Intelligente Implantate zum Wohle der Menschen entwickeln

Aktive Implantate

Intelligente Implantate zum Wohle des Patienten entwickeln

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Die Kombination aus Miniaturisierung und Digitalisierung in der Mikrosystemtechnik führt zu immer leistungsfähigeren Implantaten. Den Stand der Technik zeigte das 12. Compamed Frühjahrsforum in Frankfurt.

Susanne Schwab
susanne.schwab@konradin.de

Epilepsie ist eine extrem belastende Erkrankung, ganz besonders für Kinder wie die siebenjährige Nora, die täglich bis zu 30 starken epileptischen Anfällen hatte. Dank einer neuen Technologie konnte Nora am Zentrum der Neurologie und Neurochirurgie (ZNN) des Universitätsklinikums Frankfurt geholfen werden. Maßgefertigte Grid-Elektroden der Cortec GmbH aus Freiburg unterstützten in der prä-operativen Diagnostik dabei, das erkrankte Hirngewebe zu identifizieren, welches die Anfälle auslöste, um es anschließend operativ entfernen zu können. Eine Vielzahl von Elektroden-Kontakten ermöglichte im Vorfeld der OP die Lokalisation des erkrankten Gewebes gegenüber benachbarten gesunden Arealen. In einer fünfstündigen Operation konnte der Neurochirurg Dr. Thomas Freiman am ZNN daraufhin die problematische Gehirnregion gezielt entfernen.

Intelligente Implantate mit vielfältigen Funktionen

Das implantierbare Brain Interchange System von Cortec unterstützt die Ableitung und Stimulation von Hirnaktivität über einen längeren Zeitraum hinweg. Das Multi-Kanal-System besteht aus einer flächigen Grid-Elektrode für die Hirnoberfläche, einer Cuff-Elektrode, die sich um einen Nerv schließt, und einer Tiefenhirnelektrode, die in tieferen Hirnarealen stimulieren und messen kann. Über alle diese Elektroden ist sowohl die Ableitung von Hirnaktivität als auch deren Stimulation auf insgesamt 32 Kanälen möglich. Das System agiert im so genannten Closed-Loop, was bedeutet, dass es in der Lage ist, den Effekt der eigenen Aktivität zu überwachen und Folgeaktivitäten autonom daraus abzuleiten.

Intelligente, aktive Implantate wie das von Coretec haben die Aufgabe, Körperfunktionen zu kontrollieren oder zu steuern, Medikamente zu dosieren oder die medizinische Betreuung zu vereinfachen. Die vielfältigen neuen Funktionen ermöglichen präzise Anwendungen und werden neben neurochirurgischen Implantaten auch bei Stents und Gefäßprothesen, Cochlea- und Retina-Implantaten sowie bei Defibrillatoren oder Medikamentendosiersystemen eingesetzt.

Compamed Frühjahrsforum thematisiert aktive Implantate

Einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik und darüber, woran Entwickler in Unternehmen und Instituten derzeit arbeiten, gab das diesjährige Compamed Frühjahrsforum, das bereits zum 12. Mal vom IVAM Fachverband für Mikrotechnik und von der Messe Düsseldorf im Vorfeld der Fachmesse Compamed durchgeführt wurde. Neben Dr. Martin Schüttler von Cortec, der das Brain Interchange System vorstellte, berichtete Dr. Michael Schwierskott von der Osypka AG in Rheinfelden von den Herausforderungen bei der Entwicklung von Stimulationselektroden. Der Hersteller und OEM-Partner für Medizintechnik ist Spezialist für Kardiologieprodukte, Katheter, implantierbare Elektroden sowie für die Montage von implantierbaren Geräten. Neben temporär implantierbaren Produkten, bietet das Unternehmen auch dauerhaft implantierbare Neurostimulationselektroden an.

Elektronik, Beschichtung und Verpackung der Implantate

Über die Beschichtungsmöglichkeiten mit dem Werkstoff Parylene informierten mit der Schweizer Comelec SA Parylene Coating aus La Chaux-de-Fonds und der US-amerikanischen Specialty Coating Systems Inc. aus Indianapolis gleich zwei Spezialisten über die besonderen Eigenschaften des Kunststoffs für die Medizintechnikindustrie. Parylene überzeugt bei Implantaten durch eine gute optische Transparenz, Biokompatibilität und Biostabilität, chemische Beständigkeit sowie gute elektrische Isolationseigenschaften. Das von der FDA zugelassene Parylene C kann für langfristig implantierbare medizinische Geräte verwendet werden. Der Film lässt sich als Festschmierstoff und elektrischer Isolator auf Drahtführungen sowie Stents, implantierbaren Elektroden, Herzschrittmachern und hypodermischen Nadeln verwenden, wie Dr. Florian Bourgeois von Comelec betont. Aktuell arbeitet das Unternehmen an einer Parylene-basierten Multilayer-Beschichtung mit verbesserten Barriereeigenschaften für neue medizinische Anwendungen.

Intelligente Verpackung für intelligente Elektronik

Auch die Verpackung der intelligenten Implantate war Thema der Veranstaltung: Die Glencatec AG aus Niederwangen setzt auf hermetisch dichte Glasverkapselungen für intelligente Elektronik. Dafür kommen bei den Schweizern zwei Fertigungstechnologien in Frage: Zum einen die zylindrische Einkapselung von elektronischen Komponenten und zum anderen die planare, also flache Einkapselung mit vorheriger oder anschließender hochpräziser Oberflächen- und Konturbearbeitung. Das patentierte Verfahren gewährleistet eine hohe Hermetizität, wodurch die Integrität eingebetteter Elemente erhalten bleibt, so Sales Manager Martin Künzi. Wesentlicher Vorteil sei die niedrige Temperaturbelastung der eingebetteten Teile und die Biokompatibilität des Systems.


Compamed Frühjahrsforum

Das Compamed Frühjahrsforum hat sich als jährliche Vorveranstaltung zur Messe Compamed etabliert, die im November zeitgleich mit der Medizinmesse Medica in Düsseldorf stattfindet. Veranstalter des Compamed Frühjahrsforums sind der IVAM Fachverband für Mikrotechnik, Dortmund, sowie die Messe Düsseldorf. Die IVAM-Mitglieder, die auf dem Gemeinschaftsstand zur Messe ausstellen, haben auf dem Frühjahrsforum in Frankfurt die Gelegenheit, ihre neuen Produkte und Technologien schon im Vorfeld der Messe dem Fachpublikum vorzustellen. In diesem Jahr stand die 12. Ausgabe des Forums unter dem Motto „Aktive Implantate“.

www.ivam.de

Die Messe Compamed 2018 findet vom 12. bis 15. November auf dem Messegelände in Düsseldorf statt.

www.compamed.de

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