Antriebstechnik

Disposables mit hochwertigem Antrieb

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 Hohe Qualität, hohe Stückzahlen, Preisdruck. Produkte, die gemäß solcher Vorgaben für die Automobilindustrie entwickelt und gefertigt werden, lassen sich in der Medizintechnik nutzen. Zum Beispiel für das Dosieren teurer und empfindlicher Medikamente.

Thomas Mayer
Sonceboz, Sonceboz/Schweiz

Qualität ist in der Medizintechnik ein Muss. Aber nicht nur dort: Auch Zulieferer im Automotive-Sektor müssen in ihrer Fertigung eine extrem niedrige Fehlerquote erreichen. Da wird jedes Antriebsmodul daraufhin geprüft, dass es die spezifizierten Anforderungen tatsächlich erfüllt. Das gilt selbst bei Mengen von über 65 Millionen Motoren pro Jahr, denn defekte Antriebe können einen kostspieligen Rückruf notwendig machen, den Kunden verärgern, dem Image der Marke schaden und enorme finanzielle Einbußen auslösen, für den Fahrzeughersteller wie auch für den Zulieferer.
Solche auf Herz und Nieren geprüften Antriebe, die in großer Stückzahl hergestellt werden, sind auch für spezielle Anwendungen in der Medizintechnik interessant, wo Qualität gefordert ist, aber die Kosten niedrig gehalten werden müssen. Ein Beispiel dafür sind Drug Delivery Devices mit spezialisierten Mikro-Motoren. So werden im Bereich Dialyse smarte Hybridschrittmotoren eingesetzt, und die Hersteller der Dialyse-Geräte profitieren von den Erfahrungen, die ein Zulieferer sammelt, der sowohl für die Automobilindustrie als auch für die Medizintechnik entwickelt und fertigt. Durch stark automatisierte Fertigungsprozesse lassen sich so maßgeschneiderte Antriebslösungen zu wettbewerbsfähigen Preisen realisieren. Und wo sich Produktionssynergien zeigen, ergibt sich sogar die Möglichkeit, hochwertige Antriebe für den Einweggebrauch vorzusehen und deren Zuverlässigkeit und Funktion zu garantieren.
Aus dem Automotive-Bereich in Drug Delivery Devices
Über entsprechende Erfahrungen verfügt die Schweizer Sonceboz AG aus dem Berner Jura. Das Unternehmen arbeitet gemeinsam mit global tätigen Medizinprodukte-Herstellern an der Entwicklung miniaturisierter Antriebsmodule für Drug Delivery Devices von morgen. Dann werden Behandlungen, die heute noch in der Klinik oder Arztpraxis stattfinden, zunehmend vom Patienten zu Hause durchgeführt. Tragbare Medikamentenpumpen für den Heimgebrauch werden hier zu Einwegprodukten von großer Bedeutung. Mit dem Konzept der Einwegprodukte lassen sich zum Beispiel Bedienfehler vermeiden, die bei einer Wiederverwendung auftreten können. Dazu zählen Fehldosierung oder die Kontamination des Medikaments.
Einwegprodukte können aber auch die Behandlungsprozesse vereinfachen. So sind Medikamente aus der Biotechnologie – wie zum Beispiel Wachstumshormone oder monoklonale Antikörper – besonders teuer und besonders empfindlich. Sie lassen sich oft nur mit hoch spezialisierten Geräten sachgerecht verabreichen, weil große Moleküle in diesen Substanzen empfindlich auf Scher- und Druckkräfte reagieren. Daher müssen sie sehr langsam und gleichmäßig verabreicht werden. Weil dies zeitaufwendig ist, sind tragbare Pumpen das Mittel der Wahl. Sie müssen einfach zu benutzen sein, damit es der Patient möglichst einfach hat, seinen Teil zur Behandlung beizutragen – die Rede ist also von Stichworten wie Usability und Compliance.
Gerade für solche Pumpenanwendungen ist ein in Millionen-Stückzahlen hergestellter Aktuator aus dem Kfz-Bereich interessant, ein Schrittmotor für Kombiinstrumente. Im Bereich der Drug Delivery Devices wird der Kleinstmotor genutzt, um eine geräuscharme Einwegpumpe für besonders viskose Flüssigmedikamente anzutreiben. Durch die Bauart des Motors lässt sich dieser direkt und lötfrei auf der Steuerplatine platzieren. Die Integration von Platine und Getriebe spart Platz, was den Tragekomfort der Pumpe, die direkt auf der Haut des Patienten aufliegt, erheblich verbessert.
Spezieller Motorenaufbau sorgt für Laufruhe im Betrieb
Der verwendete Miniatur-Schrittmotor hat einen speziellen Aufbau. Der fünfpolige Rotor in Verbindung mit einem optimierten Stator ermöglicht einen sehr laufruhigen Betrieb. Die Gestaltung des Motors folgte von Anfang an einem anspruchsvollen Design-to-Cost-Ansatz. Dies wird beispielsweise an den extern bewickelten Statorspulen ersichtlich, die sich nach dem Wickelvorgang leicht vollautomatisch auf den Stator aufstecken lassen. Durch optimierte Rotoren sind auch bei Spannungen unter 5 V sehr gute Drehmomente erreichbar, was für den Batteriebetrieb in der Medizintechnik relevant ist.
Für in Masse produzierte Antriebe aus den Bereichen Automotive und Nutzfahrzeuge gibt es vielfältige andere Applikationen in der Medizintechnik. Exoskelette und mobile Robotik, wo Energieeffizienz und hohe Kraftdichte relevant sind, sind hier nur zwei Beispiele. ■

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