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Otto Klumpp Kunststoff-Komponenten für extrakorporale Blutkreisläufe

| Redakteur: Peter Reinhardt

Als Kernkomponenten von Herz-Lungen-Maschinen müssen komplexe Kardiotomiereservoirs aus Kunststoff höchste technische Ansprüche erfüllen. Das ist klar. Um alle dafür erforderlichen Teile in Deutschland herstellen zu können, beschritt die Maquet Cardiopulmonary AG gemeinsam mit einem Experten für Werkzeug- und Kunststofftechnik völlig neue Wege.

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Roboter in Reinraumzelle: Um Transportaufwand und -kosten zu senken, produziert Maquet die 4-Liter-Behälter direkt an der Endmontagelinie.
Roboter in Reinraumzelle: Um Transportaufwand und -kosten zu senken, produziert Maquet die 4-Liter-Behälter direkt an der Endmontagelinie.
(Bild: Otto Klumpp)

Jedes Jahr werden weltweit Hunderttausende Herzoperationen durchgeführt. Ein Großteil dieser Eingriffe sind koronare Bypass-Operationen, gefolgt von Herzklappenoperationen sowie Eingriffen zur Korrektur angeborener Herzfehler. Neben minimalinvasiven Eingriffen erfolgt ein großer Prozentsatz der OPs am offenen Herzen. Um die Sauerstoffversorgung für die Dauer der Eingriffe sicherzustellen, übernehmen bei den sogenannten On-Pump-Operationen Herz-Lungen-Maschinen (HLM) außerhalb des Körpers die Funktion von Herz und Lunge.

Neue Wege für komplexes Kardiotomiereservoir

Während Herzchirurgen an „stillgelegten Herzen“ operieren, übernehmen HLM sowohl die Funktion des kleinen Kreislaufs, das heißt den Gasaustausch der Lunge, als auch die Funktion des großen Kreislaufs, die Pumparbeit des Herzes. Neben der Maschine, welche die Überwachung und Pumpleistung übernimmt, ist der Oxygenator, die künstliche Lunge, mit vorgelagertem Kardiotomiereservoir auffälligster und wichtigster Bestandteil des extrakorporalen Schlauchsystems. Das neue Kardiotomiereservoir von Maquet besteht aus sieben spritzgegossenen Einzelteilen, hergestellt in Reinräumen der Klasse 8. Die notwendigen Werkzeuge entwarf und fertigte Otto Klumpp. Um alle Teile in Deutschland herstellen zu können, beschritt der Balinger Experte für Werkzeug- und Kunststofftechnik dabei auch völlig neue technische Wege.

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Kundenspezifische All-inclusive-Lösung

Um Transportaufwand und -kosten zu senken, produziert Maquet die 4-Liter-Behälter direkt an der Endmontagelinie. Otto Klumpp lieferte nicht nur das Spritzguss-Werkzeug, sondern auch die Spritzgussmaschine samt Peripherie inklusive einer eigens für die speziellen Anforderungen vor Ort konzipierten Reinraumzelle. Um später einen reibungslosen Produktionsstart zu gewährleisten, nahmen die Mitarbeiter von Maquet bereits an der Erprobung und Qualifizierung des Spritzgussprozesses im Hause Klumpp teil. Unter Anleitung fertigten sie erste Produkt-serien. Nach abgeschlossener Qualifizierung erfolgten die vollständige Demontage, der Transport und die Wiederinbetriebnahme der Produktionszelle bei Maquet.

Perfekte Übergänge für physiologische Blutführung

Das menschliche Herz eines Erwachsenen schlägt zirka 60 Mal pro Minute und fördert mit jedem Schlag 60 bis 90 ml Blut. Somit pumpt es mit etwa 4 bis 5 Litern annähernd das gesamte Blutvolumen des Menschen innerhalb einer Minute um. Für eine Operation von einer Stunde müssen demnach etwa 300 Liter Blut die HLM passieren. Dabei besteht das Risiko der Hämolyse: Eine mechanische Überbeanspruchung kann die gastransportierenden roten Zellen derart schädigen, dass diese ihre Funktion verlieren. Deshalb erfordert die Herstellung von Komponenten für den extrakorporalen Blutkreislauf höchste Präzision. Die eigens entwickelten Sonderlösungen von Otto Klumpp sorgen für perfekte Formübergänge und eine physiologische Blutführung. Das betrifft insbesondere die sehr filigranen Formkerne des Steigrohrs, die auf einen eindrehenden Gegenkern treffen und exakt an ihrer Position gehalten werden müssen. Auch der Ausgangsport des Reservoirs, der über eine spezielle Unterflurtechnik einen optimierten Blutauslauf erhielt, steht für einen schonenden Zellendurchgang – auch bei hohen Flussraten von 7.000 ml/min.

Automatische Produktionszelle senkt die Kosten

Herzstück des Reservoirs ist ein spezieller Filtereinsatz, welcher der dreidimensionalen Behälterkontur genau folgt. Er gewährleistet somit eine maximale Filtrationsoberfläche und ermöglicht beste Strömungsverhältnisse. Durch sein spezielles Know-how in der Filterherstellung konnte Otto Klumpp für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung eine vollautomatische Produktionszelle entwickeln. Dies verbessert die Reproduzierbarkeit und vermeidet komplexen und kostenintensiven Montageaufwand, wodurch die Herstellkosten gesenkt werden.

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