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Kunststoff-Zentrum SKZ

Kunststoffe beflügeln die Entwicklung von Kathetern und Endoskopen

| Autor/ Redakteur: Erhard Krampe, Erich Wintermantel / Peter Reinhardt

Kunststoffe sind aus der Medizintechnik nicht mehr wegzudenken. Am Beispiel von Kathetern und Endoskopen für minimal-invasive Eingriffe wird das Potenzial neuer Trends und Entwicklungen deutlich.

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Minimal-invasive Entfernung einer Gallenblase über den Darm. Der Zugang zum Bauchraum erfolgt mittels flexibler endoskopischer Instrumente über den Darmtrakt.
Minimal-invasive Entfernung einer Gallenblase über den Darm. Der Zugang zum Bauchraum erfolgt mittels flexibler endoskopischer Instrumente über den Darmtrakt.
( Bild: Forschungsgruppe MITI )

Um das Entwicklungspotenzial und den interdisziplinären Austausch zwischen Medizinern und Technikern zu fördern, veranstaltete das Kunststoff-Zentrum SKZ im Oktober 2014 den Kongress „Kunststoffprodukte in der Medizin“ in Würzburg. Auf der Startveranstaltung einer neuen Kongress-Serie wurde die gesamte Prozess- und Anwendungskette der Entwicklung, Herstellung und Anwendung von Endoskopen und Kathetern beleuchtet.

Mit Kunststoffen zur narbenlosen Chirurgie

Den Einstieg in den Stand der Technik der Endoskopie liefert Prof. Dr. Hubertus Feußner von der Chirurgischen Klinik des Klinikums rechts der Isar in München: „Durch die Entwicklung immer feinerer und flexiblerer Systeme können Operationen zunehmend minimal-invasiv erfolgen.“ Das schont Patienten und verkürzt die Dauer von Krankenhausaufenthalten. Großes Entwicklungspotenzial für immer kleiner werdende Instrumente sieht Feußner in Kunststoffen. Fernziel der Endoskopie sei die vollständig narbenlose Chirurgie über natürliche Öffnungen im menschlichen Körper, auch bekannt unter dem englischen Begriff Notes (Natural orifice transluminal endoscopic surgery).

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„Gegenüber konventionellen Operationsmethoden sind endoskopische Techniken im Kostenvorteil“, ergänzt Privatdozent Dr. med. Volker Jacobs von der Paracelsus Medizinischen Universität Salzburg. Das System der pauschalisierten Kostenerstattung lege den Kliniken einen engen Kostenrahmen vor, der auch bei komplexen Interventionen, wie denen der Endoskopie, ein sehr ressourcenschonendes Vorgehen notwendig mache. Jacobs wirbt daher dafür, dass Entwickler und Hersteller schon bei der Entwicklung von Medizintechnikprodukten die finanziellen Rahmenbedingungen der Krankenhäuser als Kunden berücksichtigen, um refinanzierbare Produkte mit hoher Marktakzeptanz herzustellen.

Minimal-invasive Lösungen für die Kardiologie

Man darf davon ausgehen, dass genau das die Entwickler einer Impella-Pumpe beherzigt haben, die Dr. Christoph Welp von der Abiomed Europe GmbH in Aachen vorstellt. Als kompaktes Herzunterstützungssystem minimal-invasiv im Körper eingesetzt, saugt die Pumpe Blut aus dem linken Herzventrikel in die Aorta und senkt dadurch die notwendige Herzeigenleistung. Durch die damit eintretende Entlastung des Herzmuskels kann dieser regenerieren, so dass sich Patienten erholen und Herzoperationen gegebenenfalls vermieden werden.

Und noch ein neues minimal-invasives Verfahren, nämlich eine Lösung zur Behandlung von Vorhofflimmern, hat Privatdozent Dr. Gerald Fischer von der A-Freeze GmbH in Innsbruck entwickelt. Dabei werden angeborene Herzrhythmusstörungen durch Vereisen bestimmter Herzmuskelbereiche behandelt. Das hierfür notwendige Kühlmittel wird unter Hochdruck mit 40 bis 50 bar durch Katheter mit einem Innendurchmesser von nur 0,1 bis 0,5 mm geleitet. Dies stellt hohe Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe und deren Verarbeitung. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung sind hierfür mit Metallpartikeln gefüllte Polyurethane im Einsatz.

Technischer Aufbau von flexiblen Endoskopen

Den technischen Aufbau von flexiblen Endoskopen erläutert Thomas Makowski von der Firma Karl Storz, Tuttlingen: „Für den Einsatz in der Gastroenterologie, Urologie oder Pneumologie müssen Endoskope sehr flexibel sein, Chirurgen über Kamerasysteme an der Spitze einen Blick auf das Operationsgebiet ermöglichen und Prozessmedien wie Gase und Wasser sicher leiten können.“ Neben den rein physikalischen Eigenschaften der eingesetzten technischen Kunststoffe werden durch die zunehmende Miniaturisierung hohe mechanische Festigkeit oder – beim Mehrfacheinsatz – Resistenz gegen Reinigungs- und Sterilisationszyklen gefordert. Grundsätzlich seien, je nach Einsatzbereich, diverse Nachweise hinsichtlich der Erfüllung regulatorischer Anforderungen zu erbringen. Die Auswahl geeigneter Werkstoffe erfordert somit ein systematisches Vorgehen, wie Rainer Gärtner von Sabic Innovative Plastics ergänzt. Neu entwickelten Kunststoffen traut er vermehrt zu, den Werkstoff Metall zu ersetzen und zugleich die Kosten zu senken.

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