HELIKO

Automatisierte und prozesssichere Wirkstoffbeschichtung von Ballonkathetern

Allein in Deutschland leiden rund sechs Millionen Menschen an der koronaren Herzerkrankung. Sie entsteht durch Kalkablagerungen, die die Herzkranzgefäße verengen. Meist weiten Ärzte die verengte Stelle mit einem Stent. Ärztinnen und Ärzte dehnen dazu die Verengung auf, damit das Blut wieder ungestört fließen kann. Hierfür führen sie einen Ballonkatheter mit einer plastischen Stütze – einem sogenannten Stent – in die verengte Arterie. Wird der Ballonkatheter aufgeblasen, dehnt sich der Stent und weitet so die Stenose.

Das Problem: Das Gewebe um den Stent kann innerhalb weniger Monate wieder in das Blutgefäß einwachsen. Die Folge ist eine erneute Verengung – die Restenose. Aufgrund dieses Risikos entscheiden sich Ärztinnen und Ärzte immer häufiger für einen alternativen Eingriff, bei dem kein Fremdkörper in den geschädigten Arterien verbleibt: Mit Immunsuppressiva und Zytostatika beschichtete Ballonkatheter erzeugen beim Aufdehnen eine mechanische Erweiterung des Gefäßes. Die dabei übertragenen Wirkstoffe können eine Restenose über lange Zeit verhindern, das heißt ein vermehrtes Zellwachstum des Gewebes aufgrund der mechanischen Beanspruchung und somit den erneuten Verschluss des Gefäßes.

Der Wirkstoff wird über die Ballonoberfläche direkt an und in die Arterienwände transportiert. Die Beschichtung des Katheters mit Medikamenten, gerade auch mit besonders fortschrittlichen, wird derzeit häufig von Fachkräften manuell durchgeführt. Dieser Prozess ist zeitaufwendig und fehleranfällig. Das Verfahren ist speziell, Fachleute mit entsprechender Expertise sind rar.

Ziel des Projekts ist die Erforschung eines Wegs, mit dem sich das mühsame Verfahren zur Beschichtung der Ballonkatheter automatisieren lässt. Im Rahmen des Verbundprojekts entwickeln die Projektpartner den Prototyp eines Automaten zur sequentiellen Beschichtung von Ballonkathetern mit einer gerichteten Kristallkonformation – später in Großserie. Ein integriertes hochauflösendes optisches Oberflächenmessgerät übernimmt die Qualitätskontrolle, indem es konstant die Schichtdicke misst. Ziel des Projekts ist es, die Ausschussrate zu reduzieren, den Umsatz an Ballons deutlich zu erhöhen und Prozesssicherheit zu garantieren.

Projektüberblick

Laufzeit

12/2020 – 11/2022

Zielsetzung

Entwicklung eines maschinenbasierten Verfahrens zur standardisierten Wirkstoffbeschichtung von Ballonkathetern

Projektleitung

Dr. André Hutsky, MBA

Projektpartner

InnoRa GmbH
Fraunhofer IPK
Organical CAD/CAM

Finanzierungspartner

Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Herz ist Trumpf – Organical baut ab sofort Beschichtungsautomaten
für Ballonkatheter

„Gesund beginnt im Mund.“ Das lernen unsere Kinder schon im Kleinkindalter. Ein eher gesundheitsgefährdender Lebensstil hinsichtlich Ernährung und physischer wie psychischer Fitness – vielleicht sogar gepaart mit einer genetischen Vorbelastung – führt immer wieder zu Beeinträchtigungen des Organismus. Gemeinsam mit ihren Partnern erforscht und entwickelt die Organical CAD/CAM GmbH Methoden und Verfahren in der Medizin und Zahnmedizin. Seinen Schwerpunkt richtet das Unternehmen in der Vergangenheit auf digitalisierte und automatisierte Prozesse von der Planung bis hin zur Fertigung von dentalen Erzeugnissen. Hierzu zählen auch die indikationsabhängige, 3D-basierte

Herstellung von maßgetreuen Knochenersatz im additiven und subtraktiven Verfahren, der zuerst im Gesichtsbereich und im Sinne eines ganzheitlichen Ansatzes später sowohl in der Human- als auch der Veterinärmedizin zum Einsatz kommt.  Ein weiteres Hauptaugenmerk liegt in der Konstruktion und Fertigung von Beschichtungsautomaten zur sequentiellen Medikamentenbeschichtung von 20 bis 80 Mikrometer dünnen Ballonkathetern für die minimalinvasive Herzchirurgie – zuerst in Kleinserie mit Teilautomation für die InnoRa GmbH, anschließend hochskaliert für eine leistungsstarke und hochpräzise Massenproduktion.

Ich freue mich besonders, dass wir unsere Expertise nunmehr aus der Digitalisierung der Zahn- in die Humanmedizin transferieren können. Gerade mit dem neu entwickelten Beschichtungsautomaten unterstreichen wir, wie wir mit unseren und den Technologien unserer Partner prozesssichere Ergebnisse im Mikrometerbereich erzielen können.

Robby Simon, B. Eng.
Maschinenbauingenieu

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