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Steckverbinder Hightech-Verkabelung für den OP

Ein Gastbeitrag von Jonathan Milteau und Mathias Wuttke

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Die Anforderungen in der Medizinbranche sind hoch. Das betrifft auch die Verkabelung. Neben Sicherheit, Hygiene und Sauberkeit werden von den Kabeln Langlebigkeit, Anwenderfreundlichkeit und zudem höchste Übertragungsraten gefordert – das betrifft auch Steckverbinder.

Kabel müssen in der Medizinbranche den hohen Anforderungen an Sicherheit und Hygiene entsprechen.(Bild:  gemeinfrei / Pexels)
Kabel müssen in der Medizinbranche den hohen Anforderungen an Sicherheit und Hygiene entsprechen.
(Bild: gemeinfrei / Pexels)

Aufgrund der voranschreitenden Digitalisierung hinsichtlich Roboter-Assistenzsystemen (RAS) nimmt der Bedarf an leistungsfähigen Datennetzen auch in Operationsräumen stetig zu. Gerade die hohen Anforderungen in der Medizinbranche hinsichtlich Sicherheit, Hygiene und Sauberkeit, die durch die Medical Device Regulation (MDR) bzw. die US-Behörde für Lebens- und Arzneimittel (U.S. Food and Drug Administration, FDA) vorgegeben werden, stellen die Hersteller von Steckverbinderlösungen vor besondere Herausforderungen. Das breit aufgestellte Portfolio von Odu bietet für verschiedene Anforderungen unterschiedliche Lösungen und kann so bei der Umsetzung der geltenden Regularien helfen.

Fiber Optic – hohe Zuverlässigkeit kann Leben retten

Unterschiedliche Odu-Produktserien mit Fiber Optic, entweder als Physical-Contact (direkte Kontaktierung der Stirnflächen der Faserenden) oder Expanded-Beam (ohne direkte Kontaktierung durch Strahlaufweitung innerhalb des Stecksystems mit Linsen). (Bild:  Odu)
Unterschiedliche Odu-Produktserien mit Fiber Optic, entweder als Physical-Contact (direkte Kontaktierung der Stirnflächen der Faserenden) oder Expanded-Beam (ohne direkte Kontaktierung durch Strahlaufweitung innerhalb des Stecksystems mit Linsen).
(Bild: Odu)

Ein entscheidender Baustein für die Weiterentwicklung von Medizinprodukten ist die hohe Datenrate der Glasfasertechnologie. So können bereits heute Chirurgen unabhängig von räumlichen Grenzen dank computergestützter Robotersysteme bei hochspezialisierten Operationen helfen. Der dabei erforderliche Datenaustausch mit minimaler Latenzzeit wird durch Fiber-Optic-Verbindungen möglich. Auch der kombinierte Einsatz weiterer Medien im Umfeld magnetischer Felder kann beispielsweise in der Magnetresonanztomographie (MRT) von entscheidendem Vorteil sein.

Die Glasfaser- und Hybridverbindungslösungen vereinen die Fiber-Optic-Technologie mit Powerkontakten und verschiedenen Anschlussquerschnitten für Übertragungsmedien. Der Kunde erhält somit eine vollständig konfektionierte Fiber-Optic-Systemlösung entsprechend seiner Anforderung.

Langlebige UDI-Markierung dank Ultrakurzpuls-Faserlaser

Blick durch das getönte Sichtfenster in die Bearbeitungskammer des Ultrakurzpuls-Faserlasers: Die Lasermarkierung ist lediglich durch Lichtblitze erkennbar.(Bild:  Odu)
Blick durch das getönte Sichtfenster in die Bearbeitungskammer des Ultrakurzpuls-Faserlasers: Die Lasermarkierung ist lediglich durch Lichtblitze erkennbar.
(Bild: Odu)

Die MDR schreibt zur lückenlosen Rückverfolgbarkeit von Medizinprodukten die so genannte Unique Device Identification (UDI) vor – je nach Risikoklasse beinhaltet dies auch eine Direktmarkierung. Diese dient der Rückverfolgbarkeit und muss gut lesbar sowie dauerhaft auf das Produkt aufgebracht werden. Hierfür eignet sich das Schwarzmarkieren (Black Marking). Bei diesem Laserbearbeitungsverfahren wird besonders dunkle Schrift aufgebracht. Die Grundlage für das Black Marking der Kunststoff- und Metall-Steckverbinder bilden Ultrakurzpuls-Faserlaser. Durch die kurzen Pulse der Laser ist eine kalte Bearbeitung des Werkstoffes möglich – ohne thermische oder mechanische Beeinflussungen.

Da die Oberflächenstruktur unverändert bleibt, kann das Produkt rein und steril gehalten werden. Die Markierungen sind dank ihrer Korrosionsbeständigkeit, Blickwinkelstabilität sowie Strukturierung dauerhaft lesbar – selbst nach der möglichen Anzahl an Autoklavierzyklen. Die Laserkennzeichnungen sind zudem resistent gegen Säuren, Reinigungsmittel sowie Körperflüssigkeiten.

Isolierkrägen gewährleisten Sicherheit vor elektrischem Schlag

Odu-Steckverbinder mit ausgeprägten Isolierkrägen (links) konform zur IEC 60601-1.(Bild:  Odu)
Odu-Steckverbinder mit ausgeprägten Isolierkrägen (links) konform zur IEC 60601-1.
(Bild: Odu)

Die technischen Anforderungen der IEC 60601-1 beziehen sich u. a. auf den Schutz vor elektrischem Schlag, beispielsweise bei stromführenden Steckverbindern. Die Norm schreibt Schutzmaßnahmen (Means of Protection, MOP) vor, die wie folgt unterteilt werden:

  • Patientenschutz – Means of Patient Protection (2MOPP) und
  • Bedienerschutz – Means of Operator Protection (2MOOP).

Sobald Kontakte in einem Isolierkörper eines Steckverbinders verbaut werden, entstehen zwischen den leitenden Bauteilen Luft- und Kriechstrecken. Daher ist es erforderlich, die Abstände zwischen den Kontakten der Steckverbinder so auszulegen, dass sie den jeweiligen Spannungen gerecht werden – beispielsweise durch Isolierkrägen.

Luft- und Kriechstrecken

Luftstrecke = kürzeste Entfernung zwischen zwei Kontaktstiften außerhalb der festen Isolation. Eine Luftstrecke bricht zusammen, sobald die Spannung für den Abstand zwischen zwei Kontakten zu hoch wird.

Kriechstrecke = kürzeste Entfernung zwischen zwei Kontaktstiften entlang der Oberfläche eines Isolierkörpers. Die Kriechstrecke wird durch Schmutz- und Staubablagerungen oder Feuchtigkeit auf dem Isolierkörper beeinträchtigt.

Silikonumspritzung: Knickschutz und Hygiene in einem

Die Silikonumspritzung vereint Knickschutz, optimale Hygiene sowie einfache Reinigung und ist für verschiedene Odu-Produktserien verfügbar. (Bild:  Odu)
Die Silikonumspritzung vereint Knickschutz, optimale Hygiene sowie einfache Reinigung und ist für verschiedene Odu-Produktserien verfügbar.
(Bild: Odu)

Medizinprodukte sind oftmals großen mechanischen sowie chemischen Einflüssen ausgesetzt. In einem speziellen Verfahren kann die Anbindung der Leitungen an den Steckverbinder mit Silikon umspritzt werden. Angewendet werden Verfahren mit flüssigen (LSR) oder festen Silikonrohmaterialien (HCR). Das Ergebnis ist eine absolut dichte und zugleich flexible Verbindung, die Wischdesinfektion, chemische Beständigkeit sowie Hygiene gewährleistet. Die speziell behandelte Oberfläche besticht durch angenehme, glatte Haptik, die auch nach Dauereinsatz jegliches Kleben beziehungsweise den Stick-Slip-Effekt (Haftgleiteffekt) verhindert. Sowohl Kabel als auch Umspritzung besitzen diese Beschaffenheit und bleiben frei von Schmutzablagerungen.

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So erfüllt die silikonumspritzte Systemlösung höchste Anforderungen für Hightech-Medizingeräte und lässt sich selbst nach den erforderlichen Autoklavierzyklen weder abziehen noch ablösen – zudem wird die Biokompatibilität inklusive der Zytotoxizitätsprüfung (Ausgasen) nach DIN EN ISO 10993-5 bestätigt.

Produkte im Einklang mit geltenden Regularien

Als Lieferant von sicheren Steckverbindern, Konfektionen sowie Baugruppen für die Medizintechnik unterstützt Odu seine Kunden mit einem breiten Portfolio im Einklang mit den geltenden Normen und Verordnungen. Als Innovationstreiber kann das Unternehmen bereits hohe Datenübertragungsraten in anspruchsvollen Umgebungen anbieten. Als konfektionierte und silikon­umspritzte Medizinkabel mit laserbeschrifteten Steckverbindern entstehen so wahre Multitalente.

Jonathan Milteau ist Sales Manager bei ODU France.(Bild:  Odu)
Jonathan Milteau ist Sales Manager bei ODU France.
(Bild: Odu)

Mathias Wuttke ist Business Development Manager Medical Europe bei Odu.(Bild:  Odu/MGOTTSCHALK)
Mathias Wuttke ist Business Development Manager Medical Europe bei Odu.
(Bild: Odu/MGOTTSCHALK)

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