Mikrotechnik etabliert sich in der Medizin – interessante Perspektiven für den Zuliefermarkt

IVAM-Forum wird auch dieses Jahr ComPaMED und MEDICA bereichern

Nach den großen Erfolgen in den Vorjahren wird das Forum „Mikrosysteme für die Medizintechnik“ auch dieses Jahr in Düsseldorf präsentiert und die ComPaMED, die international führende Fachmesse für den Zuliefermarkt der medizinischen Fertigung, vom 24. bis 26. November 2004 im Rahmen der MEDICA, der weltweit größten Medizinmesse, fachlich bereichern. Die Messe Düsseldorf und die Interessengemeinschaft zur Verbreitung von Anwendungen der Mikrostrukturtechniken NRW e. V. (IVAM) haben vereinbart, die Kooperation für das IVAM-Forum fortzusetzen. Wegen besonderer thematischer Nähe ist geplant, das Forum als Sonderschau und Vortragsreihe im Rahmen der ComPaMED in der neuen Messehalle 8 auszugestalten. Außerdem ist für das Programm der ComPaMED eine Vortragsreihe in Vorbereitung zum Themenspektrum „Rapid Prototyping – Strategien für die Produktentwicklung in der Medizintechnik“. Die inhaltliche Ausgestaltung hierfür übernimmt die NC-Gesellschaft e. V. Ulm (NC = Numeric Control), die sich mit ihren 160 Mitgliedern als Plattform für Hersteller und Anwender Neuer Technologien versteht.

„Das IVAM-Forum war 2003 bis auf den letzten Platz ausgebucht. MEDICA und ComPaMED haben sich als ideale Kommunikationsplattform für Anbieter und Anwender der Mikrotechnik in der Medizin erwiesen,“ freut sich Dr. Uwe Kleinkes, Mitglied der Geschäftsführung der IVAM, über die positive Resonanz. Die gute Stimmung kommt nicht von ungefähr: Das Forum sowie die Fachmessen MEDICA und ComPaMED vermittelten einen imposanten Eindruck hinsichtlich des Angebotes und gaben einen Vorgeschmack auf die Trends, wie sie sich bereits für das Messejahr 2004 abzeichnen. Generell fächert sich das Spektrum der mikrotechnischen Innovationen immer breiter und umfasst Fertigungsverfahren ebenso wie Komponenten und komplette Systeme.

In einer Reihe von Fachvorträgen hat passend dazu das IVAM-Forum 2003 verschiedene Aspekte von der Mikrofluidik über Dosiersysteme, von der Sensorik bis zur Lasermikrobearbeitung beleuchtet. Rund 60 Fachleute aus der Industrie nahmen an dieser erstmalig durchgeführten Veranstaltung teil.

Ein wichtiges Feld gerade für die Medizintechnik, für Anlalytik und Diagnostik ist zum Beispiel die exakte Handhabung von immer kleineren Flüssigkeitsmengen. Die konkreten Anwendungen sind dabei sehr unterschiedlich: Sie umfassen einerseits so genannte Lab-on-a-chip, andererseits Systeme zur kontinuierlichen oder diskreten Dosierung unterschiedlichster Medien und Reagenzien in der Biotechnologie oder Pharmazie. In der Mikrofluidik gibt es inzwischen eine Vielzahl von Komponenten, wie Ventile, Pumpen, Mischer, Reaktoren oder Sensoren. Die Micro Mechatronic Technologies AG (MMT, Siegen) hat Dosierspritzenpumpen „an der Grenze des Vorstellbaren“ entwickelt, wie Willi Hempelmann, Vorstandsvorsitzender von MMT, sich im Rahmen seines Vortrages ausdrückte. Und in der Tat sind Fördermengen zwischen winzigen 80 Nanolitern (Nanoliter sind Milliardstel Liter) und 10 Litern pro Stunde, die diese Systeme ermöglichen, kaum zu glauben. Mit diesen Pumpen lassen sich zudem bis zu drei verschiedene Flüssigkeiten in einem festlegbaren Verhältnis pumpen und mischen. „Ein großer Vorteil ist auch, dass der Pumpenteil zur Reinigung oder Sterilisation mit wenigen Handgriffen zerlegt werden kann“, so Hempelmann.

Winzige Pumpen und Ventile aus Kunststoff

Auf Mikrofluidik ist auch ein weiterer Teilnehmer des IVAM-Forums 2003 spezialisert, die Bartels Mikrotechnik GmbH in Dortmund. Sie entwickelt und fertigt vor allem Mikropumpen und –ventile als treibende bzw. steuernde Elemente. Bisherige Systeme dieser Art wurden im Wesentlichen aus Silizium bzw. Silizium und Glas aufgebaut. Bartels dagegen setzt eindeutig auf Kunststoffe (z.B. Polycarbonat), die durch Spritzguss bzw. Prägetechnik „in Form“ gebracht werden. So ist die gesamte Pumpe bis auf den Aktuator, der aus einer Piezokeramik und einer Glasschicht besteht, aus Polycarbonat aufgebaut. „Dadurch wird die Verwendung von unterschiedlichen Materialien auf ein Minimum beschränkt“, betont Ron Meyknecht, Fluidikexperte bei Bartels.

Mit verschiedenen Möglichkeiten, über Mikrotechnologie Medikamenten-abgabesysteme (Medical Drug-Delivery Systems) zu realisieren, beschäftigt sich intensiv das Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (IMIT) in Villingen-Schwenningen. Dafür werden Komponenten wie Mikrokanäle, Ventile, Pumpen, Sensoren, Durchflussmengenregler benötigt. „Damit lassen sich sowohl implantierbare als auch exkorporale Systeme aufbauen“, erklärt Dr. Herbert Ernst, Produktgruppenleiter am IMIT für den Bereich Fluidik. Direkt unter die Haut lassen sich diskusartige Behälter einpflanzen, die u. a. in der Schmerztherapie kontinuierlich oder in bestimmten Abständen kleinste Mengen (Mikroliter = Millionstel Liter) an Medikamenten abgeben. Derartige Komponenten, so genannte Smart Pills, stehen in geringsten Abmessungen von 6 mal 14 mal 2 Millimetern zur Verfügung und sind über einen Zeitraum von 10 Jahren einsatzfähig. Noch Zukunft sind Projekte, die einen implantierten Sensor für die Augeninnendruckmessung zur Glaukombehandlung oder mit Wirkstoffen gefüllte Stiftzähne zum Ziel haben.

Präzise Positionierung durch neuartige Mikrogetriebe

Je kleiner die Dinge, desto genauer muss das gesamte Umfeld werden. Deshalb hat die Mainzer Micromotion GmbH Mikrogetriebe für präzise Positionieraufgaben entwickelt. In der Medizintechnik kommen derartige Teile vor allem für Mikroroboter in der Chirurgie, für Mikro- und Endoskope sowie Mikrodosiersysteme zur Anwendung. „Die Herausforderung besteht darin, dass die Getriebe nicht nur klein sein, sondern auch eine hohe Wiederholungsgenauigkeit, Spielfreiheit und eine extreme Übersetzung ins Langsame sowie nur wenige Bauteile haben müssen“, betont Dr. Rolf Slatter, Geschäftsführer der Micromotion GmbH. „Mit dem Micro Harmonic Drive erfüllen wir alle diese Forderungen und schaffen Untersetzungen von 1.000 zu 1.“

Die beständig fortschreitende Miniaturisierung auch in der Medizintechnik führt hinsichtlich des Geschäfts der Zulieferer, wie sie sich zum Beispiel im Rahmen der ComPaMED präsentieren, zu einer steigenden Nachfrage nach Methoden der Mikrobearbeitung von unterschiedlichen Materialien. Als universell einsetzbares Werkzeug bewähren sich hier insbesondere Excimer-Laser, die es für unterschiedliche Wellenlängen gibt. „Praktisches Beispiel für diesen Trend ist die Herstellung von Stents aus Kunststoffen und von Minikathedern“, so Sven Albert von der 3D Micromac AG aus Chemnitz. Der gewählte Lasertyp arbeitet mit kurzen Pulsen, was nur sehr geringe thermische Belastungen beim bearbeiteten Material verursacht, sodass auch empfindliche Werkstoffe verwendet werden können. Die Stentproduktion erfolgt mit einer rotierenden Achse, auf die das synthetische Material aufgezogen wird. 3D Micromac fertigt darüber hinaus im medizinischen Bereich u. a. Mikrotiterplatten aus Polycarbonat-Filmen auf einem Glassubstrat.

Die Gesamtveranstaltung MEDICA und ComPaMED 2003 zählte insgesamt 134.701 Fachbesucher, wovon sich ca. 8.100 Besucher speziell für das Leistungsspektrum der 182 ComPaMED-Aussteller interessierten (MEDICA 2003: 3.951 Aussteller).

Die ComPaMED 2004 findet statt vom 24. bis 26. November, die MEDICA 2004 vom 24. bis 27. November.

Ausführliche Informationen zu beiden Fachmessen sind abrufbar über das Internet: http://www.compamed.de und http

Messe Düsseldorf GmbH
Pressereferat ComPaMED 2004
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