Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vom Patent zum Patienten

06.12.2006
Bei minimalinvasiven Operationen beobachtet der Arzt den Eingriff über Magnetresonanz-Tomographie. Einen störungsfreien Blick und gleichzeitig mehrere Funktionen für die Behandlung bietet eine Punktionsnadel aus Kohlenstofffaser verstärktem Kunststoff.

Entwickelt und auf den Markt gebracht wurde sie vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und der Radimed GmbH gemeinsam mit vier weiteren Unternehmen sowie dem Grönemeyer-Institut für Mikrotherapie GbR.

Manchmal fängt es mit leicht ziehenden Schmerzen im Rücken an, manchmal geht von einem Augenblick zum anderen nichts mehr: ein Bandscheibenvorfall. Nicht immer muss der Patient gleich unter das Messer. Es gibt effektive Alternativen zu einer Operation. Zum Beispiel die Punktion der Bandscheiben. Dabei werden mit einer dünnen Nadel Medikamente an die entzündete Stelle im Körper gespritzt.

Minimalinvasive Operationstechniken, bei denen der Arzt durch einen kleinen Zugang an die zu behandelnde Region gelangt, bieten für den Patienten deutliche Vorteile: Sie senken das Risiko von Blutungen und Wundinfektionen und verheilen schneller. Allerdings benötigt der Mediziner ein Bild vom Operationsgebiet, um den Eingriff ständig kontrollieren und die Instrumente exakt positionieren zu können. Dafür nutzen die Ärzte bildgebende Verfahren wie die Magnet-resonanz-Tomographie (MRT), die Computertomographie oder Röntgenverfahren. Besonders vorteilhaft für den Patienten ist dabei die MRT, denn sie kommt ohne schädigende ionisierende Strahlung aus. »Problem war jedoch, dass herkömmliche metallische Instrumente das Magnetfeld des MRT beeinflussen und im Bild Störungen, die Artefakte, hervorrufen«, erklärt Sebastian Schmitz vom IPT. »Die Aufgabe war deshalb, Instrumente aus Faserverbundwerkstoffen für den Einsatz im Tomographen zu entwickeln. Denn dieses Material ermöglicht dem Arzt freie Sicht.«

... mehr zu:
»Faser »MRT

Doch wie fertigt man eine Punktionsnadel aus Kohlenstofffaser verstärktem Kunststoff, die ebenso steif und fest ist, wie eine Nadel aus Edelstahl? Die Ingenieure vom IPT entwickelten ein neues Herstellungsverfahren. Bis zu achttausend einzelne Kohlenstofffasern werden mithilfe eines miniaturisierten Pultrusionsverfahrens verarbeitet: Die Fasern werden mit einem Kunststoff, genauer gesagt einem Duroplast, getränkt. Durch Erhitzen härtet er aus. Gleichzeitig wirkt ein hoher Druck, um die Fasern zusammen und in Form zu pressen. Beide Vorgänge müssen gleichzeitig ablaufen ohne sich gegenseitig zu behindern. Um Arbeitskanäle in die Nadeln einzubringen, verwenden die Ingenieure vom IPT Hohlglasfasern, die zusammen mit den Kohlenstofffasern verarbeitet werden. Auf dieser Basis läuft heute die Serienfertigung der patentierten Nadeln.

Die fertige Nadel mit einem Arbeitskanal hat einen Durchmesser von 0,8 Millimeter. Nadeln mit drei Kanälen sind mit 1,2 Millimeter nur ein wenig dicker. In einem Kanal befindet sich beispielsweise ein Endoskop. Dieses beleuchtet das zu behandelnde Gewebe. Das reflektierte Licht gelangt auf dem gleichen Weg zu einer Kamera, und der Operateur sieht auf dem Monitor ein bewegtes Bild. Die Faser des zweiten Kanals leitet Laserlicht. Mit ihm kann der Chirurg Gewebe schneiden oder schweißen. Durch den dritten Kanal bringt er Spülflüssigkeiten oder Medikamente ein. So lassen sich mehrere Behandlungsschritte gleichzeitig durchführen und überwachen.

Die Partner im InnoNet-Verbund entwickelten noch weitere Technologien, zum Beispiel für eine biokompatible Beschichtung der Oberfläche und für den Anschliff der Nadelspitze. Denn die Schneide der Kunststoffnadel soll ebenso glatt in das Gewebe eindringen wie die Scheide an einer Nadel aus Edelstahl. Und das Team sorgte mit einer Fügetechnologie dafür, dass sich die Nadel problemlos an standardisierte Adaptermodule anschließen lässt. Gefördert wurde die Entwicklung der Nadel in einem InnoNet-Projekt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie.

Während beim IPT die Serienfertigung entwickelt wurde, kümmerte sich die Radimed GmbH um die Konformitätsbewertung, damit das neue Medizinprodukt ein CE-Zeichen erhält. Alle Hürden wurden genommen: Die Nadel erfüllt die strengen Anforderungen und Normen. Im Oktober 2006 war es soweit: Erste Einsätze am Patienten im Grönemeyer-Institut für Mikrotherapie und beim Münchner Orthopäden Dr. med. Martin Marianowicz, der die neue Punktionsnadel zur Schmerztherapie an der Wirbelsäule nutzt.

Die Nadel eignet sich für die Schmerztherapie an der Wirbelsäule ebenso wie für die Kontrastdarstellung der Gelenke, im Fachjargon Arthrographie genannt oder die Punktion von Zysten. Überall dort, wo Weichteilgewebe detailreich dargestellt werden muss und MRT das bildgebende Mittel der Wahl ist.

Sebastian Schmitz | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ipt.fraunhofer.de
http://www.bandscheibe.com
http://www.radimed.de

Weitere Berichte zu: Faser MRT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Einfacher Schieltest mit neu entwickelter Strabismus-Video-Brille
19.07.2017 | UniversitätsSpital Zürich

nachricht Kunstherz auf dem Prüfstand
13.07.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Robuste Computer für's Auto

26.07.2017 | Seminare Workshops

Läuft wie am Schnürchen!

26.07.2017 | Seminare Workshops

Leicht ist manchmal ganz schön schwer!

26.07.2017 | Seminare Workshops