
Linie zusammen mit einem automatisierten
Kartonierer eingesetzt wird.
Diese kombiniert komplexe Funktionen
mit einfachen Schnittstellen und einer sicheren
Montage. Zudem verfügt die Anlage
über systematische Kontroll- und Inspektionsprozesse
zur Sicherstellung einer
gleichbleibenden Qualität sowie der
Einhaltung der bereitgestellten Gerätemontageanweisungen
des Endkunden.
46 medizin&technik 03/2020
Dies bietet Bedienern eine gute Prozessübersicht
zur einfachen Überwachung.
Das Design der Maschine gewährleistet
die korrekte Platzierung aller Komponenten
des Autoinjektors während der Montage,
unabhängig von Größe, Material
und Design.
Zu den Vorteilen der RRA zählen die
Montage unterschiedlicher Autoinjektorformate
und schnelle, werkzeuglose Umrüstzeiten
von unter zwei Stunden. „So
sind wir in der Lage, 80 Prozent der heutige
gängigen Autoinjektorformate abzudecken“,
erklärt Blanton. „Darüber hinaus
lässt sich die RRA einfach und kostengünstig
für neue Injektortypen umrüsten.“
Die RRA ermöglicht es PCI ebenfalls,
einen flexiblen Montageprozess mit minimalen
Stillstandzeiten zwischen den
Chargen zu etablieren, wodurch Produktion
und Lieferung kostengünstig und
schneller werden.
Der modulare Aufbau der RRA ermöglicht
auch in Zukunft Anpassungen sowie
Montageplattform RRA
Nachrüstungen mit nur geringen Änderungen,
wie etwa die Integration von Robotiksystemen.
Im Einklang mit der pharmazeutischen
Linienkompetenz von Syntegon
Technology lässt sich die RRA zudem
um weitere Anlagen zum Behälter-
Handling, Inspektion, Etikettierung und
Verpackung ergänzen. „Dank der neuen
Maschine können wir alle kritischen Prozesse
überwachen und sicherstellen, dass
Die RRA (Range Rotary Assembly) ist als
standardisierte, modulare Montageplattform
konzipiert. Sie beinhaltet eine vollautomatische
Basismaschine mit Rundtischtransport
und zwölf bis 24 Prozessmodulen.
Die primäre Zuführung ermöglicht
es bis zu drei Bedienern gleichzeitig,
Komponenten des Autoinjektors aus
Trays zu entnehmen. Die Maschine ist
des Weiteren mit einer vollautomatischen
Spritzenzuführung und einem Inspektionsmodul
sowie einer zweiten Zuführung
ausgestattet, die der ersten ähnelt.
Eine Etikettiereinheit mit Laserdrucktechnologie
zum Drucken und Verifizieren
variabler Daten sowie eine Tray-
Ladeeinheit für die fertig montierten, etikettierten
und zugelassenen Autoinjektoren
runden die Lösung ab.
die Autoinjektoren richtig montiert werden,
damit sie in der Praxis wie erwartet
funktionieren. Auf diese Weise gestalten
wir die Selbstinjektion für die Patienten
so praktisch und vor allem so sicher wie
möglich“, resümiert Blanton.
■
Alex Aarslew-Jensen
Syntegon Technology, Waiblingen
www.syntegon.com
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verlassen sich die Menschen weltweit, Tag für Tag.
03/2020 medizin&tec hn i k 47
■ [ RECHT ]
MDR: Was sich wegen des Coronavirus
verschiebt und was nicht
Veränderter Geltungsbeginn | Wegen der Umbrüche, die die Coronavirus-Pandemie
weltweit verursacht, hat die EU-Kommission den Geltungsbeginn der Medical Device
Regulation (EU-MDR) im April um ein Jahr verschoben. Viele weitere Termine wandern
mit, aber einige bleiben unverändert erhalten.
Auch Termine für
wiederverwendbare
chirurgische Instrumente
der neuen
Klasse Ir verschieben
sich mit dem
Coronavirusbedingten
neuen
Geltungsbeginn
(Bild: anrey_orlov /stock.adobe.com)
Am 25. Mai 2017 wurde die europäische
Medizinprodukteverordnung,
(EU) 2017/745 (MDR) veröffentlicht. Sie
soll zwei bisherige Richtlinien ersetzen:
die Medizinprodukterichtlinie (93/42/
EWG, MDD) und die Richtlinie über aktive
implantierbare Medizinprodukte
(90/385/EWG, MDD).
Als Übergangszeitraum für diesen
Wechsel waren ursprünglich drei Jahre
angesetzt, was den 26. Mai 2020 zu dem
in der europäischen Medizintechnik-
IHR STICHWORT
■
■
■
■
■
Geltungsbeginn MDR
Klasse Ir und medizinische Apps
Gültigkeitsdauer für Altbescheinigungen
Abverkaufsfrist für Altprodukte
EU-weite Ausnahmeregelungen
Branche wohl am häufigsten erwähnten
Datum machte. Ob und wie alle geforderten
Änderungen bis zu diesem Termin
umzusetzen wären, ob ausreichend Benannte
Stellen zur Verfügung stehen würden
und was aus den UDI-Kennzeichnungsvorgaben
werden würde, solange es
keine vollfunktionsfähige Eudamed-Datenbank
gibt, waren viel diskutierte Themen.
Der Termin für den Eudamed-Start
wurde bereits Ende 2019 geschoben, und
auch die Übergangsbestimmungen für bestimmte
Klasse-I-Produkte haben sich
zwischenzeitlich geändert.
Doch jüngst hat die EU-Kommission
angesichts der Covid-19-Pandemie den
Übergangszeitraum für die gesamte MDR
in einem Hauruckverfahren verlängert.
Der neue Stichtag für den Geltungsbeginn
ist jetzt ein Jahr später, also der 26. Mai
2021. Die Begründung für diesen Schritt:
neue Herausforderungen durch die Verbreitung
des Coronavirus und die Kom-
plexität der MDR, deretwegen die Kommission
davon ausging, dass die Akteure
die Verordnung nicht zum 26. Mai 2020
würden umsetzen können. Im Zusammenhang
mit der Virus-Krise hat die EU-
Kommission darüber hinaus rechtliche
Grundlagen für unionsweite Ausnahmeregelungen
für Medizinprodukte geschaffen.
Änderungen durch den neuen
MDR-Geltungsbeginn
Die Verschiebung des Geltungsbeginns
laut Vorschlag der Kommission ist inzwischen
seit dem 24. April 2020 in Kraft und
wirkt sich auf eine Reihe von Bestimmungen
der MDR aus. Im Einzelnen:
• Gemeinsame Spezifikationen (Art. 1)
müssen bis spätestens 26. Mai 2021 erlassen
werden.
• Gesondert behandelt werden Gemeinsame
Spezifikationen für die Wiederaufbereitung
von Einmalprodukten,
48 medizin&technik 03/2020
die ebenfalls bis spätestens 26. Mai
2021 erlassen werden müssen (Art.
17). Bis dahin gelten nationale Vorschriften
oder gegebenenfalls harmonisierte
Normen und die Auflage, eine
Benannte Stelle hinzuziehen. Aufbereitet
werden dürfen nur Einmalprodukte,
die gemäß MDR oder vor dem 26. Mai
2021 gemäß MDD in Verkehr gebracht
wurden.
• Der Start von Eudamed mit vollständiger
Funktionalität verschiebt sich auf
den 26. Mai 2021 (Art. 34). Sollte Eudamed
bis 26. Mai 2021 nicht voll
funktionsfähig zur Verfügung stehen,
gelten eine Reihe sich daraus ergebender
Pflichten und Anforderungen erst
sechs Monate nach Bekanntgabe der
voll funktionsfähigen Eudamed (Art.
123). Dies betrifft etwa die Produktregistrierung,
die UDI-Pflichten, die Vergabe
der Single Registration Number
(SRN), klinische Studien oder diverse
Post-Market-Anforderungen.
• Ausnahmen von den Konformitätsbewertungsverfahren
nach Art. 59 können
nun bereits ab dem 24. April 2020
auf Unionsebene vorgenommen werden.
Diese „Lückenschließung“ dient
dazu, kurzfristig nationale Sonderzulassungen
auf die gesamte Union zu
übertragen, um Corona-bedingten Engpässen
bei wichtigen medizinischen
Gütern zu begegnen. Dazu unten mehr.
Plausibilitäts-Check Medizinprodukte
Der VDE sieht mit Besorgnis, dass in der
Coronavirus-Krise Produktfälschungen
den Markt überschwemmen und bietet
daher Krankenhäusern, Pflegeeinrichtungen
und Arztpraxen einen kostenlosen
Plausibilitätscheck an, um zu beurteilen,
ob angebotene Hilfsmittel und medizintechnische
Geräte sicher sind.
Das CE-Zeichen ist Voraussetzung für die
Vermarktung von Medizinprodukten und
Die entsprechenden Regelungen der
Richtlinien werden am 24. April 2020
aufgehoben.
• Die Mitgliedstaaten müssen der Kommission
Sanktionsvorschriften und
-maßnahmen nun bis zum 25. Februar
2021 mittteilen.
• Artikel 120 der MDR regelt die Übergangsfristen.
Alle bislang auf den 26.
Mai 2020 festgesetzten Fristen werden
um ein Jahr auf den 26. Mai 2021 verlängert.
• Die Richtlinien 90/385/EWG und
93/42/EWG werden zum 26. Mai 2021
aufgehoben (Art. 122).
• Und letztendlich regelt Art. 123 das Inkrafttreten
und den Geltungsbeginn
der MDR, der auf den 26. Mai 2021
Schutzausrüstung in Europa. Gerade in
der Krisensituation tauchen Fälschungen
auf.
Der VDE-Check erlaubt eine schnelle Erst -
einschätzung, ob ein angebotenes Produkt
aus seriösen Quellen stammt und
überhaupt vermarktet werden darf.
www.vde.com/
health-plausibilitaets-check
verschoben wird. Artikel 123 verschiebt
auch eine Reihe von UDI-Kennzeichnungsfristen.
Die Verschiebung der MDR traf in der
Medizintechnikbranche auf breite Zustimmung.
Allerdings gab es in Bezug auf
die Anpassung von Artikel 120 kurzzeitig
Verwirrung. Mit dem 2. Corrigendum der
MDR wurde erst im Dezember 2019 eingeführt,
dass bestimmte Klasse-I-Produkte,
wie wiederverwendbare chirurgische
Instrumente oder medizinische Apps, eine
Sonderregelung bekommen. Diese fallen
gemäß MDR in höhere Risikoklassen,
so dass ein Konformitätsbewertungsverfahren
unter Mitwirkung einer Benannten
Stelle erforderlich wird. Dies hätte ursprünglich
dazu geführt, dass diese Pro-
Mit uns kommen Sie voran!
• Krisenmanagement für Medizinprodukte-Hersteller – Webcode: MT06927
• Reklamationsmanagement bei Medizinprodukten – Webcode: MT06924
• Vigilanz für Medizinprodukte – Webcode: MT07920
• Grenzen der Medizinprodukte-Werbung – Webcode: MT07921
• IITs mit Medizinprodukten – Webcode: MT07922
• Contract Manufacturing bei Medizinprodukten – Webcode: MT07923
• Medical Devices in China – Webcode: MT08920
• Medizinprodukte für Einsteiger – Webcode: MT09920
• Die Aufbereitung von Medizinprodukten – Webcode: MT09921
• Aktuelles Medizinprodukte-Recht: Deutschland & Europa – Webcode: MT09924
03/2020 medizin&tec hn i k 49
FORUM · Institut für Management GmbH ·
www.forum-institut.de
■ [ RECHT ]
dukte zum 26. Mai 2020 gemäß MDR in
Verkehr gebracht hätten werden müssen.
Hiervon wären sehr viele Produkte und
Hersteller betroffen gewesen, so dass das
2. Corrigendum eine große Erleichterung
gebracht hat. Demnach durften die genannten
Produkte auch nach dem 26. Mai
2020 bis längstens 26. Mai 2024 in
Verkehr gebracht werden, vorausgesetzt,
es hätte MDD-Konformität bestanden
und es hätten keine wesentlichen Änderungen
der Auslegung und der Zweckbestimmung
des Produkts stattgefunden.
Darüber hinaus blieben die Anforderungen
der MDR an die Überwachung nach
dem Inverkehrbringen, die Marktüber -
wachung, die Vigilanz sowie die Registrierungspflichten
davon unberührt und
waren bereits ab dem 26. Mai 2020 zu erfüllen.
Klasse Ir: 2. Corrigendum gilt
trotz Verschiebung der MDR
Die Frist dieser wichtigen Sonderregelung
hatte die EU-Kommission ursprünglich
nicht auf den 26. Mai 2021 angepasst. Das
war nur schwer nachvollziehbar und führte
zu der Frage, wie diese Produkte im
Zeitraum zwischen 26. Mai 2020 und
2021 zu behandeln wären. Es erschien
wenig plausibel, dass die EU-Kommission
die im Dezember 2019 eingeführte Erleichterung
angesichts verschärfter Rahmenbedingungen
zurücknehmen würde.
Viele Beobachter vermuteten daher, es
handele sich schlicht um ein Versehen,
weil man offenbar das 2. Corrigendum
nicht zur Hand hatte und mit einem veralteten
MDR-Text gearbeitet hat. Wie dem
auch sei, im Zuge des Gesetzgebungsprozesses
zwischen Kommission, Rat und
Parlament wurden diese Anpassungen
dann letztlich vollzogen. Die ursprüngliche
Wirkung des 2. Corrigendums bleibt
also erhalten.
Trotz der zahlreichen verschobenen
Fristen und Termine bleibt auch etwas unverändert.
Die Frist zum Inverkehrbringen
von Altprodukten bleibt in den meisten
Fällen der 26. Mai 2024. Das finale
Datum zur Bereitstellung oder Inbetriebnahme
von Altprodukten ist ebenfalls unverändert
der 26. Mai 2025. Während der
verlängerten Übergangszeit werden nun
bis Mai 2025 MDD- und MDR-zertifizierte
Produkte auf dem Markt koexistieren.
Hersteller von Medizinprodukten sollten
im Detail prüfen, in wie weit die jeweiligen
Übergangsbestimmungen für ihre
Produkte greifen.
Im Schatten der Verschiebung des
Geltungsbeginns der MDR hat die Kommission
auch die Rahmenbedingungen
für die Konformitätsbewertung und damit
verbunden der CE-Kennzeichnung geändert.
Sowohl die MDD als auch die MDR
erlauben es den zuständigen nationalen
Behörden, Medizinprodukten auch ohne
Konformitätsbewertungsverfahren und
damit ohne CE Kennzeichnung den Zugang
zum Markt zu ermöglichen. Begründet
werden kann dieses mit Aspekten des
Gesundheitsschutzes oder der Patientensicherheit
als Grundlage für ein nationale
Ausnahmeregelung. Die EU-Kommission
hat nun angesichts der Covid-19-Krise Artikel
59 der MDR kurzerhand vorgezogen,
um nationale Sonderregelungen innerhalb
der EU übernehmen zu können. Damit
sollen etwaige Engpässe bei lebenswichtigen
Medizinprodukten vermieden
werden.
Soweit so gut, allerdings sind jetzt vermehrt
Produkte zu erwarten, die zwar zur
medizinischen Anwendung am Menschen
bestimmt sind, aber keine Konformitätserklärung
beziehungsweise keine CE-
Kennzeichnung haben. Dies sollte vor allem
bei Covid-19 relevanten Produkten
der Fall sein. Hier besteht die Gefahr, dass
Sicherheitsstandards erodieren, deren Erhöhung
das erklärte Ziel der MDR in der
Folge der Skandale rund um Brust- und
Hüftimplantate war.
Die Problematik lässt sich aktuell an
den Versorgungsengpässen bei Schutzmasken
ablesen. Diese können entweder
als Medizinprodukt (medizinischer
Mund-Nase-Schutz) oder als persönliche
Schutzausrüstung (partikelfiltrierende
Halbmasken) im regulierten Markt bereitgestellt
werden. Für beide Maskenarten
existiert ein hoher Bedarf, der durch die
Einführung einer allgemeinen Maskenpflicht
noch erhöht wurde. Gleichzeitig
haben sowohl der europäische als auch
der deutsche Gesetzgeber regulatorische
Standards gesenkt, um die Bereitstellung
der übernachgefragten Produkte zu beschleunigen.
Angesichts dieser Konstellation kommt
es, wie es kommen musste: Der deutsche
Markt wird überschwemmt mit Masken,
die nicht verkehrsfähig und von zweifelhafter
Qualität sind. Der VDE hat daher
Anfang April einen für Gesundheitseinrichtungen
kostenfreien Plausibilitätscheck
eingeführt, um schnell beurteilen
zu können, ob angebotene Medizin- und
Schutzprodukte vermarktet werden dürfen
und aus seriösen Quellen stammen.
Die Prüfergebnisse sind niederschmetternd.
Konformitätserklärungen gibt es in
den seltensten Fällen. Stattdessen werden
die Bezieher der Medizin- und Schutzprodukte
mit aussagelosen Zertifikaten getäuscht,
die suggerieren, es gäbe eine
„CE-Zertifizierung“.
Sicherheit geht vor, selbst wenn
es Engpässe zu verhindern gilt
Zu hoffen ist, dass Patienten und Personal
nicht oder nur in geringem Umfang zu
Schaden kommen. Es ist nachvollziehbar,
dass durch gesenkte Anforderungen fehlende
medizinische Versorgungsgegenstände
schneller bereitgestellt werden sollen.
Das darf aber nicht auf Kosten der Sicherheit
der Patienten und des Gesundheitspersonals
geschehen.
Aufgrund der Covid-19-Pandemie ist
von weiteren Planänderungen bezüglich
der MDR in hoher Schlagzahl ausgehen.
Für die Verschiebung des Geltungsbeginns
der MDR hat die Kommission lediglich
21 Tage benötigt. Derzeit ist also
„Fahren auf Sicht” angesagt, auch wenn
das nicht die optimale Lösung für Patienten,
Personal und Hersteller in einem
hochregulierten Umfeld ist.
■
Dr. Cord Schlötelburg
VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik
Informationstechnik e.V., Frankfurt/Main
Mehr zum Thema vom VDE im Blog unter:
https://meso.vde.com/de/blog
Mehr dazu online
Was sich in Fragen der Medical Device
Regulation tut, lesen Sie auf der Themenseite
im Online-Magazin:
medizin-und-technik.industrie.de/
themen/medical-device-regulation/
50 medizin&technik 03/2020
■ [ FOKUS FORSCHUNG ]
Ohne Kommunikation
keine Biofilme
Antimikrobielle Werkstoffe | Zwei Wege führen zu
bakterienfreien Materialien: Antimikrobielle Wirkstoffe
in oberflächennahe Schichten von Polymeren oder das
Unterbinden der Kommunikation zwischen den Bakterien,
die dann keine Biofilme bilden können.
Die Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits-
und Energietechnik Umsicht in Oberhausen forschen
seit zehn Jahren an der antibakteriellen Imprägnierung von
Werkstoffen, insbesondere von Kunststoffen. Das Ziel sind umweltfreundliche
Alternativen zu antibakteriell wirkenden, aber
toxischen oder sehr kostenintensiven Materialien wie Kupfer.
Beim Imprägnierverfahren wird nur die Oberfläche eines Bauteils
behandelt, so dass nur geringe Mengen des antimikrobiellen
Wirkstoffs gebraucht werden und auch eine nachträgliche Ausstattung
eines fertigen Bauteils möglich ist.
Am Fraunhofer Umsicht wurde ein Verfahren entwickelt, dass
polymere Oberflächen mithilfe von überkritischem Kohlendioxid
imprägniert. Dieses kann leicht wie Gas in eine Oberfläche
eindringen und ist weder brennbar noch toxisch, gut verfügbar
und kostengünstig. Das überkritische Kohlendioxid öffnet die
polymere Struktur und ermöglicht den Stofftransport an die
Oberfläche. Für Anwendungen im Consumer-Bereich – beispielsweise
Lichtschalter – werden während der Imprägnierung mit
überkritischem Kohlendioxid nano- und mikroskalige Silberpartikel
eingebracht. „Tests zeigten, dass bereits nach einer Stunde
alle Bakterien von der Oberfläche eines zuvor mikrobakteriell
(Bild: Fraunhofer Umsicht)
Für Trinkwasserrohre oder Medizingeräte setzen die Fraunhofer-
Forscher auf Naturstoffe, mit denen die Materialien imprägniert
werden
kontaminierten Lichtschalters entfernt worden sind“, erklärt Nils
Mölders, Abteilungsleiter Produktentwicklung am Fraunhofer
Umsicht. Auslaugtests zeigten, dass sich die Silberpartikel gemäß
gängiger Normen (DIN-EN 71-3) nicht auswaschen.
Ein weiteres Verfahren eignet sich für medizinische Geräte oder
Wasserrohre, auf deren Oberflächen sich Biofilme bilden können.
Hier kann die Kommunikation zwischen Bakterien gestört
werden, was die Bildung der Biofilme wirksam verhindert.
Hier wollen die Fraunhofer-Forscher Nanopartikel und Silbersalze
vermeiden und verwenden verschiedene Naturstoffe. Diese
belegen die Rezeptoren der Bakterien, und wo keine Signale ausgetauscht
werden können, unterbleibt die Filmbildung.
Die Naturstoffe werden zur Immobilisierung mikroverkapselt
oder mithilfe der Hochdruckimprägnierung in die gewünschten
Materialoberflächen eingebracht, beispielsweise in Lackformulierungen
oder Trinkwasserrohre.
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03/2020 medizin&tec hn i k 51
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■ [ FOKUS FORSCHUNG ]
Eine Prüfmaschine für alle Arten
künstlicher Gelenke
Qualitätssicherung bei Implantaten | Um Implantate, die verschiedene Gelenke
ersetzen, auf Verschleißerscheinungen zu prüfen, werden bisher unterschiedliche
Prüfmaschinen gebraucht. Dass das einfacher geht, zeigt ein Projekt des Institut
Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau e.V.
Auf dem neuen Verschleißprüfgerät
befindet sich an drei Aktuatoren das gleiche
Produkt in parallelen Testläufen
Die Versorgung von Patienten mit
künstlichen Gelenken gehört zu den
häufigsten Operationen in Deutschland.
Laut Angaben des Statistischen Bundesamtes
wurden allein im Jahr 2018 knapp
240000 künstliche Hüftgelenke und rund
190000 Kniegelenke implantiert.
Damit die Patienten nach einem solchen
Eingriff möglichst beschwerdefrei
leben können, muss das für die Implantate
verwendete Material langlebig und
qualitativ hochwertig sein – und präzise
verarbeitet werden. Für möglichst geringen
Verschleiß bestehen klare Vorschriften,
für deren Einhaltung Prüfsysteme
sorgen. Derzeit sind für solche Prüfungen
allerdings separate Geräte je nach Gelenk
erforderlich, sei es Hüfte, Knie, Schulter
oder Sprunggelenk.
Das Institut Chemnitzer Maschinenund
Anlagenbau e.V. (ICM) hat jetzt in
(Bild: Dyna-Mess Prüfsysteme)
Kooperation mit Forschungspartnern ein
neues Verschleißprüfgerät entwickelt: Es
ist in der Lage, alle gängigen Endoprothesen
auf ihre Verschleißbeständigkeit zu
prüfen. Elektrisch betriebene Arme des
Geräts – die so genannten Aktuatoren –
testen die Teile aus Metall oder Kunststoff
unabhängig davon, ob sie für Hüfte, Knie,
Schulter oder Sprunggelenk bestimmt
sind. Dabei wird gestreckt, gedreht und
geschüttelt – wie es den Implantaten „im
richtigen Leben“ im Körper eines Menschen
ergeht.
Denn die Gelenke – seien es unsere natürlichen
oder künstlich eingesetzte –
sind im Körper enormen Kräften und Belastungen
ausgesetzt. „Wie das Material
damit zurechtkommt, prüft unser Gerät
individuell für die jeweiligen Endoprothesen.
Wechselt man von einer Endoprothese
auf einen neuen Typ, so sind mecha-
nisch über ein Klicksystem sowie digital
über das Display nur wenige Veränderungen
notwendig“, erläutert ICM-Projektleiter
Thomas Reuter. Der Chemnitzer Ingenieur
war an der Entwicklung des Demonstrator-Geräts
für das Verschleißprüfsystem
maßgeblich beteiligt. Ein Prototyp
steht nun an der Universität Heidelberg.
Diese ist neben einem auf Prüfsysteme
spezialisierten Unternehmen aus Stolberg
bei Aachen einer der beiden Forschungspartner.
Parallele Prüfung überlässt
nichts dem Zufall
Kompromisse bei der Prüfung werden
nicht gemacht. DIN-Vorschriften legen
die einzuhaltenden Prüfzyklen fest, sei es
die Zahl der simulierten Schultergelenks-
Rotationen oder der simulierten Kniebeugen.
„Damit nichts dem Zufall überlassen
bleibt, wird jedes zu prüfende Produkt parallel
auf drei Aktuatoren eingespannt, so
dass von jedem Produkt drei Exemplare in
der Prüfung sind“, erläutert Reuter. Die
Antriebs- und Regelungskonzepte seien
durch virtuelle Simulationsmodelle unterstützt
worden, wodurch die Abmessungen
und Festlegungen für die Komponenten
wesentlich effizienter realisiert worden
seien.
Das im März 2020 abgeschlossene Forschungsprojekt
wurde vom Bundeswirtschaftsministerium
gefördert. Das auf
den Forschungsergebnissen aufbauende
Modell hat laut Reuter sehr gute Chancen
am Markt.
■
Alexander Knebel
Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft
Konrad Zuse e.V., Berlin
www.zuse-gemeinschaft.de
52 medizin&technik 03/2020
Strahlendes Weiß
ohne Titandioxid
Nach dem Vorbild des weißen Käfers Cyphochilus insulanus erzeugt ein
nanostrukturierter Polymerfilm eine strahlend weiße Beschichtung
Bionik | Eine neu entwickelte Folie ist extrem dünn und
lässt sich industriell auf unterschiedlichste Gegenstände
aufbringen – um ihnen durch hohe Lichtstreuung eine
attraktive weiße Farbe zu verleihen.
Bislang ist Titandioxid das Standardpigment, um Lacke, Farben
und Kunststoffe, aber auch Tabletten weiß zu färben.
Das Pigment hat einen hohen Brechungsindex, reflektiert einfallendes
Licht fast vollständig, steht jedoch in der Kritik. „Titandioxid
hat den Nachteil, dass sich seine Partikel nicht abbauen und
dadurch auf Dauer die Umwelt belasten“, sagt Prof. Hendrik Hölscher
vom Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des Karlsruher
Instituts für Technologie (KIT). Auch gibt es Bedenken, dass
Titandioxid möglicherweise gesundheitsschädlich sein könnte.
Doch können auch poröse Polymerstrukturen – wie man es bei
den Bläschen von Rasier- oder Badeschaum sieht – eine vergleichbar
hohe Streuung erzeugen. Zu einer solchen Lösung
wurden Hölscher und sein Team von dem weißen Käfer Cyphochilus
insulanus inspiriert, dessen Schuppen dank einer speziellen
Nano struktur seines Chitinpanzers weiß erscheinen. „Nach
diesem Vorbild stellen wir aus Polymeren feste, poröse Nano -
strukturen her, die einem Schwamm ähneln“, sagt Hölscher, der
am IMT die Gruppe Biomimetische Oberflächen leitet.
Die Polymerfolien sind dünn, flexibel und leicht, aber mechanisch
stabil und lassen sich industriell auf unterschiedliche Produkte
aufbringen. Bei einer Stärke von 9 μm reflektiert die Polymerfolie
mehr als 57 % des einfallenden Lichts. 80 bis 90 % sind
bei einer dickeren Folie erreichbar. Für die Entwicklung wurde
die schwammförmige Mikrostruktur auf Acrylglas aufgebracht.
Das Verfahren lässt sich jedoch auf andere Polymere übertragen.
„Neben Folien lassen sich auch ganze Gegenstände Weiß färben“,
sagt Hölscher. Geplant seien Partikel wie kleine Kügelchen,
die in andere Materialien eingebracht werden können.
(Bild: Julia Syurik, KIT)
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03/2020 medizin&tec hn i k 53
■ [ INNOVATIONEN ]
Kurze Fließwege und
angussfreie Teile
Mikrospritzgießen | Auf Mikrospritzgießmaschinen
werden kurze Fließwege bis hin zu angussfreien Teilen
möglich – bei sehr kurzen und materialschonenden
Verweilzeiten.
Die vertikalen und horizontalen Spritzgießmaschinen der
Christmann Kunststofftechnik GmbH/Babyplast, Kierspe,
benötigen in der Tischanlagenklasse nur sehr wenig Platz – sie
sind kaum größer als professionelle Kaffeemaschinen. Die smarten
Maschinen sind gegenüber konventionellen, überdimensionierten
Spritzgießmaschinen energetisch klar im Vorteil. Denn
so können bei der Fertigung von Mikrospritzgussteilen die gar
nicht benötigten Schließkräfte, energetisch aufwendiges Temperieren
von größeren Stahlvolumina und höhere Investitionen in
Werkzeuge ausgeklammert werden.
Diese Mikrospritzgießmaschinen zeigen aber vor allem bei der
Qualität der Teile ihre Stärken. Kurze Fließwege bis hin zu angussfreien
Teilen bei sehr kurzen und materialschonenden Verweilzeiten
werden möglich. Alle diese Effekte schlagen sich
schlussendlich in der Güte der Teile nieder. Das ist vor allem relevant,
weil viele Mikrospritzteile aus sehr hochwertigen Werk-
Mikrospitzgießen in kompakter Form : Maschine mit
Tisch, Temperiergerät, Trockner und Separierwalze (MD)
stoffen, wie POM, LSR, TPE / TPU oder Silikon bestehen und sie
auch überwiegend in anspruchsvollen Branchen wie der Medizintechnik
nachgefragt werden.
Christmann Kunststofftechnik, Kierspe
www.babyplast.de
(Bild: Christmann/Babyplast)
Hybrid Additive Manufacturing
Lasersintern trifft
Hochgeschwindigkeitsfräsen
Minisensoren für Werkzeuginnendruck
Sensorerkennung am System
wird überflüssig
(Bild: Matsuura Machinery)
Die Hybrid-Additive-Manufacturing-Anlage
Lumex Avance
25 der Matsuura Machinery
GmbH, Wiesbaden-Delkenheim,
vereint selektives Laser -
sintern (SLS) und High Speed
Milling (HSM) in einer Maschine.
Dieses Verfahren erlaubt
ein breites Spektrum an
Einsatzmöglichkeiten: Werkstücke
mit 3D-Kühlmittel -
kanälen für Werkzeugformen,
extra leichte Bauteile mit hohlen
und Gitter-Strukturen oder
filigrane Werkstücke mit tiefen
Konturen können laut Hersteller
auf der Hybrid-Anlage
wirtschaftlich und präzise gefertigt
werden. Die Laser-Sinter-Maschine
wurde über die
Zeit immer weiter optimiert
und verfügt inzwischen über
einen Laser mit einer Leistung
von bis zu 1000 W sowie verbesserte
Bearbeitungsstrategien.
Diese umfassen unter anderem
eine selektive Pulverabsaugung
vor dem Fräsen, wodurch
eine Zeitersparnis von
rund 50 % ermöglicht wird.
Matsuura Machinery,
Wiesbaden-Delkenheim
www.matsuura.de
Bei der Hybrid-Additive-Manufacturing-Anlage
Lumex Avance
25 ermöglicht eine selektive
Pulverabsaugung vor dem
Fräsen eine Zeitersparnis von
etwa 50 %
(Bild: Kistler Instrumente)
Die Kistler Instrumente AG mit
Stammsitz in Winterthur in
der Schweiz stellt eine neue
Generation von Miniatur -
sensoren für den Werkzeug -
innendruck vor. Die auf Präzision
getrimmten Sensoren
6178C, 6182D und 6183D gibt
es jetzt mit Unisens-Einheitsempfindlichkeit:
Die erzielte
Genauigkeit entspricht einem
Bruchteil des bisherigen Toleranzbereichs.
Durch die hohe,
gleichbleibende Empfindlichkeit
der Sensoren müssen Anwender
die Werte aus dem
jeweiligen Datenblatt der Sensoren
nicht mehr ins System
eingeben. Die Sensoren sind
somit einfach austauschbar.
Kistler Instrumente,
Sindelfingen
www.kistler.com
Hochempfindlich,
platzsparend und
robust: Miniatursensoren
für Werkzeuginnendruck
von
Kistler Instrumente
54 medizin&technik 03/2020
MEDICAL
CONNECTIVITY
SOLUTIONS
Medizinische Netzteile
Erfüllen Effizienzanforderungen
nach DoE Level VI und CoC Tier 2
DISPOSABLE OR STERILIZABLE
BRASS, ALUMINIUM, PLASTIC
IP68/HERMETIC
ASSEMBLED SOLUTIONS:
SILICONE OR THERMOPLASTIC
(Bild: Mascot)
Die medizintechnischen
Blueline-
Netzteile sind dank
austauschbarer AC-
Stecker für flexible
Konfiguration ausgelegt
Die externen Netzteile der
Blueline-Serie von Mascot AS,
Fredrikstad/Norwegen, bieten
eine Auswahl sofort einsetzbarer
Stromversorgungen, die
laut Anbieter hohe Qualität,
wettbewerbsfähige Preise und
die Einhaltung aktueller Ökodesign-Richtlinien
in der EU
und in Nordamerika vereinen.
Die fünf Blueline-Modelle erfüllen
die Effizienzanforderungen
nach DoE Level VI und
CoC Tier 2. Sie sind UL-zugelassen
und decken einen Leistungsbereich
von 5 bis 60 W
ab. Sie sind auch nach EN
60601-1 für Sicherheit in der
Medizintechnik zertifiziert
und entsprechen den EMV-
Spezifikationen.
Mascot AS,
Fredrikstad/Norwegen
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FISCHER FREEDOM LP360
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High speed data – Ethernet
& USB 3.0
Servomotoren für Kleinspannungen
Dauerhaftes Drehmoment
zwischen 0,6 und 9 Nm
Nach dem erfolgreichen Start
der zweiten Servomotoren-
Generation AKM2G erweitert
die Kollmorgen Europe
GmbH, Ratingen, jetzt ihre
Reihe für Anwendungen im
Kleinspannungsbereich. Der
Spezialist für Servoantriebstechnik
und Motion Control
reagiert damit auf die Nachfrage
nach AKM2G-Motoren
für Robotik sowie die Medizintechnik.
Hier sind zunehmend
leistungsstarke Kompaktantriebe
für Versorgungsspannungen
mit 24, 48, 72 und 96
V DC gefragt.
Im ersten Schritt werden die
AKM2G-Motoren in der Baugröße
3 angeboten. Als Rückführsystem
setzen die Ratinger
im Standard auf optische
Encoder, Hiperface DSL, En-
Dat sowie die robusten Resolver.
M23-Verbindungen in der
Variante SpeedTec sowie dem
hybriden Htec sind aktuell verfügbar.
Weitere Optionen sollen
folgen.
Die Motoren liefern dauerhaft
ein Drehmoment zwischen 0,6
und 9 Nm bei Spitzenmomenten
bis 27 Nm.
Kollmorgen, Ratingen
www.kollmorgen.com
www.dosieren.de
VIEWEG
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Dosiertechnik – Ganz einfach
simply dispensing
(Bild: Kollmorgen)
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03/2020 medizin&tec hn i k 55
■ [ INNOVATIONEN ]
Für OP an kleinen
Knochen ausgelegt
(Bild: Portescap)
BLDC-Motoren | Portescap hat drei kompakte Motoren
entwickelt, die speziell für OPs an kleinen Knochen ausgelegt
sind und für mehr als 1000 Sterilisationszyklen
getestet sind.
Die kompakten Motoren liefern ein steuerbares, präzises Drehmoment
und sind für mehr als 1000 Sterilisationszyklen getestet
Für chirurgische Eingriffe an kleinen Knochen hat Portescap
S.A., La Chaux-de-Fonds/Schweiz, drei kompakte BLDC-Antriebe
entwickelt, die ein steuerbares, präzises Drehmoment liefern
und für mehr als 1000 Sterilisationszyklen getestet sind. Der
Motor B0912N1016 (9,6 V, 38 000 min -1 ), der Getriebemotor
B0912N4023 (9,6 V, 1100 min -1 ) und der Getriebemotor
B0912N4024 (9,6 V, 12800 min -1 ) sind sterilisierbare BLDC-Motoren,
die Drehmoment und Drehzahl passend für Bohrer, Sägen
und Reibahlen liefern. Sie eignen sich sowohl für traditionelle
chirurgische Werkzeuge, als auch für robotergestützte chirurgische
Geräte und können mit einem sterilisierbaren Portescap-
Controller für batteriebetriebene Anwendungen kombiniert werden.
Die Motoren liefern ein hohes Spitzendrehmoment, das gleichmäßige
Leichtgängigkeit auch in dichtestem Knochengewebe gewährleistet,
und verfügen über eine Spannungsregelung, die
präzise Kontrolle ermöglicht.
Die Motoren mit 22 mm Durchmesser sind laut Anbieter leicht,
geräusch- und vibrationsarm, um die Ergonomie und die Handhabung
zu verbessern. So kommt es auch bei langen Operationen
nicht zu Ermüdungserscheinungen. Alle Motoren sind zudem
auf Widerstandsfähigkeit gegenüber Salzlösungen und anderen
Fremdstoffen getestet.
Für Entwickler, die einen der Motoren in einem Prototyp spezifizieren
möchten, sind diese in Standardausführung kurzfristig
lieferbar. Kundenspezifische Lösungen sind möglich. Typische
Optionen sind Hohlwellen / kanülierte Wellen für Drahttreiber,
kundenspezifische Wellen oder Gehäuse sowie Kegelverzahnungen
für eine höhere Flexibilität bei der Positionierung innerhalb
des Werkzeugs.
Portescap, La Chaux-de-Fonds/CH
www.portescap.de
Firmenscout (Redaktion/Anzeige)
3a-Diagnostics ................... 16
Aerotech Elektronische
Steuerungen .......................51
Aesculap ............................... 10
Aimtec .................................. 10
Bayern Innovativ ................ 16
Bdtronic ................................ 10
Berlin Heart ......................... 11
Bioservo Technologies ...... 28
Borealis ................................. 13
Bürkert Werke ....................41
BVMed ..................................... 8
Ceramoptec ......................... 36
Chr. Mayr
Antriebstechnik ..................15
Christmann
Kunststofftechnik .............. 54
Codialist ............................... 11
Coherent Munich .......27, 32
Contexo GmbH ...................29
Deutsche Gesellschaft
für Handchirurgie .............. 14
Deutsche Institut für
Normung ................................ 8
DMB Apparatebau ............31
Dr. Fritz Faulhaber ............57
Dräger ................................... 16
Eichenberger ....................... 28
ELMET Elastomere,
Produktions- und
Dienstleistung ...................47
ENEMAC Ges.für Energieu.
Maschinentechnik .......25
Evonik Industries ........ 24, 60
EXSAL c/o Palexpo ...............9
Faulhaber ............................. 30
FEINGUSS BLANK ..............23
Fischer Connectors ...........55
Forschungsstelle Campus
Additive.Innovationen ...... 24
Forum Institut für
Management .....................49
Fraunhofer IPA .................... 40
Fraunhofer IWU ................. 25
Fraunhofer Umsicht .......... 51
Fresenius Kabi ..................... 10
Freudenberg Medical
Europe ..................................33
GE Healthcare ..................... 16
Hahn Robotics .................... 41
Heraeus Amloy ................... 34
Historische Sammlung
Bethel ................................... 59
Institut Chemnitzer
Maschinen- und
Anlagenbau ......................... 52
Institut für Mikrostrukturtechnik
(IMT) ...................... 53
Invotec .................................. 44
Karl Hipp Präzisions-
Gewindespindeln ..............39
Keyence ................................ 58
Kistler Instrumente ....45, 54
Kollmorgen .......................... 55
Kratzer ....................................5
Kumovis ................................ 24
LASERVORM .......................35
Mascot .................................. 55
Matsuura Machinery ........ 54
Medical Mountains ........... 10
Medtec Live ......................... 12
Messe München ................. 40
Messe Nürnberg ................ 10
MGS-MFG-Gruppe ............. 42
MIKRO-PRÄZISION
Wilfried Nippel ....................2
Mindpax ............................... 10
OFS ...........................................3
Otto Ganter
Normteilefabrik .................13
PCI Pharma Services .......... 46
Pfeiffer Vacuum .................57
Philips Healthcare ....... 10, 16
Physik Instrumente ........... 58
PIA Automation .................. 41
Plasmo Industrietechnik .. 38
Portescap ............................. 56
Profilscope Schienen
und Profile ..........................25
RCT Reichelt
Chemietechnik ...........53, 57
Rethink Robotics ................ 41
Roland Berger ..................... 16
RWTH Aachen ..................... 16
Siemens ................................ 16
Signus ................................... 11
Smalley Steel Ring
Company .......................43, 57
Spectaris .......................... 8, 10
Stäubli Tec-Systems
Robotics ................................ 42
Syntegon .............................. 46
Syscore .................................. 11
Trumpf .................................. 34
Universität Bayreuth ......... 24
Universität Heidelberg ..... 52
Universität Würzburg ....... 16
Up Nano ............................... 24
VDE ................................. 48, 49
Viessmann ........................... 16
Vieweg ..................................55
Vocationeers ....................... 22
W&H Dentalwerk
Bürmoos ............................... 22
Waldorf Technik ................. 41
WEBER Instrumente ..........11
Wild ....................................... 24
ZORN Maschinenbau ........23
Zuse-Gemeinschaft ........... 10
56 medizin&technik 03/2020
medizin&technik präsentiert Ihnen Partner für die Medizintechnik.
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der innovativsten Unternehmen Deutschlands und bietet
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Mikroantriebstechnologien. Vom leistungsstarken
DC-Motor mit 200 mNm Dauerdrehmoment bis zum
filigranen Mikroantrieb mit 1,9 mm Außendurchmesser
umfasst das FAULHABER Standardportfolio mehr als 25
Mio. Möglichkeiten, ein optimales Antriebssystem für
eine Anwendung zusammenzustellen. Dieser Technologiebaukasten
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um auf besondere Kundenwünsche hinsichtlich Sonderausführungen
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mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte
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Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin
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Vakuumkammern und -systemen. Produkte und
Lösungen von Pfeiffer Vacuum finden Anwendung in
den Märkten Analytik, Industrie, Forschung & Entwicklung,
Beschichtung und Halbleiter.
03/2020 medizin&tec hn i k 57
ISSN 1863–7604
■ [ INNOVATIONEN ]
Herausgeberin: Katja Kohlhammer
Verlag:
Konradin-Verlag
Robert Kohlhammer GmbH
Anschrift: Ernst-Mey-Straße 8,
70771 Leinfelden-Echterdingen,
Germany
Geschäftsführer: Peter Dilger
REDAKTION
Chefredakteurin:
Redaktion:
Ständige freie
Mitarbeit:
Redaktionsassistenz:
Layout:
ANZEIGEN
Gesamtanzeigenleiter:
Dr. Birgit Oppermann (op),
Phone +49 711 7594–459
Susanne Schwab (su),
Phone +49 711 7594–444
Bettina Gonser (bg),
Sabine Koll (sk)
Daniela Engel,
Phone +49 711 7594–452,
Fax +49 711 7594–1452
E-Mail: daniela.engel@konradin.de
Ana Turina,
Phone +49 711 7594–273
Joachim Linckh,
Phone +49 711 7594–565,
Fax +49 711 7594–1565
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bestellt war, läuft das Abonnement bis auf Widerruf.
Bezugszeit:
Das Abonnement kann erstmals vier Wochen zum Ende des
ersten Bezugsjahres gekündigt werden. Nach Ablauf des ersten
Jahres gilt eine Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum
Quartalsende. Bei Nichterscheinen aus technischen Gründen
oder höherer Gewalt entsteht kein Anspruch auf Ersatz.
Leicht die richtige
Beleuchtung finden
Bildverarbeitung | Das multispektrale Bildverarbeitungssystem von
Keyence ist mit einer Steuereinheit ausgestattet und verbessert die
Form- und Farberkennung.
Mit dem multispektralen Bildverarbeitungssystem
der Keyence
Deutschland GmbH, Neu-Isenburg, lässt
sich leicht die richtige Beleuchtung finden.
Möglich wird dies dank des multispektralen
Modus der Bildverarbeitungssysteme
CV-X und XG-X. Diese einfach zu
bedienende Komplettlösung ist mit einer
Steuereinheit ausgestattet, so dass es
ohne externe Steuerung und bedienerunabhängig
genutzt werden kann.
Mit acht verschiedenfarbigen LEDs können
selbst feine Farbnuancen sowie unregelmäßige
Formen erkannt werden: Anhand
von acht Graustufenbildern, die in
den unterschiedlichen Wellenlängen aufgenommen
werden, kann jeder Farbpixel
analysiert werden.
Auch störende Reflexionen und andere
ungünstige Oberflächenbedingungen
stellen für das System kein Problem dar.
Definieren lässt sich ebenfalls, welche
Miniatur-Lineartische
Bis 30 N belastbar
Durch den multispektralen Modus der Bildverarbeitungssysteme
CV-X und XG-X von
Keyence lässt sich in vielen Anwendungen
eine stabile und flexibel einstellbare Beleuchtung
sicherstellen
Farben bei der Erkennung ignoriert werden
sollen. Insgesamt können bis zu 32
Farben erkannt oder bei der Farberkennung
ausgeschlossen werden.
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(Bild: Keyence)
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Großbritannien/Irland:
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GB-Hook, Hampshire RG 29 1TA
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Fax 01256 862182
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USA:
Mediahouse Inc.
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Druck: Konradin Druck, Leinfelden-Echterdingen
Printed in Germany
© 2020 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,
Leinfelden-Echterdingen
Die Lineartische der Serie L-505 der Physik
Instrumente (PI) GmbH & Co. KG,
Karlsruhe, bieten laut Hersteller Präzision
und hohe Belastbarkeit auf kompaktem
Bauraum und lassen sich zu XY- und
XYZ-Stapeln kombinieren. Sie sind bis
30 N belastbar und in zwei Abmessungen
erhältlich: einer 36 mm schmalen, länglichen
Ausführung mit direktem Durchtrieb
und einer 60 mm breiten, kürzeren
Variante mit gefaltetem Antriebsstrang.
Die Lineartische werden entweder mit
DC-Motor oder Schrittmotor sowie mit
oder ohne Getriebe angeboten: Bei den
getriebelosen, gefalteten DC-Varianten
sorgt die Kugelumlaufspindel für verbesserten
Dauerbetrieb bei höherer Geschwindigkeit.
Zusätzlich werden axiales
Spiel und Stick-Slip-Effekte vermieden.
Die Varianten mit Getriebe eignen sich für
Anwendungen mit hohen Lasten und
niedrigerer Geschwindigkeit. Da die Führungsschienen
der vorgespannten vierreihigen
Kugelführungen der Serie direkt in
den Grundkörper und in die Bewegungsplattform
eingeschliffen sind, erreichen
sie hohe Belastbarkeit und Steifigkeit bei
ruhigem und gleichmäßigem Lauf.
Physik Instrumente, Karlsruhe
www.physikinstrumente.de
Die Lineartische von PI arbeiten mit Stellwegen
von 13 und 26 mm, erreichen
Geschwindigkeiten bis 15 mm/s und bieten
eine bidirektionale Wiederholgenauigkeit
von bis zu ±0,15 μm
(Bild: Physik Instrumente)
Industrie
MEILEN
STEINE
Zum Schluss
1904
Torfbett
Wie ein aufsaugender
steriler Verband sollte
Torfmull unter dem
Laken wirken
Bettenmachen mit der Schaufel
Der Gedanke ans Hochbeet lässt sich
kaum unterdrücken, wenn man das erdige
braune Material und die Gerätschaften
daneben sieht. Aber das
täuscht – denn Anfang des 20. Jahrhunderts
war der Einsatz von Torfmull
im Bett eine gute Idee, um die Pflege
inkontinenter Patienten zu verbessern.
Damals boten Textilien für Windeln
kaum Komfort und waren weniger
saugfähig als das Naturmaterial aus
dem Moor. Über die weiche und warme
Basis wurde ein Leinenlaken gespannt.
Der Torf verklumpte, sobald er
mit Körperflüssigkeiten in Kontakt
kam, ließ sich mit der Schaufel gut entfernen
und stoppte sogar den Geruch.
Positive Erfahrungen zeigten sich mit
Blick auf das Wundliegen: Den Dekubitus
konnten die Pflegekräfte mit Torf
ebenfalls vermeiden. Auf der Weltausstellung
wurde das Torfbett dafür
1904 sogar mit einer Silbermedaille
ausgezeichnet.
Zu sehen ist so ein Bett in der Historischen
Sammlung Bethel in Bielefeld.
Informationen zur Sammlung:
http://hier.pro/1rBg9
(Bild: Historische Sammlung Bethel)
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Gedanken zur Nachtruhe | „Das Bett heilt neunerlei Krankheiten
und ein böses Bein“, pflegte meine Oma zu sagen, wenn wir ihr
nahelegten , wegen einer Erkältung oder einem Hexenschuss lieber
zum Arzt zu gehen. Wir verdrehten die Augen. Weitere Argumente
waren zwecklos. Aber vielleicht wusste sie Dinge über das nächtliche
Ruheplätzchen, über die sich unsereiner zu wenig Gedanken
macht? Torf im Bett ist schließlich keine olle Kamelle, sondern wird
inzwischen, eingenäht mit Wolle, als High-End-Equipment für die
gehobene Bettausstattung angeboten. Und er ist bei Weitem nicht
das einzige Naturmaterial, auf dem manch einer zu ruhen
beliebt. Baumwolle, Schurwolle, Rosshaar, Latex, Wasser
– klar, bekannt! Aber es werden auch stimmungsaufhellende
Maisfaser- und Dinkelbetten angeboten,
oder welche mit Kamel- oder Yakhaar. Wie viele – und
vor allem welche? – Krankheiten die wohl heilen?
Aber nur, wenn das Tier das Haar auch freiwillig
ausgehen lässt. Denn nur ein gutes Gewissen ist
ein sanftes Ruhekissen.
Susanne Schwab
Redakteurin
medizin&technik
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