Flexible Fertigung verändert Medizinproduktion

Medizinprodukte, die Patientinnen und Patienten weniger belasten und schneller auf den Markt kommen: Die Voraussetzungen dafür hat ein EU-Forschungsprojekt geschaffen, das jetzt seine Ergebnisse vorgestellt hat.

Ein neu entwickelter flexibler Fertigungsprozess ebnet den Weg für eine neue Generation minimalinvasiver medizinischer Instrumente: konfigurierbare Einwegartikel wie Führungsdrähte, Katheter und Instrumente aus Faserverbundkunststoffen, die ohne Metallteile auskommen. Sie eigenen sich damit besonders für die patientenschonende Magnetresonanztomographie. Diese Produkte müssen natürlich dem Menschen individuell angepasst werden; Ziel des Projekts war es, dafür die erforderlichen flexiblen Fertigungstechnologien bereitzustellen.

Diese Mikro-Pullwindinganlage dient der kontinuierlichen Herstellung faserverstärkter Kunststoffprofile. © Fraunhofer IPT

Dafür haben unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen neun Partner aus sechs europäischen Ländern im EU-Forschungsprojekt „Openmind“ zusammengearbeitet. Sie hatten sich Mitte 2015 mit dem Ziel zusammengeschlossen, innerhalb von drei Jahren eine flexible Fertigungstechnologie für hochindividuelle medizinische Einwegwerkzeuge zu entwickeln. Die Medizinprodukte aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) kommen ohne metallische Werkstoffe aus. Sie eignen sich für den Einsatz im Röntgengerät und im Computertomographen wie auch für diagnostische Untersuchungen und sogar für operative Eingriffe im Magnetresonanztomographen (MRT).

Die Fertigungskette ist so angelegt, dass sich der laufende Prozess selbstständig weiter optimiert: Alle Prozessdaten, die während der Herstellung gewonnen werden, werden anhand von lernenden Data-Mining-Algorithmen analysiert und ausgewertet. So lassen sich Prozessdaten für zukünftige Produkte leichter vorhersagen; die Dauer der Produktentwicklung und -herstellung kann sich halbieren. Bei den Kosten rechnen die Projektpartner mit Ersparnissen bis zu 30 Prozent.

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Die Fertigungskette für die neuen medizinischen Instrumente aus FVK setzt auf den Prozess des sogenannten Mikro-Pullwindings. Es eignet sich für kleine Stückzahlen bis hin zur Einzelanfertigung. Festigkeit und Biegsamkeit der Produkte lassen sich dabei je nach Orientierung der eingesetzten Fasern anpassen. Die Fasern beeinflussen weder das Magnetfeld noch besitzen sie elektrische Leitfähigkeit. Daher eignen sich die Instrumente besonders gut für den Einsatz im MRT und erlauben Medizinerinnen und Medizinern eine völlig neue Sicht auf ihr Operationsgebiet. Für die Magnetresonanztomographie eröffnen sich neben der Diagnose umfassende Einsatzfelder für therapeutische Anwendungen – besonders bei strahlungsempfindlichen Patienten wie Kindern oder Schwangeren. Als erstes minimalinvasives Werkzeug entstand im Projekt „Openmind“ ein Führungsdraht für Katheter-Anwendungen, wie sie häufig bei Eingriffen am Herzen genutzt werden.

Neben dem Nutzen für die Herstellenden von Medizinprodukten trägt das Projekt dazu bei, Gesundheitskosten zu reduzieren: Die moderne Medizin profitiert durch die sogenannten Schlüssellochoperationen, die die Genesungsdauer der Patientinnen und Patienten deutlich verkürzen und Komplikationen verringern.

11.09.2018