MedTech-Trends

Medtech-Innovationen: Nicht ohne den richtigen Werkstoff

Artikel von DeviceMed.de vom 12. Dezember 2016

Der 3D-Druck erobert den Werkstoffbereich Silikone. Interessanterweise ist es mit Wacker Chemie ein Werkstofflieferant, der jetzt einen industriellen 3D-Drucker für Silikone vorgestellt hat, berichtet das Magazin DeviceMed auf seinem Online-Portal. Auf dem 3D-Drucker lassen sich Objekte aus Silikon additiv fertigen. Hierbei wurden sowohl das Material als auch Hard- und Software von Grund auf neu konzipiert. Die Chemiker des Konzerns standen vor der Herausforderung, das eigentlich hochviskose Silikon in eine Form zu bringen, die es erlaubt, winzige Tröpfchen durch die Düse eines Druckkopfs auf einer Oberfläche abzusetzen – und zwar nur dort, wo es die Software vorsieht. Hierfür mussten sie eine völlig neue Silikonformulierung entwickeln.

Trend Nummer eins: 3D-Druck

Die Medizin profitiert von dem neuen Verfahren: „Wir können 3D-Modelle aus Silikon anhand von medizinischen Bilddaten drucken, die wir aus der Kernspin- oder Computertomografie erhalten“, berichtet die Ingenieurin Hannah Riedle von der Universität Erlangen, die dem Thema ihre Doktorarbeit widmet und dafür mit Wacker zusammenarbeitet. Es geht um die individuelle Nachbildung von Patientenorganen, meist in Originalgröße. An den gedruckten Modellen können Ärzte operative Eingriffe planen – und sogar üben, denn „Silikon hat für uns den großen Vorteil, dass es elastisch ist und man es gut schneiden kann“, sagt Hannah Riedle. In Zukunft sollen außerdem individuell angepasste Atemmasken und Hörgeräte im 3D-Druck aus Silikon hergestellt werden.

Was die Rolle von Wacker Chemie angeht, ist sich Dr. Bernd Pachaly, Leiter der Innovationssparte bei Wacker Silicones, sicher: „Bald wird es nicht mehr ausreichen, den Kunden Gebinde mit Chemikalien vor die Werkshalle zu stellen.“ Wertschöpfung werde zukünftig vor allem durch kundenorientierte Gesamtlösungen möglich.

Trend Nummer zwei: bioabbaubare Implantate

Die Firma Evonik erweitert gerade ihre Produktionsstätten in Birmingham (USA) und Darmstadt, um zusätzliche Kapazitäten für die Herstellung von biologisch abbaubaren Polymeren der Marken Resomer und Resomer Select bereitzustellen. Die Copolymere auf Milchsäurebasis (PLGA) werden primär für die Herstellung von bioabbaubaren Medizinprodukten sowie für parenterale Formulierungen mit kontrollierter Wirkstofffreisetzung verwendet. „Wir erwarten, dass der weltweite Bedarf für biologisch abbaubare Polymere auch in den kommenden Jahren stark wachsen wird“, so die Einschätzung von Paul Spencer, Leiter des Biomaterials-Geschäfts des Geschäftsgebiets Health Care von Evonik.

Die Firma Meko, eigentlich Auftragsfertiger, hat mit Resoloy eine patentierte, bioabsorbierbare Magnesiumlegierung für Stents und damit eine Alternative zu Polymeren auf den Markt gebracht – und dafür den Devicemed Award zur Compamed 2016 in der Kategorie Suppliers erhalten.

Trend Nummer drei: Verbundwerkstoffe

Dritter aktueller Trend: Verbundwerkstoffe, Anwendungsbeispiel Orthesen. Sie sind mitunter zu starr und können zu Druckstellen führen. Flexibel, leichter und dabei fester als Stahl kommen die Materialien daher, die Dr. Markus Brzeski in seinem Start-up A+ Composites herstellt. Er hat am Institut für Verbundwerkstoffe an der Technischen Universität Kaiserslautern ein kostengünstiges, materialsparendes Verfahren entwickelt, mit dem Orthesen, aber auch Prothesen passgenau nach Kundenwünschen hergestellt werden können. Er setzt dabei auf einen faserverstärkten Kunststoff. „Wir nutzen einen thermoplastischen Kunststoff, der in seiner Konsistenz zähflüssigem Honig ähnelt“, so der Ingenieur. Dieser wird mit Kohlestofffasern kombiniert. Durch den Materialmix bringt der Kunststoff eine Vielzahl positiver Eigenschaften mit sich: „Er ist fester als Stahl, aber zugleich deutlich leichter und flexibel“, sagt der Ingenieur. Mit Brzeskis Verfahren lassen sich beispielsweise Orthesen für Knie, Beine oder den Rücken maßgeschneidert anfertigen: Stützkorsetts, die die Wirbelsäule entlasten sollen, kommen etwa mit weniger Material aus.

Ebenfalls am Institut für Verbundwerkstoffe an der TU Kaiserslautern sind Gefäßklemmen aus einem Verbundmaterial aus Peek und Kohlenstofffasern entstanden. Der Clip aus Peek, einem Kunststoff, der mit kurzen Kohlenstofffasern verstärkt ist, ermöglicht es Medizinern, in Röntgen-, CT- und MRT-Bildern besser zu sehen, ob die Klemme richtig sitzt und das Aneurysma zuverlässig verschließt.

Trend Nummer vier: Wearables

Wearables – der vierte Trend. Mit Covestro arbeitet auch hier ein Materiallieferant an einem funktionsfähigen Prototyp eines kleinen Pflasters mit Sensoren, die Feuchtigkeit, Temperatur (zum Beispiel Discomfort Index oder Hitzschlag-Alarm), Magnetfeld, Beschleunigung, Druck (zum Beispiel Fallsensor, Umweltbelastung) und UV- bzw. Lichtintensität messen. Der Vorteil: Covestro ist ein Anbieter von Komplettlösungen, einschließlich maßgeschneiderter Poly­urethan-Folien sowie Rohstoffen für Klebstoffe und Schäume. Damit ist sowohl die Fixierung des Pflasters auf der Haut als auch die Einbettung elektronischer Komponenten sichergestellt.

Quelle: DeviceMed Online vom 12.12.2016
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