Projekt

Entwicklung von Direkt-Compoundier-Prozessen für die Herstellung medizinischer Einmalprodukte (MeDiComP)

Dieses Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung
Förderkennziffer: MeDiComP 02P18C085

Bild Mediziner im OP

Produktion für Medizintechnik - wirtschaftlich und in höchster Qualität (ProMed)

Eine leistungsstarke Produktion zur Herstellung innovativer Medizinprodukte schafft die Grundlage, um eine moderne und zukunftsgerechte Gesundheitsversorgung für die Bevölkerung zu gewährleisten. Voraussetzung hierfür sind unter anderem fortschrittliche Wertschöpfungsketten, die Anwendung neuer Technologien, der Einsatz neuer Materialien und die Digitalisierung in der Produktion.

Patientennahe Produkte erfordern eine wirtschaftliche Produktion nach höchsten Qualitätsstandards. Durch die zunehmende Individualisierung und dem Wunsch nach patientenindividuellen Lösungen werden häufig Medizinprodukte in geringen Stückzahlen benötigt. Im Fokus der Förderinitiative steht daher die Weiterentwicklung entsprechender hochpräziser Fertigungsverfahren sowie intelligenter Produktionsausrüstungen, welche über moderne Kommunikationssysteme vernetzt sind. Eine nachhaltige Stärkung der Wertschöpfungsketten von der Produktentstehung über die Fertigung bis hin zur technischen Prüfung von anspruchsvollen Medizinprodukten wird angestrebt. Mit der Förderinitiative werden innovative Lösungen zur Herstellung von Medizinprodukten vorangebracht und damit Chancen für Wertschöpfung und Wohlstand in Deutschland eröffnet.

In weniger Prozessschritten zu individualisierten Medizinprodukten

Die besonderen Anforderungen an medizintechnische Einmalprodukte, wie Sterilisierbarkeit und Biokompatibilität, bedingen häufig den Einsatz individuell angepasster Materiallösungen. Diese werden bisher in verschiedenen, teilweise auch extern bei Zulieferern stattfindenden Aufbereitungsverfahren (Compoundieren) durch Einmischen von Zusatzstoffen in Standard Kunststoffen hergestellt. Anschließend erfolgt in sogenannten Extrusions- oder Spritzgussprozessen die Weiterverarbeitung zu Produkten. Aufgrund der zum Teil geringen Materialmengen sowie des hohen Qualifizierungs- und Freigabeaufwandes für neue Materialien, sind am Markt nicht ausreichend individualisierte Materiallösungen verfügbar. Potenziale zur Produktindividualisierung und Produktfunktionalisierung können somit häufig nicht ausgeschöpft werden.

Ziel des Forschungsprojekts MeDiComP ist es, den Schritt der Materialaufbereitung direkt in die Extrusion und das Spritzgießen zu integrieren. Somit werden weniger Prozessschritte benötigt, um bessere und den hohen medizintechnischen Anforderungen angepasste Produkteigenschaften zu erreichen.

Tropfkammer als Granulat und fertiges Produkt © B. Braun Melsungen AG
Tropfkammer als Granulat und fertiges Produkt
© B. Braun Melsungen AG

Basierend auf den strengen Anforderungen an medizintechnische Prozesse, wird sowohl für das Spritzgießen als auch für die Extrusion eine geeignete Maschinentechnologie entwickelt und an ausgewählten Beispiel Produkten aus der Medizintechnik erprobt. Durch die Analyse der Materialeigenschaften von Demonstratorprodukten werden die Potenziale und Grenzen der neuartigen Prozesse in Bezug auf Alternativtechnologien, wie der Nutzung von Standardprozessen mit spezialisierten Extrusionsschnecken, bewertet. Durch die konzeptionelle und technische Umsetzung einer neuartigen Methode der In-Line-Prozesskontrolle soll schließlich der Weg hin zu einer Serienanwendung freigemacht werden.

Die zu entwickelnden Verfahren reduzieren die Kosten durch Einsparung von Prozessschritten und führen zu einer deutlichen Senkung der Materialkosten. Sie bieten darüber hinaus strategische Vorteile für Medizintechnik Unternehmen, indem die Abhängigkeit von Zulieferern reduziert sowie die Reaktionsschnelligkeit erhöht wird. Nicht zuletzt werden die neuen Techniken es ermöglichen, Produkte mit komplexen Eigenschaftsspektren besser auf die Bedürfnisse der Patienten und des klinischen Personals anzupassen.

Projektpartner

Dieses Projekt wird in Zusammenarbeit durch folgende Unternehmen realisiert

Entwicklung und Auslegung einer neuartigen Maschinentechnologie für das Spritzgießen
www.krausmaffei.com

Durchführung von Prozess-& Materialanalyse, Gestaltung von Qualitätskonzepten
www.unipace.de

Anpassung der Prozesse an medizintechnische Anforderungen, Realisierung von Demonstratoranwendungen
www.bbraun.de

Auslegung von Extruderschnecken zum Einmischen von Additiven
www.pape-kunststofftechnik.de

Gestaltung von Qualitätssicherungstechnologie
www.hubner-group.com

Entwicklung und Auslegung einer neuartigen Maschinentechnologie
www.zeppelin.com

Betreut durch Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Ansprechpartner: Claudius Noll

www.ptka.kit.edu