Trendreport Medizintechnik: Nächste Generation von Medizinprodukten erfordert neue Produktionsstrategien

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Trendreport Medizintechnik: Nächste Generation von Medizinprodukten erfordert neue Produktionsstrategien

15.07.2019Redakteur: Peter Reinhardt

Moderne Medizintechnik ist klein, individuell und funktional. Dabei müssen Medizinprodukte höchste Qualitätsstandards erfüllen und zugleich kostengünstig gefertigt werden. Wie dieser Balanceakt gelingen kann, zeigt der aktuelle Trendreport „Produktionsstrategien für die Medizintechnik von morgen“ des Fraunhofer IPT.

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Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Wer sich mit Medizinprodukten der nächsten Generation wie diese Lab-on-a-chip-Disc beschäftigt, sollte schon frühzeitig die damit verbundenen produktionstechnischen Herausforderungen bedenken. Der Trendreport des Fraunhofer IPT gibt hier Orientierung.
(Bild: Fraunhofer IPT)

Miniaturisierte, multifunktionale und smarte Medizinprodukte sind komplex in der Herstellung

Antworten auf zentralen Herausforderungen bei der Herstellung individualisierbarer Medizinprodukte

Digitaler Zwilling des Medizinprodukts erlaubt, Prozesse engmaschig zu überwachen

Der Bedarf an Medizinprodukten für eine alternde Bevölkerung ist ein Antreiber für das Wachstum der Medizintechnikbranche in Europa. In ihrem Trendreport geben die Aachener Produktionstechniker des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT einen Ausblick auf die bevorstehenden Herausforderungen in der Entwicklung und Fertigung der nächsten Generation von Medizinprodukten.

Fünf zentrale Trends der Medizintechnik

Sie zeigen Lösungsansätze und erste Beispiele für deren praktische Umsetzung– sowohl hinsichtlich geeigneter Herstellungsverfahren als auch mit Blick auf eine sinnvolle Produktionsorganisation. In fünf Themenblöcken werden aus produktionstechnischer Perspektive zentrale Trends der Medizintechnik beleuchtet:

Smarte Medizintechnik: intelligent, klein und multifunktional ist die nächste Generation an Medizinprodukten

Individualisierte Medizin: neue Fertigungsverfahren für personalisierte Produkte und Kleinserien

Biohybride Medizinprodukte: Integration biologischer Materialen und technischer Komponenten

Industrie 4.0: vernetzte, adaptive Produktion für die Medizintechnik

Smart Devices: Qualitätskontrolle und Risikominimierung in Produktion und Anwendung

Die Komplexität der Produktherstellung steigt

Nach Meinung der Autoren werden kommende diagnostische Geräte und Medizinprodukte den Patienten weiter in den Mittelpunkt stellen. Miniaturisierte Sensorik, beispielsweise in Implantaten, medizinischen Instrumenten oder auch Kontaktlinsen, können Medizinern zukünftig nicht nur Informationen über den Gesundheitszustand des Patienten oder den Zustand des Medizinprodukts liefern. Mithilfe spezieller Oberflächen oder biohybrider Produkte wird sich die Medizintechnik besser an den Patienten anpassen. Schließlich wird auch die personalisierte Medizin durch mittels individualisierter Produkte möglich, sodass jeder Patient exakt die Therapie erhält, die er braucht.

Dafür wird die nächste Generation von Medizinprodukten zunehmend intelligenter. Die vorgenannten vielfältigen Funktionen erhöhen jedoch die Komplexität in der Produktherstellung, die ohnehin schon einem starken Preisdruck und zugleich hohen regulatorischen Anforderungen unterliegt.

In ihrem Trendreport „Produktionsstrategien für die Medizintechnik von morgen“ erörtern die Autoren daher einige der zentralen Herausforderungen bei der Herstellung individualisierbarer Medizinprodukte und informieren über neue produktionstechnische Entwicklungen für eine sichere Serienfertigung, die sich speziell für die Weiterentwicklung der Medizintechnik eignen.

Der Trendreport kann hier kostenlos heruntergeladen werden.

Produktionstechnische Herausforderungen bewältigen

Damit Patienten von den neuen Therapieansätzen und verbesserten Produkten profitieren können, müssen Hersteller zunächst enorme produktionstechnische Herausforderungen bewältigen. Denn die miniaturisierten, multifunktionalen und smarten Produkte sind um ein Vielfaches komplexer in der Herstellung. Neue Produkte werden sich daher nur dann langfristig erfolgreich am Markt behaupten, wenn sie wirtschaftlich, sicher und in hoher Qualität hergestellt werden können.

Um diese Hürden zu meistern, sollten Medizintechnik-Unternehmen schon frühzeitig an die Produktion denken. Dies beginnt bei der Auswahl geeigneter Materialien und Sensoren sowie der entsprechenden Fertigungsverfahren. Dafür steht eine Vielzahl an konventionellen und neuen Produktionsverfahren zur Auswahl. Hochpräzise Technologien zur Herstellung strukturierter Formen für den Kunststoffspritzguss, das Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder die generative Herstellung und Nachbearbeitung individualisierter Medizinprodukte sind nur einige Beispiele.

Dort wo neue Produkte entwickelt werden – ganz gleich ob intelligent, personalisiert oder biohybrid – müssen oft bestehende Herstellungsverfahren angepasst und weiterentwickelt oder neue Ansätze erforscht werden. Dies sollte bereits im Zuge der Produktentwicklung untersucht und berücksichtigt werden, um anschließend die Produktion schnell skalieren zu können.

Industrie 4.0 bietet zahlreiche Gestaltungsansätze

Hinsichtlich der übergeordneten Produktionsorganisation bietet die Industrie 4.0 zahlreiche Gestaltungsansätze für eine leistungsfähige, vernetzte und adaptive Produktion. So erlaubt zum Beispiel die Vernetzung von Produktionsmaschinen Herstellern, ihre Prozesse besser zu verstehen und zu überwachen. Die Verfügbarkeit großer Datenmengen eröffnet dabei vollkommen neue Möglichkeiten, Daten zu analysieren und Informationen zu gewinnen – bis hin zu selbstoptimierenden Produktionsprozessen.

Am Ende der gesamten Fertigungskette steht gerade bei Medizinprodukten jedoch immer die Qualitätskontrolle und Zulassung. Durch die umfassende Erhebung von Livedaten und deren Speicherung, beispielsweise in einem Digitalen Zwilling des Produkts, können die Prozesse engmaschig überwacht werden. Die Zusammenfassung der gewonnenen Informationen über den gesamten Herstellungsprozess kann schließlich zum Nachweis für die Zulassung genutzt werden. So werden neue Produktionsansätze zum „Enabler“ für die Medizintechnikprodukte der nächsten Generation.