05.02.2019

In bester Gesundheit dank künstlicher Hüften, Zahnimplantaten oder Blutzuckerstreifen

Klein und fein – umgangssprachlich könnte so die minimal-invasive Medizintechnik beschrieben werden. Die Anforderungen an die Oberflächenstrukturen vielfältiger medizinischer Produkte werden komplexer, gleichzeitig werden die Funktionsweisen weiterentwickelt.  

Die Miniaturisierung

In der Chirurgie, der Implantologie und der regenerativen Medizin werden die Materialien und Produkte immer kleiner und feiner – es wird von Miniaturisierung gesprochen. Mit der Strukturverkleinerung bis auf Nanometer-Dimensionen werden gezielt optische, mechanische, elektrische oder auch chemische Eigenschaften gestaltet, die auch die Funktionsweise beeinflussen.

Gesundheit olé

Eine bestimmte Topographie, Kontur, Probendicke oder Rauheit kann über den Gesundheitszustand oder die Genesung eines Patienten entscheiden. Spezielle Beschichtungen medizinischer Produkte werden auch immer häufiger eingesetzt, da sie zusätzliche Funktionen ermöglichen. Beispiele hierfür sind Stents, künstliche Gelenke oder Blutzuckerstreifen. Beschichtungen mit denen Stents oder künstliche Gelenke überzogen werden sollen Unverträglichkeiten oder Abstoßungen minimieren oder die Verwachsung optimieren. Bei Blutzuckerstreifen werden chemische Verbindungen zur Beschichtung verwendet. Diese reagieren mit dem aufgetragenen Blut und liefern die gewünschten Messwerte.

Beispiel: Künstlicher Gelenkkopf

Die komplexen Parameter medizinischer Produkte stellen die Oberflächenmesstechnik vor besondere Herausforderungen. Der Gelenkkopf bspw. sollte für optimales Implantieren möglichst glatt sein. Gleichzeitig ist aber, zur besseren Verwachsung mit dem umgebenden Gewebe, eine gewisse Rauheit des restlichen Materials nötig. Nur wenige Nanometer Differenz sind hier entscheidend. Die kugelige Oberfläche macht außerdem eine dreidimensionale Vermessung notwendig.

Berührungslos und zerstörungsfrei

Optische Verfahren bieten die Lösung. Sie erlauben eine berührungsfreie Analyse von X-, Y- und Z-Werten und geben damit Aufschluss über das genaue Maß der Rauheit ohne die Oberfläche zu beschädigen. Auch bei Intra-Okularlinsen entscheidet die Oberflächenstruktur über Erfolg und Verträglichkeit. Ähnlich hochpräzise müssen die Aussagen über

-      die Kontur der Flügelräder von Blutpumpen,

-      die Oberfläche von Stents und Katheterballons,

-      sowie Rauheit und Stufenhöhen von Blutzuckerteststreifen sein.

Hier können kleine Ungenauigkeiten oder Grate zu einem Problem werden.

Gesetzliche Bestimmungen einhalten

Das Medizinproduktgesetz fordert eine durchgängige, gesicherte und hohe Qualität mit der die Verträglichkeit für Patienten garantiert werden kann. Um dieser Anforderung zu entsprechen, setzen immer mehr Firmen auf optische Oberflächenmesstechnik. Sie ist in der Lage, die wichtigsten Kenngrößen wie Rauheit, Geometrie, 3D-Topographie oder Schichtdicke berührungslos zu prüfen. Ein wichtiges Argument ist dies bei sensiblen Oberflächen, bei denen taktile Verfahren die Ergebnisse verfälschen oder sogar die Probe beschädigen würden.

Die technische Lösung von FRT

Die optischen Oberflächenmessgeräte der MicroProf®Serie bieten noch viele weitere signifikante Vorteile. Zum einen sind sie durch ihre Multi-Sensor-Fähigkeit vielseitig und flexibel einsetzbar. Zusätzlich können mehrere Parameter mit einem FRT-Gerät charakterisiert werden. Zum anderen verfügen sie über ein hohes Auomatisierungspotenzial, da die Messvorgänge innerhalb weniger Sekunden abgeschlossen sind und sich komplett in Produktionslinien integrieren lassen. Für die Schichtdickenmessung verwendet FRT spezielle Sensoren, die mittels interferometrischen Verfahren, Schichtdicken von einigen Millimetern bis hin zu wenigen Nanometern zerstörungsfrei bestimmen. Dabei können auch Mehrschichtsysteme auf einem Substrat gemessen werden.

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