Über zwei Millionen verschiedene medizinische Geräte sind laut WHO auf dem globalen Markt. Ein jedes braucht das perfekte Design, auch was die verwendeten Heiztechnologien angeht. Denn: Medizingeräte dürfen nicht überhitzen und sollen am besten in ihrem optimalen Leistungsbereich arbeiten. Daher ist eine ordnungsgemäße Wärmeregelung für medizinische Geräte, klinische Diagnosegeräte und Analyseinstrumente erforderlich.
Das gilt insbesondere für Geräte, die während des Betriebs selbst erhebliche Wärme erzeugen oder die Wärme als Teil therapeutischer Behandlungen nutzen. Beispiele hierfür sind Dialysegeräte, in denen Flüssigkeiten konstant bei Körpertemperatur gehalten werden müssen, oder chirurgische Werkzeuge, bei denen die Temperaturregulation Gewebeschäden vermeiden soll.
Heiztechnologien in medizinischen Geräten müssen diesen Anforderungen entsprechen, eine effektive Temperaturregelung bieten und Sicherheit so gewährleisten, wie es zum Beispiel in der Norm IEC 60601-1-11 vorgeschrieben ist.
(Bild: Watlow)
Arbeitet die Heiztechnologie effizient, bringt das für das Gerät, den Hersteller und den Anwender mehrere Vorteile. Es vermeidet nicht nur eine mögliche Überhitzung, sondern verbessert die Energieeffizienz und senkt die Betriebskosten. Effizienz wiederum erfordert eine optimierte Wärmeübertragung, eine bessere Isolierung und den Einsatz von Materialien mit sehr guten thermischen Eigenschaften. Solche Lösungen zu entwickeln, kann kostspielig sein und muss gegenüber dem Ziel, erschwingliche medizinische Geräte herzustellen, abgewogen werden.
Herkömmliche Heizlösungen waren lange auf Nickel-Chrom-Drahtelemente angewiesen, die zur Isolierung in Magnesiumoxid eingebettet sind. Dazu zählen als Basislösungen Heizpatronen und Rohrheizungen, die jedoch Probleme mit der Wärmeverteilung und Temperaturstabilität mit sich bringen können. Das kann zu hohen Betriebstemperaturen und potenziellem Isolationsversagen führen. Des Weiteren müssen sie bei niedrigeren Watt-Dichten arbeiten, fallen also bei gleicher Leistung eher größer aus.
Dünne Schichten bieten hohe thermische Leistung
Die mehrschichtige Heiztechnologie hingegen, wie sie die Watlow Plasmatech GmbH mit Sitz in Kuchl in Österreich anbietet, nutzt sorgfältig aufgetragene dünne Schichten von Heizelementen. Diese gestapelten Schichten – oft so dünn wie ein Bruchteil eines menschlichen Haares – sind auf hohe thermische Leistung ausgelegt. Sie können gleichmäßige Temperaturen erzeugen und weisen kürzere thermische Ansprechzeiten auf.
Heizsystem erwärmt und befeuchtet Atemgase für die Sauerstofftherapie
Die in mehrschichtigen Heizsystemen verwendeten Materialien, wie Aluminiumnitrid oder andere moderne Keramiken, tragen zu deren Leistungsfähigkeit bei. Diese Werkstoffe wurden aufgrund ihrer hohen elektrischen Isolierwirkung und Wärmeleitfähigkeit ausgewählt.
Kontinuierliche Innovationen bei den Heiztechnologien versprechen darüber hinaus, die Geräteleistung zu erhöhen, die Patientensicherheit zu verbessern, die komplexen Anforderungen künftiger medizinischer Geräte zu erfüllen und zur Entwicklung neuer und effektiver medizinischer Behandlungen beizutragen.
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Das Unternehmen Watlow wurde 1922 in den USA gegründet und entwickelt und fertigt thermische Lösungen für anspruchsvolle Anwendungsgebiete, darunter uach medizinische Geräte. Watlow hält mehr als 1100 Patente und beschäftigt 6000 Mitarbeiter in zwölf Produktionsstätten. Fünf Technologie- und Entwicklungszentren sind in den USA, Mexiko, Europa und Asien angesiedelt.
