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Elektronenstrahl-Roboter sterilisieren 3D-Prothesen

Ein Roboter sterilisiert eine Implantatschraube mit Elektronenstrahlen. Foto: Fraunhofer FEP Dresden

Ein Roboter sterilisiert eine Implantatschraube mit Elektronenstrahlen. Foto: Fraunhofer FEP Dresden

Fraunhofer Dresden entkeimt Medizintechnik aus dem 3D-Drucker

Dresden, 5. Februar 2018. Künstliche Hüftgelenke und andere Prothesen sind künftig keine Serienprodukte mehr, sondern können durch industrielle 3D-Drucker für den einzelnen Patienten maßgeschneidert werden. Zudem werden moderne „additiv-generative Anlagen“ – wie die Industrie-3D-Drucker meist genannt werden – auch gleich noch Sensoren, Aktuatoren und andere Elektronik in die Prothesen integrieren. Diese Sensoren können dann beispielsweise die Abnutzung eines künstlichen Gelenks überwachen und über die Aktuatoren automatisch nachjustieren. Vor der OP müssen solche neuartigen 3D-Implantate und ihre Bauteile allerdings sterilisiert werden. Dafür hat das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) in Dresden nun eine Lösung gefunden: Die Ingenieure stellen auf der Messe „XPOMET“ vom 21. bis 23. März 2018 in Leipzig einen Roboter vor, der Keime an solchen Medizinprodukten von allen Seiten und auch in der Tiefe unschädlich macht.

Dresdner setzen auf niederenergetische Elektronen statt Dampf

„Medizintechnische Neuentwicklungen werden immer komplexer und erfüllen zahlreiche Ansprüche an Komfort, Langlebigkeit und Patientenwünsche“, erklärte Dr. Jessy Schönfelder, Abteilungsleiterin für „Medizinische und biotechnologische Applikationen“ am Fraunhofer FEP. „Dabei werden zunehmend neuartige Materialien und Bauteile mit integrierter Elektronik und Speicherchips verbaut. Diese zu sterilisieren, ist mit Heißdampf oder Ethylenoxid nicht möglich. Die Materialien würden sich dadurch verändern und Bauteile verlieren ihre Funktionalität. Mit niederenergetischen Elektronenstrahlen kann diesen Problemen begegnet werden.“

Integrierte Chips und Sensoren dürfen nicht kaputt gehen

Die Elektronenstrahlsterilisation eigne 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 sei das Verfahren gut anwendbar: Die Funktion bleibe erhalten und auch gespeicherte Informationen in Mikrochips würden nicht zerstört.

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