Knochendefekte mit körpereigenen Zellen behandeln
Roth Plastic Technology entwickelt Design für Medizinprodukt
Der Saugansatz mit einem entnehmbaren Filter aus Knochenersatzstoff hilft dem Knochen, sich selbst zu heilen. Während der Operation wird der Filter mit körpereigenen, regenerativ wirksamen Gewebebestandteilen des Patienten benetzt und aktiviert. Der Operateur kann ihn daraufhin zur Behandlung von Knochendefekten einsetzen.
Zielsetzungen für die Formgebung des Medizinprodukts
Neben der Optik war die Haptik ohne Störgeometrien ein wichtiger Faktor für die Entwicklung des Designs von BoneFlo. Das Instrument soll einfach in der Handhabung sein, sicher zu greifen und stabil in Hand liegen, um Ärzte im Operationsalltag ideal zu unterstützen. Im intensiven Austausch mit TissueFlow entwarfen die Produktdesigner von Roth Plastic Technology in Dautphetal-Wolfgruben die Formgebung des Medizinprodukts bis zur Design-Mustererstellung im 3D-Druckverfahren. Sebastian Herrmann, Geschäftsleiter bei Roth Plastic Technology, hob hervor: „Das Instrument soll einerseits den höchsten medizinischen Nutzen bringen und zudem den Erfordernissen beim Gebrauch im Klinikalltag sowie bei der Arbeit am Patienten optimal standhalten.“ Ein weiterer Faktor des Entwicklungsauftrags war die Beratung bei der Materialauswahl für die Herstellung im wirtschaftlichen Spritzgussverfahren. Der Saugansatz besteht aus fünf Komponenten, die aus Polymethylmetacrylat (PMMA) gefertigt werden. Es galt, jedes Element der Baugruppe kunststoff- und werkzeuggerecht zu konstruieren. Hierbei ist neben dem Anspritzverhalten auch die Entformung zu berücksichtigen. Anhand von Simulationen ermittelte Roth Plastic Technology das Fließverhalten des PMMA beim Spritzgussverfahren im Stahlwerkzeug. Diese Berechnungsmethode gibt zudem Aufschluss über mögliche Veränderungen in der Geometrie nach dem Abkühlen des Werkstoffs – etwa eine Schwindung, die die Produktmaße und die Nutzbarkeit des Produktes beeinflusst. So kommt der Filter innerhalb des Saugansatzes optional aus Kunststoff oder aus Keramik (Knochenersatzmaterial) zum Einsatz – für diese Schnittstelle zum Komponentenwechsel ist eine absolut passgenaue Auslegung und Herstellung des Gehäuses mit Gewindeteil von hoher Bedeutung.
„Partnerschaftliche Entwicklungsarbeit ist eine unserer Stärken. Dafür greifen wir auf das Know-how unserer Fachabteilungen und unseres Partnernetzwerkes in Sachen Kunststoffverarbeitung zurück. Am Beispiel von BoneFlo zeigen wir, dass wir ein kompetenter Partner für die Entwicklung von Kunststoffprodukten für zahlreiche Branchen sind – inklusive Design, Konstruktion, Simulation und Mustererstellung für ganze Baugruppen“, führte Sebastian Herrmann weiter aus.
Von der Innovation bis zur Marktzulassung
Die Entwicklung des Saugansatzes BoneFlo mit einem integrierten Knochenersatzstoff basiert auf wissenschaftlichen Vorarbeiten eines Forschungsteams der Universität Duisburg-Essen. Ihnen ist erstmals gelungen, das hohe Regenerationspotenzial von körpereigenem Zell-Gewebe-Gemisch (etwa kleine Knochenfragmente, Bestandteile des Knochenmarks, Fettgewebe, Blut) nachzuweisen. Dieses Material wird bei Operationen am Knochen aufgefangen und kann dem Patienten wieder zugeführt werden. An der Entwicklung sind das Universitätsklinikum Essen und die Universität Duisburg-Essen beteiligt.
Zur Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Orthopädie und Unfallchirurgie der medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen gehören Professor Dr. med. Marcus Jäger (Mentor), Dr. med. Marcel Haversath (Gründer) und Dr. med. André Busch (Sprecher des Gründerteams).