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Bühler Motor

Die Antriebseinheit – ein echter Alleskönner

| Redakteur: Kathrin Schäfer

Eine Patch-Pumpe ermöglicht die subkutane Verabreichung von Medikamenten dort, wo normalerweise eine intravenöse oder intramuskuläre Injektion nötig wäre. Ihr eingeschränkter Bauraum gehörte mit zu den Herausforderungen bei der Entwicklung des dazugehörigen Antriebes.

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Die Patch-Pumpe SC-2-Wear wird am Körper getragen. Das Gerät erlaubt eine Selbstmedikation unter ärztlicher Kontrolle – immer und überall.
Die Patch-Pumpe SC-2-Wear wird am Körper getragen. Das Gerät erlaubt eine Selbstmedikation unter ärztlicher Kontrolle – immer und überall.
(Bild: Bühler Motor)

Die SC-2-Wear-Pumpe macht die unkomplizierte Verabreichung von Furosemid, dem am häufigsten verwendeten Notfall-Diuretikum zur Behandlung von Flüssigkeitsüberlastung bei Herzinsuffizienz, möglich. Sie besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Activator, wiederverwendbar für bis zu 300 Anwendungen, und dem nach jeder Anwendung auszuwechselnden Einsatz.

Der wiederverwendbare Activator besitzt in etwa die Größe eines Handys und enthält die Antriebseinheit, den Akku, die moderne Elektronik, die LED-Anzeigen und einen Lautsprecher.

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Der auswechselbare Einsatz bringt alles mit, was mit dem Medikament oder dem Körper in Kontakt kommt: die Mikrokolbenpumpe, den Mechanismus zum Einführen und Zurückziehen der Nadel, das Flüssigkeitsreservoir und die Grundplatte mit einer selbstklebenden Rückseite, die während der Therapie auf der Haut haftet.

Die Antriebseinheit für die Mikrokolbenpumpe, die aus einem kleinen Elektromotor mit einem Planetengetriebe besteht, wurde von Bühler Motor speziell für dieses Produkt entwickelt und wird auch vom Anbieter in Serie produziert werden.

Auch an der Entwicklung der Schnittstelle (mit Einrast-Mechanismus) zwischen der Antriebseinheit im wiederverwendbaren Activator und dem Mikrokolben im Einwegteil war Bühler Motor beteiligt. Die Antriebseinheit erfüllt drei Funktionen im Gerät: das Umpumpen des Medikaments aus der Ampulle in das Medikamentenreservoir, das Auslösen und Zurückziehen der Injektionsnadel und den Antrieb des patentierten Drehhubkolbens zur präzisen Abgabe des Medikaments.

Für den diskreten Einsatz des Geräts am Patienten wurde besondere Sorgfalt auf die Entwicklung eines geräuscharmen Planetengetriebes gelegt. Um die hohen Qualitätsstandards zu gewährleisten, erfolgt der Mikro-Spritzguss der Planetenräder, Planetenträger und des Ritzels am Standort Monheim in Deutschland.

Die konsequente Einhaltung der Normen EN 60601-1 und EN ISO 13485 spielte während des ganzen Entwicklungsprozesses eine führende Rolle. In den nach dem neuesten Stand der Technik ausgestatteten Testlabors von Bühler galt es, kritische Tests unter anderem in Sachen Temperaturbeständigkeit, Stoßfestigkeit und Geräuschentwicklung zu bestehen.

Drei Funktionen in einem Gerät: Auffüllen, Aktivieren, Verabreichen

Der eingeschränkte Bauraum gehörte mit zu den Herausforderungen bei der Entwicklung des Antriebes. Das Ergebnis: ein Getriebemotor mit einem Außendurchmesser von nur 15 mm und ein Planetengetriebe, das einer Axiallast von 5 N dauerhaft standhält. Die Planetenräder zum Beispiel haben einen Durchmesser von 4 mm.

Die Mikrokolbenpumpe mit Antriebseinheit besitzt ein Hubvolumen von 10 μl, etwa einem Fünftel des Volumens eines Wassertropfens. Bei jeder Umdrehung wird ein winziges Tröpfchen aus dem Reservoir abgezogen und unter die Haut abgegeben. Während der ersten Stunde der Behandlung verabreicht das Gerät das Furosemid in größerer Menge, bis der Abbau von Wassereinlagerungen im Gewebe einsetzt. Die Pumpe schaltet dann auf eine langsamere vierstündige Medikamentenverabreichung um.

Das Haupt-Entwicklungsziel war, die bestmöglichen Funktionen im Hinblick auf Qualität, Sicherheit und einfache Handhabung zum Preis eines Einwegproduktes zu realisieren. Die bei Bühler Motor in den Organisationsanweisungen zur Entwicklung neuer Antriebseinheiten vorgeschriebene Wertanalyse, welche auch den Ansatz „Design to Cost“ berücksichtigt, spielte eine wichtige Rolle bei der Entscheidung für Bühler Motor als Partner.

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