Was Senioren brauchen

Demographen melden, dass die Bevölkerung altert. Das führt zu einem höheren Bedarf an medizinischen Versorgungsleistungen. Dieser Trend wird sich tiefgreifend auf die weitere Gestaltung der Gesundheitsfürsorge auswirken und auch zur Entwicklung innovativer medizinischer Geräte führen. Diese müssen zu einer sicheren, gleichzeitig jedoch schnelleren und wirksameren Behandlung beitragen.

Ein Schritt in diese Richtung sind Lösungen wie beispielsweise tragbare Geräte und Geräte für die Fernpflege, die zentralisierte Einrichtungen der Gesundheitsfürsorge entlasten sollen: Sie ermöglichen eine stärkere Selbstversorgung in den eigenen vier Wänden oder in betreuten Wohneinrichtungen. Gefragt sind aber auch hochentwickelte Geräte und Instrumente, die neue Techniken wie die minimal-invasive Chirurgie unterstützen. Diese verkürzen die Operationsdauer, verringern die psychische Belastung der Patienten und können die Genesung beschleunigen.

Diese Trends sorgen bereits für Veränderungen und Innovationen. Diese betreffen sowohl das Design als auch Funktionalität und Ästhetik von Geräten, die für die Behandlung von Gesundheitsproblemen gedacht sind, die häufig bei älteren Menschen auftreten. Krebs, Herz- und Atemwegserkrankungen zählen dazu ebenso wie Diabetes und orthopädische Erkrankungen.

Technische Thermoplaste nehmen bei diesen Entwicklungen eine zentrale Stellung ein. Sie können es den Herstellern von Medizinprodukten erleichtern, neue Entwürfe in handelsübliche Geräte umzusetzen.

Die dafür verwendeten Werkstoffe müssen oft verschiedene Eigenschaften aufweisen: Sie sollen biokompatibel sein, leichter, aber haltbar – trotz geringerer Wanddicke, sie sollen beständig gegen Chemikalien sein und darüber hinaus ästhetische, funktionelle und ergonomisch gestaltete Designs ermöglichen. Nicht zuletzt müssen daraus auch Präzisionsbauteile hergestellt werden können, und Sterilisierbarkeit ist ebenfalls ein Kriterium. Entsprechende Standardkunststoffe hat die Sabic Innovative Plastics BV mit Sitz im niederländischen Bergen op Zoom für den Medizin-Bereich entwickelt.

Der Pflegebedarf für die wachsende Anzahl von Diabetes-Patienten beispielsweise erhöht die Nachfrage nach dezentralisierter Behandlung und damit die Notwendigkeit, portable Geräte zu entwickeln und ein einfacheres Verabreichen von Insulin zu ermöglichen. Tragbare Blutzuckermessgeräte und Pens für die Insulininjektion sind typische Beispiele. Zu den Werkstoffen, die Sabic Innovative Plastics für solche Entwicklungen anbietet, zählen Lexan HP Polycarbonat-Kunststoffe, die in einer breiten Palette von Farben und Effekten erhältlich sind, sowie LNP-Lubricomp- und LNP-Thermocomp- Verbundwerkstoffe. Letztere weisen die für Innenverzahnungen häufig erforderliche Gleitfähigkeit und Stärke auf. Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der schlagzähen und transparenten Materialien lassen sich variieren.

Herz- und Kreislauferkrankungen sind die Ursache für etwa 30 % der Todesfälle weltweit. Um diese Krankheiten früh zu erkennen und zu behandeln, werden fortlaufend Behandlungsverfahren und technische Hilfsgeräte entwickelt wie Herz- und Blutdruckmonitore für den Einsatz zu Hause und im Krankenhaus. Auch halbautomatische Defibrillatoren werden zunehmend an Flughäfen, an Arbeitsplätzen oder in betreuten Wohnanlagen zur Verfügung stehen. Hier geht es darum, zu kleineren, leichteren Einheiten zu kommen, die sich gut tragen lassen. Für ihre Robustheit und Haltbarkeit sowie Chemikalienbeständigkeit zum Schutz vor Reinigungsmitteln sollen die Werkstoffe sorgen. Kunststoffe, die dem entsprechen und darüber hinaus die Miniaturisierung von Bauelementen erlauben, sind Lexan HP- und HPX-Polycarbonate und Cycoloy PC/ABS-Mischungen.

Die Miniaturisierung ist darüber hinaus typisch für die Entwicklung chirurgischer Instrumente, speziell für die minimal-invasive Chirurgie oder für weniger invasive chirurgische Eingriffe. Hierzu zählen auch Gewebestabilisatoren bei Operationen am schlagenden Herzen. Für diese und andere Anwendungen mit Blutkontakt werden Werkstoffe benötigt, die Hämokompatibilität, Robustheit, Duktilität, Klarheit und Beständigkeit in wiederholten Sterilisationszyklen aufweisen. Diese Erfordernisse erfüllen biokompatible, im Präzisionsgussverfahren verarbeitbare Hochleistungswerkstoffe wie Lexan HPM-Kunststoff. Für Bauteile wie Auslöser, Hebel, Verzahnungen und Wellen kommen Ultem-Polyetherimid (PEI)-Kunststoffe und die LNP-Thermocomp- und LNP Lubricomp-Verbundwerkstoffe in Frage. Sie tragen dazu bei, die Anforderungen an Druckfestigkeit, Steifigkeit, Dimensionsstabilität und Schmierung zu erfüllen.

Spezialisierte Verabreichungssysteme für Insulin oder auch Fertigspritzen, die eine vereinfachte Anwendung und akkurate Dosierung für den Patienten selbst ermöglichen, sowie nadellose Injektionssysteme bringen hohe Anforderungen an die Dimensionsstabilität mit, aber auch an die Widerstandsfähigkeit gegen die ausgeübte Kraft bei nadellosen Injektionen. Lexan HP-Polycarbonat ist hierfür geeignet und ist auch fließfähig genug für den Guss komplexer Formen. Valox-Kunststoffe wiederum sorgen bei Ventilen in Medikamentenverabreichungssystemen für Gleitfähigkeit, Haltbarkeit und Chemikalienbeständigkeit.

Wenn es den Designern außerdem um Spezialeffekte geht, mit denen sie Produkten ein innovatives, neuartiges Aussehen verleihen wollen, sind ebenfalls Kunststoffe das Material der Wahl: Für diese Fälle sind die Visualfx-Kunststoffe geeignet.

Rob de Jong Industry Manager Healthcare bei Sabic Innovative Plastics

Der Polycarbonat-Werkstoff Lexan HPM soll im Kontakt mit Blut Vorteile gegenüber dem Standard-Polycarbonat-Material aufweisen.

Seit der Einführung auf dem Medizingerätemarkt Mitte 2005 setzen Anbieter von Medizinprodukten das hämokompatible Lexan-HPM-Polycarbonat für ihre Produkte ein. Ein Beispiel dafür ist das US-amerikanische Unternehmen Estech, ein Hersteller von Geräten für die Herzchirurgie mit Sitz im kalifornischen San Ramon. Die Amerikaner wählten den Kunststoff für das Paddel ihres ClearView MV Einweg-Vorhof-Depressors aus. Damit sollte eine möglichst hohe Gerätezuverlässigkeit und Biokompatibilität bei minimal-invasiven Eingriffen erzielt werden.

Die im Hinblick auf den Blutkontakt verbesserten Werkstoffeigenschaften sind nach Angaben von Sabic Innovative Plastics erreicht worden, ohne Einschränkungen bei Eigenschaften wie Transparenz, Schlagzähigkeit und Verarbeitungsfreundlichkeit hinnehmen zu müssen. Auch lasse sich das Material weiterhin gut mit Gamma-Strahlen, EtO-Behandlung oder durch Autoklavieren sterilisieren, und es ist widerstandsfähig gegenüber Chemikalien, wie sie im Gesundheitsbereich eingesetzt werden. Der Kunststoff Lexan HPM ist in zwei Materialtypen erhältlich, dem Typ 1944 mit mittleren und dem Typ 1914 mit hohen Fließeigenschaften. So können auch Designs mit dünnen Wandstärken realisiert werden.

Die Tests auf Biokompatibilität wurden gemäß ISO 10993 von unabhängigen Experten an Universitäten und Labors durchgeführt. Sie zeigten, dass Blut beim Kontakt mit Lexan HPM bis zu 50 % mehr seines ursprünglichen Blutplättchengehalts beibehält als Blut, das mit Standard-Polycarbonat in Kontakt kommt. Die Leukozytenaktivierung ist ein weiterer Biomarker. Während Leukozyten nach Kontakt mit Standard-Polycarbonat etwa vier Mal so aktiv sind wie in Normalblut, wirkt sich das Lexan HPM-Polycarbonat weniger stark aus.

Ein am Blutgerinnungsprozess beteiligtes Protein ist C3a. Der Kontakt von Blut mit Standard-Polycarbonaten kann die Konzentration von C3a um bis zu 70 % erhöhen. Lexan HPM hat nur einen geringen Einfluss auf die C3a-Aktivierung.