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Aus Forschung und

Aus Forschung und Technik Dauerhafte Integration Mikroporöse Implantatoberflächen für Wirkstofffreisetzung und verbesserte Gewebeintegration Bild 1: Variation des pH-Wertes des Elektrolyten erlaubt die Einstellung der Porengröße (Basismaterial: Phynox) Metallische Implantate sind aus der medizinischen Therapie nicht mehr wegzudenken: von Hüftgelenksprothese bis zu Koronarstents werden metallische Legierungen eingesetzt. Der Biokompatibilität und dauerhaften Integration in das körpereigene Gewebe kommt dabei eine entscheidende Bedeutung zu. Sie wird maßgeblich durch die morphologische und chemische Beschaffenheit der Implantatoberfläche bestimmt. Wirkstofffreisetzende Implantate können zusätzlich aktiv die Gewebeantwort auf das Implantat steuern. Im Fall wirkstoff-freisetzender Koronarstents sollen sie beispielsweise den Wiederverschluss der Herzkranzgefäße, die sogenannte Restenose, unterdrücken. Antibiotika sollen lokal das Auftreten bakterieller Infektionen nach der Implantation verhindern. Häufig werden Medikamente mittels einer Matrixschicht aus bioabbaubaren Polymeren durch ein einfaches Tauch- oder Sprühverfahren auf der Implantatoberfläche deponiert. Allerdings kann der Abbauprozess selbst Gewebeirritationen hervorrufen und beeinflusst in jedem Fall die mechanischen Eigenschaften Autoren: Dr. Martin Stelzle, Dipl. Biologe Kai Fuchsberger der Grenzfläche zwischen Implantat und körpereigenem Gewebe. Am NMI wurde am Beispiel medizinischer Edelstähle wie L605 bzw. Phynox, wie sie in der Herstellung von Koronarstents eingesetzt werden, ein neuartiges Verfahren demonstriert, mit dem Poren definierter Größe in das Material geätzt und mit Wirkstoff befüllt werden können, so dass eine zusätzliche Matrix überflüssig wird. Die Größe der Poren lässt sich durch geeignete Wahl der Elektrolytzusammensetzung und der elektrochemischen Ätzparameter in weiten Bereichen einstellen. Das Verfahren ist auch auf andere als die genannten metallischen Materialien übertragbar. Das NMI bietet hierfür Entwicklungskooperationen an. Der Entwicklungsprozess in drei Schritten 1. Entwicklung bzw. Adaption des elektrochemischen Ätzverfahrens auf das Implantatmaterial Elektrolyte und elektrochemische Ätzparameter werden systematisch entsprechend der verwendeten Legierung und der gewünschten Zielmorphologie angepasst. Insbesondere korreliert die mittlere Porengröße mit dem pH-Wert (Bild 1). 2. Wirkstoffdeposition in Poren Poren werden mit dem gewünschten Wirkstoff nahezu Bild 2: Rapamycin in den Poren eines geätzten Koronarstents (L-605) Bild 3: Kontinuierliche Freisetzung von Rapamycin über 28 Tage aus mikroporösem Koronarstent (blau) im Vergleich zu einem Stent mit Polymer/Wirkstoff-Beschichtung und wesentlich kürzerer Abgabedauer quantitativ befüllt. Eine begleitende Mikroanalytik dient zur Validierung der Prozesse, wie Bild 2 dies am Beispiel von Rapamycin in den Poren eines Koronarstents demonstriert. 3. Messung der Wirkstoffabgabekinetik Durch Inkubation in Testmedien und nachfolgende spektroskopische Analyse wird die Abgabe kinetik des Wirkstoffes aus den Mikroporen bestimmt. Da der Wirkstoff in kristalliner Form in den Poren deponiert werden kann, ergibt sich die sehr bevorzugte langanhaltende Abgabe von Wirkstoff (Bild 3). Literatur Fuchsberger, K., et al. (2016). „Electrochemical etching of micro-pores in medical grade cobalt–chromium alloy as reservoirs for drug eluting stents.“ Journal of Materials Science: Materials in Medicine 27(3): 1-9. NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut, Universität Tübingen www.nmi.de 14 meditronic-journal 1/2017

Sensoren Lieferprogramm um Drucktransmitter für den sofortigen Einsatz erweitert Kompetenz in Medizintechnik- Komponenten Drucksensoren Die Drucksensoren der Serien HDS 4711, HDS 4712 und HDS 3011 sind sofort einsatzbereit und liefern hochpräzise Messergebnisse in Industrie, Medizin, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HLK) »2 mbar bis 12 bar »Analog oder digital Gassensoren »0…25 % O 2 oder 0…95 % O 2 »Diffusion oder Durchfluss »Hohe Genauigkeit Winkelsensoren Neuer Produkt Finder: pewatron.com Bei einigen Anwendungen sind Drucksensoren gefragt, die sofort einsetzbar sind und keine großen konstruktiven Maßnahmen erfordern, bevor sie eingesetzt werden können. Die neuen Drucktransmitter der Serien HDS 4711, HDS 4712 und HDS 3011 müssen nicht erst in ein Gehäuse montiert werden. Mit ihnen lassen sich Druck, Füllstände oder Volumenströme sofort messen und kontrollieren. Robuste Drucksensoren mit Spannungs- und Stromausgang Die miniaturisierten Drucktransmitter sind kalibriert, staub- und wasserdicht gemäß IP67 und gewährleisten in ihren Anwendungsbereichen hochpräzise Messungen in einem großen Temperaturbereich von -25 °C bis 85 °C. Die Drucktransmitter der Serie HDS 4711 mit analogem 0 – 5-V-Spannungsausgang und weitem Versorgungsspannungsbereich sind besonders geeignet für industrielle und medizinische Anwendungen. Die Drucktransmitter der Serie HDS 4712 sind mit einem robustem Stromausgang von 4 – 20 mA in 2-Leiter-Technik ausgelegt, der längere Distanzen ermöglicht. Diese Transmitter eignen sich besonders auch für Messungen in der Heizungs-, Lüftungs- und Klima technik (HLK). Druckbereiche von 5 bis 2000 hPa sind standardmäßig verfügbar Die Drucktransmitter der Sensorserie HDS 3011 verfügen über einen Spannungsausgang und sind in einem hochwertigen, robusten Metallgehäuse verbaut, das sich auch für extrem aggressive Umgebungen eignet. Mit diesen Drucksensoren lassen sich differentielle Druckmessungen mit großem Systemdruck bis 16 bar im Innen- und Außenbereich vornehmen. Durch das M5-Gewinde im Gehäuse können unterschiedliche Stutzen mit Standardgewinde eingesetzt werden. Druckbereiche von 25 hPa bis 10 bar sind verfügbar. Weitere Anwendungsbereiche • Drucktank, Öl-Standsmessung • offener Tank - Relativdruckmessung • geschlossener Tank - Differenz druckmessung • Niveau, Füllstandsmessung Die Drucksensoren für den sofortigen Einsatz werden in Deutschland hergestellt. Kundenspezifische Anpassungen wie andere Messbereiche oder Gehäuseabmessungen sind schon ab Kleinstmengen möglich. HJK Sensoren+Systeme GmbH & Co. KG www.hjk.de meditronic-journal 1/2017 15 »60 bis 350° »1 oder 2 Ausgänge »Inkremental oder absolut »Bis 12 Bits Auflösung »Schnittstellen: ABZ, SSI, Profibus Stromversorgungen Besuchen Sie uns auf der SENSOR + TEST Halle 1 • Stand 333 Drehgeber »Offene/geschlossene Bauform »25 bis 1 100 W »EN 60601-1-zertifiziert Kontakt: Fon +41 44 877 35 00 Fon +49 89 260 38 47 sales@pewatron.com Click+buy pewatron.com