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GF Machining Solutions Mikrobohrungen mit Durchmessern kleiner als menschliches Haar

| Autor/ Redakteur: / Kathrin Schäfer

Die minimal-invasive Chirurgie erfordert kleine und präzise Instrumente. Auf Hochgeschwindigkeits-Laserbearbeitungszentren lassen sich solche Instrumente herstellen.

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Die Microlution ML-5 von GF Machining Solutions ist eine ultraschnelle Laser-Mikrobearbeitungsplattform, die sich für die hochpräzise Herstellung von Mikrobohrungen und Feinschneidanwendungen eignet.
Die Microlution ML-5 von GF Machining Solutions ist eine ultraschnelle Laser-Mikrobearbeitungsplattform, die sich für die hochpräzise Herstellung von Mikrobohrungen und Feinschneidanwendungen eignet.
(Bild: GF Machining Solutions)
  • Mikrobohrungen an medizinischen Geräten
  • Femtosekundenlaser zur wärmefreien Bearbeitung ohne thermische Beschädigungen
  • Neuartige Instrumente für die minimal-invasive Chirurgie

Präzisions-Mikrobohrungen, kleiner im Durchmesser als ein menschliches Haar, sind die Grundlage für innovative neue Produkte und ermöglichen exponentielle Leistungssprünge bei bestehenden Produkten. Mit präziseren Bearbeitungslösungen können Mikrobohrungen so geformt werden, dass sie eine präzisere und effizientere Flüssigkeitszufuhr ermöglichen. Dies kann eine erhebliche Leistungsverbesserung bei medizinischen Geräten bewirken. Mit der Marke Microlution möchte GF Machining Solutions Pionierarbeit bei Femtosekundenlasern für den industriellen Einsatz leisten.

Bisher nur in der Forschung eingesetzt, sind Femtosekundenlaser heute robust genug, um in einer Fertigungsumgebung arbeiten zu können. Diese ultraschnellen Laser werden bevorzugt für die wärmefreie Bearbeitung eingesetzt: Durch das Abtragen von Material ohne thermische Beschädigung des Werkstücks können mikroskopische Merkmale erzeugt werden.

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Die minimal-invasive Chirurgie (oft als „Schlüssellochchirurgie“ bezeichnet) bietet große Vorteile bei der Behandlung verschiedenster Erkrankungen – vom Knorpelriss im Knie bis zum unregelmäßigen Herzschlag. Die Durchführung von Korrekturmaßnahmen mit sehr kleinen Schnitten – die Öffnungen sind oft nur wenige Millimeter groß – reduziert sowohl das Infektionsrisiko als auch die Heilungszeit erheblich. Die Patienten bevorzugen die deutlich kleineren Schnitte, die auch kleinere Narben nach der Operation entstehen lassen. Kürzlich veröffentlichte Daten deuten auf ein jährliches Wachstum von über 10 Prozent bei minimal-invasiven Operationen hin. Dieses Wachstum motiviert Ärzte und Entwickler von medizinischen Geräten, bestehende Verfahren und Gerätekonzepte zu überdenken. Das Ergebnis: kleinere und präzisere Instrumente.

So werden Herzrhythmusstörungen heute überwiegend mittels minimal-invasiver Verfahren behandelt – in der Regel indem kleine Mengen von Herzgewebe abgetragen werden, die die Ursache des Problems darstellen. Die bei der Katheterablation eingesetzten Katheter verfügen über eine elektronische Spitze, die zum Herzen geführt wird und mit der das defekte Gewebe verödet wird. Katheter für die Herzablation besitzen oft nur einen Durchmesser von 3 oder 4 mm, sind aber zunehmend komplex aufgebaut.

Femtosekundenlaser sind heute in der Fertigung angekommen

Die neueste Generation von Ablationskatheterspitzen nutzt ein Spülverfahren, um eine Kochsalzlösung um oder durch die Spitze zu spülen und den Bereich so zu kühlen, dass die Ablation unter optimalen Bedingungen sowohl für das Gerät als auch für den Patienten erfolgt. Die ultraschnelle Laser-Mikrobearbeitung verbessert die Präzision des Spülverfahrens erheblich. Damit kann eine bessere Kühlwirkung mit weniger Flüssigkeit realisiert werden. Ferner wird das Risiko des Überhitzens der Flüssigkeit reduziert. Um die Verteilung des Liquids zu steuern, werden die Katheterspitzenbohrungen auf einer Microlution-Lösung mit einem Laser zu exakten Geometrien gebohrt – eine Aufgabe, die mit herkömmlicher Bearbeitungstechnologie nicht realisierbar war.

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Info
Systeme nicht nur für die Medizintechnik
  • eine eigenständige Laser-Bearbeitungsstation
  • eine hybride Doppelstationsanlage mit mechanischer Fräse zum Aufrauhen größerer Werkstücke und einem ultraschneller Laser zur Oberflächen- und Kantenbearbeitung
  • eine Doppelstationsanlage (für Messungen), die parallel zur ultraschnellen Laserbearbeitung detaillierte Messungen bei Werkstücken durchführt

Die Laserbearbeitungstechnologie von Microlution ermöglicht es Gerätekonstrukteuren, Merkmale zu erzeugen, die mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden oft nicht hergestellt werden können – wie beispielsweise Negativkegel und nicht kreisförmige Bohrungen mit Durchmessern unter 50 µm.

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