Das Schlüsselwort heißt Miniaturisierung
Auf den „Magdeburger Maschinenbau-Tagen“ präsentierte sich auch das InnoProfile-Transfer-Verbundprojekt „INKA-Embedded“. Mit dem „Katheter der Zukunft“ hat sich das Projekt mittlerweile als Aushängeschild der Magdeburger Universität etabliert.
INKA, die „Intelligenten Katheter“, sind inzwischen das Aushängeschild der Spitzenforschung an der Otto-von-Guericke-Uni in Magdeburg, die alle zwei Jahre die „Magdeburger Maschinenbau-Tage“ organisiert. Magdeburg als ehemals berühmte Stadt des Schwermaschinenbaus ist heute unter anderem ein Standort der Medizintechnik, die sich zu einer der Leitbranchen des Landes entwickelt hat. „Embedded“ deutet darauf hin, dass es sich bei diesem Forschungsvorhaben um eingebettete Mikrosysteme handelt. Soll heißen: Der Katheter der Zukunft liefert vom Zielort im menschlichen Körper nicht nur Fotoaufnahmen, Ultraschall- und Röntgenbilder, sondern kann vor Ort auch gleich Therapien vornehmen.
Auf dem Weltmarkt gefragt
„Wir führen unterschiedliche Welten zusammen“, sagt Bertram Schmidt, Projektkoordinator und Leiter des Lehrstuhls Mikrosystemtechnik an der Magdeburger Universität. Gemeint sind die praktizierenden Mediziner sowie Medizintechniker auf der einen Seite und Partner-Unternehmen aus den verschiedensten Branchen auf der anderen Seite. Elektronikhersteller beispielsweise erschließen sich mit der Medizintechnik einen neuen Markt, mussten sich aber bis dato keine Gedanken darüber machen, wie sich ihre mikroelektronischen Bauteile verhalten, z.B. bei einer Sterilisation oder bei einer Wanderung durch die Venen bis zum Gehirn hin.
„Große Herausforderungen liegen vor den Kathetern mit eingebetteten Mikrosystemen“ betont Markus Detert, Wissenschaftler am Lehrstuhl Mikrosystemtechnik. „Auf dem Weltmarkt ist innovative Elektronik für die Medizintechnik derzeit gefragter als Elektronik für das Auto.“ Das Schlüsselwort heißt „Miniaturisierung“. Der innere Hohlraum eines Katheters, der Arbeitskanal, ist kleiner als ein Millimeter und sollte sich durch Einbuchtungen nicht zu stark verengen. Die Außenwand wiederum muss glatt sein. Darum darf der Elektronik-Chip nicht aus seinem „Bett“ herausragen. Der 0,5 Millimeter breite und 0,15 Millimeter hohe Einsatz wird durch Heißprägen in den Katheter eingepasst. Schlussendlich muss es dann eine elektrische Verbindung zwischen der Funktionsspitze, der Energieversorgung und der Datenverarbeitung geben. Materialien mit neuen Funktionalitäten werden ebenfalls erforscht.
Hohe Anforderungen an Navigation und Sicherheit
Noch eine Frage darf nicht außer Acht gelassen werden – die nach der Sicherheit. Zum einen muss der Arzt zu jedem Zeitpunkt wissen, wo im Körper sich sein Instrument gerade befindet. Zum anderen muss er sich darauf verlassen können, dass der intelligente Katheter zuverlässig funktioniert. Die Forschung läuft unter dem Thema „Navigation und Tracking“ und nimmt die Verstärkung des Kontrastes zwischen Werkzeug und Gewebe in den Fokus.
„Katheter mit eingebetteten Mikrosystemen sind nicht mehr einfache Kunststoffschläuche. Die hochwertigen Systemprodukte sind für deren Hersteller eine gewaltige Herausforderung“, meint Projektkoordinator Bertram Schmidt abschließend. „Um diese hohen Ansprüche zu realisieren, könnten Firmen beispielsweise Ausgründungen vornehmen, die sich dafür qualifizieren.“
Die intelligenten Katheter würden zudem Innovationen voranbringen, wie etwa neuartige intelligente Implantate. Und sie könnten bei ganz neuen Behandlungsmethoden zum Einsatz kommen, beispielsweise bei minimalinvasiven Eingriffen im Gehirn.
Weitere Informationen zur InnoProfile-Transfer-Initiative INKA Embedded finden Sie hier.