Durch immer innovativere Verfahren bei der additiven Fertigung kommen inzwischen individualisierte patientenspezifische Medizinprodukte, wie beispielsweise Hüftprothesen, zum Einsatz. In diesen Implantaten wird zukünftig Sensorik für Informationen sorgen, die weitere Operationen vermeiden können. Die Vorteile für den Patienten liegen auf der Hand: das Produkt ist auf ihn maßgeschneidert und sollte vom Körper gut vertragen werden. Hierfür müssen diese Produkte jedoch steril sein.
Selbst komplexe Schraubengewinde sterilisieren
Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP haben nun ein Sterilisationsverfahren für 3D-Bauteile entwickelt. Die Komponenten werden mit niederenergetischen Elektronen behandelt, die zuverlässig und schonend die Oberfläche sterilisieren. Mit Hilfe eines Roboterarmes und einer adaptierten Softwaresteuerung kann die Elektronenstrahl-Sterilisation nun auch für komplexere Bauteile angewendet werden. Bisher war dies schwierig, da die niederenergetische Elektronenstrahl-Technologie nur die Oberfläche behandelt. Mit dem 3D-Roboter können nun beispielsweise auch sehr raue Oberflächen, Vertiefungen oder sogar komplexe Schraubengewinde sicher sterilisiert werden.
Besonders für sensible Materialien geeignet
Die Sterilisation mit Elektronenstrahlen kann direkt in den Endverpackungen erfolgen. Sie ist sogar in-line-fähig und dadurch gut in den Herstellungsprozess integrierbar. Durch das Handling komplexer Komponenten mit dem 3D-Roboter ist nun eine produktspezifische Handhabung der Medizinprodukte möglich. Die Elektronenstrahlsterilisation eignet sich besonders für sensible Materialien, wie Polymere bis hin zu biologischem Gewebe oder Proteinbeschichtungen, die herkömmlichen Sterilisationsverfahren nicht standhalten würden. Auch für Elektronik, Mikrochips und Batteriesysteme ist das Verfahren gut anwendbar: die Funktion bleibt erhalten und auch gespeicherte Informationen (beispielsweise in Mikrochips) werden nicht zerstört.
Kundenspezifische Anlagen
Die Wissenschaftler entwickeln gemeinsam mit Industriepartnern produktspezifische Handlingregime für die 3D-Elektronenstrahl-Sterilisation. Dabei betreuen sie den Kunden von der Machbarkeitsstudie, über die biologische und technische Prüfung seines Produktes bis hin zur Anlagenkonzeption und Integration der Anlagen in bestehende Prozessketten. Auch Lösungen zur Sterilverpackung und zum Prozess-Monitoring können auf Basis erfolgreich abgeschlossener Projekte angeboten werden.
Um Anforderungen auf dem Gebiet der Hygiene noch besser zu verstehen und weitere innovative Sterilisations-, Inaktivierungs- und Reinigungslösungen zu bieten, möchten die Wissenschaftler mit Industrie, Wissenschaft, Politik und Anwendern ins Gespräch kommen. Zu diesem Thema organisiert das Fraunhofer FEP am 21. März 2018, von 14 bis 7 Uhr, einen Think Tank – auf der neuen Veranstaltung Xpomet, die vom 21. bis 23. März 2018 in Leipzig stattfindet und Themen aus dem Feld Medizin und Medizintechnik beleuchtet.
