Compamed 2017

Von Wearables bis Knochen aus dem 3D-Drucker

| Autor / Redakteur: Klaus Jopp* / Kathrin Schäfer

Praktische kleine Helfer: Zahlreiche Wearables sind ohne den Einsatz von Mikrotechnologie nicht denkbar.
Praktische kleine Helfer: Zahlreiche Wearables sind ohne den Einsatz von Mikrotechnologie nicht denkbar. (Bild: Messe Düsseldorf/ctillmann)

Die Mikrotechnik wird von der Medizintechnik so stark stimuliert wie keine andere. Ein sichtbares Zeichen hierfür: Wearables – zu sehen auf der Compamed 2017 in Düsseldorf.

  • Fachmesse für den Zulieferermarkt der medizintechnischen Fertigung vom 13. bis 16. November 2017 in Düsseldorf
  • Mikrosysteme für die Medizintechnik
  • Wearables – Blutdruck messen ohne Manschette
  • Wirkstoffe in statt unter die Haut applizieren
    Keramischer Knochenersatz aus dem 3D-Drucker

Fast zwei Drittel der Mikrotechnikunternehmen in Europa bieten Produkte, Technologien oder Dienstleistungen für Medizintechnik und Gesundheit an; für nahezu 20 Prozent ist es der wichtigste Absatzmarkt. In den kommenden drei Jahren wird der Anteil der Unternehmen, die vorrangig den Medizintechnikmarkt beliefern, nochmals um fünf Prozent steigen. Diese Erkenntnisse hat der IVAM Fachverband für Mikrotechnik ermittelt.

Kein Wunder, dass Mikrotechnik auf der Compamed 2017 eine zentrale Rolle einnimmt. Als Fachmesse für den Zulieferermarkt der medizintechnischen Fertigung findet die Compamed parallel zur Medizinmesse Medica 2017 vom 13. bis zum 16. November in Düsseldorf statt. „Neben der digitalen Transformation, die keine Branche mehr außer Acht lässt, ist auch die Miniaturisierung von Bauteilen zur Schaffung immer handlicherer und leichterer Produktanwendungen ein übergeordneter Technologietrend“, bestätigt Joachim Schäfer, Geschäftsführer der Messe Düsseldorf.

Blutdruck messen ohne Manschette

Ein wichtiges Anwendungsfeld für Mikrosysteme für die Medizintechnik sind so genannten Wearables, mobile und kaum sichtbare Systeme, die mit hohem Komfort und unter Alltagsbedingungen Vitalparameter aufnehmen, analysieren und Medizinern zur Bewertung zur Verfügung stellen können. Die kontinuierliche Aufzeichnung von sogenannten peripheren Photoplethysmogrammen soll in Zukunft weitere wertvolle Aussagen zur Gesundheit des Menschen liefern.

Dazu zählen neben dem Puls und der arteriellen Sauerstoffsättigung, die Herzratenvariabilität, die Atemfrequenz sowie Informationen zur Gefäßsteifigkeit und Anzeichen von steigenden oder fallenden Blutdruck. Ein erhöhter Blutdruck ist heute wichtigster Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, an denen laut Deutscher Hochdruckliga allein in Deutschland etwa 35 Millionen Menschen leiden. Oft ohne Beschwerden wird die Erkrankung zu spät bemerkt. Die Folgen sind vor allem Schlaganfall, Herzerkrankungen, Nierenversagen und Demenz.

Vor diesem Hintergrund zählt ein manschettenloses Messverfahren zur kontinuierlichen Verfolgung des Blutdrucks zu den wichtigsten Innovationen der diesjährigen Compamed. Den dafür erforderlichen Sensor haben Wissenschaftler um Projektleiter Dr. Hans-Georg Ortlepp vom CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik entwickelt, der auch das ausgeklügelte Auswerteverfahren kreierte. „Die notwendigen Rohdaten werden aus der Form der Pulswelle und deren zeitlichen Verhalten entnommen. Eine hohe Qualität der Sensorsignale und geeignete mathematische Algorithmen in der Datenanalyse sind für medizinisch-relevante Anwendungen zwingend“, erklärt Ortlepp.

Das CiS arbeitet bereits seit gut einem Jahrzehnt an miniaturisierten, in Silizium integrierten, multispektralen Photoplethysmographie-Sensoren. Die winzigen Sensoren werden im äußeren Gehörgang platziert und sind individuell auf den Patienten abgestimmt. Ein angenehmer Tragekomfort ist für die Hightech-Komponente enorm wichtig, entscheidet dieser doch über die Akzeptanz beim Nutzer. Der Sensor kann technisch mit bis zu vier LEDs verschiedener Wellenlängen ausgestattet werden, um neben dem Blutdruck weitere Vitalparameter und zusätzliche Messwerte aus verschiedenen Gewebetiefen aufnehmen zu können und um Bewegungsartefakte in den Signalen zu eliminieren.

Ergänzendes zum Thema
 
Mikrotechnik auf der Compamed 2017
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Wirkstoffe in statt unter die Haut applizieren

Auch die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung widmet sich intensiv der Forschung, Entwicklung und Fertigung in der Mikrosystemtechnik. Gemeinsam mit der Ausgründung Verapido Medical GmbH entwickeln und produziert sie Geräte, Systeme und Technologien, mit denen Wirkstoffe in statt unter die Haut verabreicht werden können. In Studien konnte gezeigt werden, dass intradermal verabreichte Wirkstoffe wesentlich schneller verfügbar sind verglichen mit subkutaner Verabreichung und eine effizientere Wirkung entfachen können. Zudem ist belegt, dass Biotech-Moleküle wie Insulin, Antikörper, Proteine oder Hormone wesentlich schneller vom Körper aufgenommen werden, wenn sie intradermal verabreicht werden.

Bis zu 90 Prozent der Impfdosis einsparen

Wirkstoffe, die in die Haut appliziert werden, können auch gezielter und effizienter auf das Immunsystem einwirken. „Klinische Studien haben gezeigt, dass bei intradermaler Gabe bis zu 90 Prozent der Impfdosis eingespart werden kann, um den gleichen oder sogar einen besseren Effekt zu erzielen als beim Spritzen in den Muskel“, betont Dr. Markus Clemenz, Geschäftsführer der Verapido Medical. Das Unternehmen setzt auf Mikronadeltechnologien und Mikrokanülen, die exakt in die Dermis eingestochen werden – eine Hautschicht knapp unter der Hautoberfläche. Dabei wird nur die oberste Hautschicht penetriert, somit ist es ein minimalinvasives Verfahren. „Unser Entwicklungsangebot reicht von pflasterbasierten Mikronadelarrays über intradermale Verabreichungsgeräte mit fester oder variabler Tiefeneinstellung zur Injektion oder Infusion bis hin zu Medikamentendosiersystemen zur (zeitverzögerten) Chronotherapie ohne jegliche Elektronik“, so Clemenz. Verapido erwartet, dass die intraderme Verabreichung in der Klinik künftig „state oft the art“ wird.

Knochen aus dem 3D-Drucker

Ein anderes Thema, das seit Jahren bei der Compamed an Wichtigkeit gewinnt, sind additive Verfahren. Den „Knochen aus dem Drucker“ hat das Fraunhofer Institut IKTS entwickelt. Er soll bei entstellenden Defekten im Gesichtsbereich oder bei in Knochen metastasierenden Tumoren zum Einsatz kommen. Der keramische Ersatz des IKTS wird in zwei Schritten hergestellt: Die Keramikhülle wird im 3D-Druck gefertigt, die Füllung – ein Keramikschaum – danach eingeschäumt.

Die additive Fertigung der Hülle ermöglicht die personalisierte Anpassung an die Skelettstruktur, die poröse Schaumfüllung hingegen die patientenspezifische Anpassungen der Porosität. Der Schaum unterstützt das Zellwachstum, ist zudem druckfest und bioaktiv. Gerade diese Verfahrens- und Materialkombination ist der große Vorteil der neuen Lösung. „Wir arbeiten mit kommerziell erhältlichen Materialien wie Hydroxylapatit oder Tricalciumphosphat und starten jetzt mit den biologischen Tests unserer Substanzen“, erklärt Dr. Matthias Ahlhelm, Projektleiter am IKTS.

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Weitere Meldungen über Messen Compamed und Medica finden Sie in unserem Themenkanal Szene.

* Klaus Jopp ist freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.

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