Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chirurgische Instrumente mit elektronischer Seriennummer

28.02.2011
Keine Kompromisse mehr zwischen den Anforderungen der Chirurgen und den Grenzen der Metallbearbeitung: Laserschmelzen hebt fertigungsbedingte Einschränkungen für chirurgische Instrumente auf. Es erlaubt das Herstellen individueller Werkzeuge in einem Schritt und die Integration neuer Zusatzfunktionen wie RFID. Ein OP-Instrument mit integriertem elektronischen Chip zeigen Fraunhofer-Forscher auf der Messe MEDTEC Europe 2011 in Stuttgart.

Ob Herztransplantation oder Kaiserschnitt – bei jeder Operation kommt eine Vielzahl chirurgischer Instrumente zum Einsatz: Wundhaken, Klemmen, Skalpelle und Scheren bis hin zu Spezialinstrumenten wie dem Cerclage-Umführungsinstrument. Letzteres liegt bei langen Schrägbrüchen von Knochen auf dem OP-Tablett.


Studie eines chirurgischen Wundspreizers mit integrierten Spülkanälen und Anschlussstück. Das OP-Instrument wurde generativ aus Edelstahl gefertigt. (© Fraunhofer IFAM)

Es ist so gebogen, dass es Knochen halb umfassen kann. In die Biegung ist ein Kanal eingearbeitet. Wie bei einem gut verschnürten Postpaket werden Faden oder Draht durch diesen Kanal um den verletzten Knochen geführt und anschließend verknotet, um ihn zu stützen und gleichzeitig die gebrochenen Teile aneinander zu fixieren. »Chirurgische Instrumente mit solchen Kanälen zu versehen, ist bislang sehr aufwändig«, erklärt Dipl.-Ing. Claus Aumund-Kopp vom Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen. Weil man keine kurvenförmigen Kanäle bohren kann, werden gebogene Röhrchen eingegossen oder nachträglich angeschweißt beziehungsweise gelötet.

Auf der Messe MEDTEC Europe vom 22. bis 24. März in Stuttgart (Halle 6, Stand 6211) stellen die Bremer Wissenschaftler ein Verfahren vor, mit dem sich selbst chirurgische Instrumente in jeder beliebigen Form und mit komplexem Innenleben wie Kanälen und integriertem RFID-Chip fertigen lassen: das Laserschmelzen. Es wurde ursprünglich zum Herstellen industrieller Prototypen entwickelt – Schicht um Schicht schmilzt ein hauchfeiner Laserstrahl Werkstoffpulver in fast jede gewünschte Form.

»Mittlerweile ist das Laserschmelzen eine reife Technologie. Zum Anfertigen medizinischer Implantate hat sie sich bereits etabliert«, weiß Aumund-Kopp. Wie alle generativen – also aufbauenden – Fertigungsverfahren hat sie zwei große Vorteile: Anders als beim Drehen, Bohren oder Fräsen geht kaum Material verloren und es gibt keine fertigungsbedingten Einschränkungen für Form und innere Struktur des Werkstücks. »Der Konstrukteur kann sich ganz auf die Anforderungen des Chirurgen an seine Werkzeuge konzentrieren«, erklärt der Ingenieur.

Für chirurgische Instrumente kommen Pulver aus Kobalt-Chrom-Stahl oder Titan zum Einsatz – beides Standard-Werkstoffe in der generativen Fertigungstechnik. Dennoch werden bislang keine chirurgischen Instrumente mit diesen Verfahren hergestellt. Dabei wäre vor allem das Laserschmelzen dafür ideal, findet Aumund-Kopp: »Auch kleine Stückzahlen individueller OP-Bestecke mit ganz neuen Funktionen lassen sich damit ohne großen Aufwand herstellen.« Als Vorlage reicht der Konstruktionsplan im Computer. Zwischenschritte wie das Anfertigen spezieller Werkzeuge oder Gussformen sind nicht nötig.

Stahlteile aus der Laserschmelze haben zudem besondere elektrische Eigenschaften. Üblicherweise schirmen Metalle elektromagnetische Felder wie Funkwellen ab. Wer RFID-Chips in Metall eingießt, muss über dem Chip einen kleinen Spalt lassen, sonst ist er nicht auslesbar. Bei lasergeschmolzenen Werkstücken ist das nicht nötig. Auf kurze Distanzen senden und empfangen eingearbeitete RFID-Chips auch dann, wenn sie komplett mit Metall überzogen sind. »Wir gehen davon aus, dass durch die Schichtstruktur des Materials das Feld auf eine Art gerichtet wird, dass die Chips trotz Metallhülle auslesbar sind«, berichtet Aumund-Kopp. Diese Eigenart könnte auch im OP-Saal von Vorteil sein: Nach jeder Operation muss das verwendete OP-Besteck gereinigt, sterilisiert und abgezählt werden. Sind die chirurgischen Instrumente mit integrierten RFID-Chips ausgestattet, lassen sich sowohl ihre Anzahl als auch ihre individuellen Nummerncodes schnell und einfach erfassen und elektronisch mit der OP-Akte verknüpfen oder mit Instrumenten-Daten wie Herstellungsdatum, Verwendungsprotokollen oder dem aktuellem Reinigungszustand.

Claus Aumund-Kopp | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/14/chirurgische-instrumente-mit-elektronischer-seriennummer.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"
24.05.2017 | Universität Ulm

nachricht Neue Prozesstechnik ermöglicht Produktivitätssteigerung mit dem Laser
18.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten