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SAMPE-Preis für mikroinvasive, multifunktionale Operationsnadel

20.07.2001 - (idw) Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Innovationspreisverleihung an Sven Carsten Lange, Fraunhofer IPT, für die Entwicklung einer multifunktionalen, mikroinvasiven Punktionsnadel aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff für die MR-unterstütze Operation.

Für seine herausragenden Forschungsarbeiten zur Entwicklung einer mikroinvasiven, multifunktionalen Operationsnadel ist Dipl.-Ing. Sven Carsten Lange mit dem Innovationspreis 2001 der Society for the Advancement of Material and Process Engineering SAMPE Deutschland e.V. ausgezeichnet worden. SAMPE-Vorstandsmitglied Dr. Karlheinz Hörsting betonte den innovativen Charakter der am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT durchgeführten Entwicklungsarbeit insbesondere vor dem Hintergrund neuer Verarbeitungsprozesse, innovativer Werkstoffanwendungen sowie zukünftig besonders interessanter Werkstoffkombinationen auf dem Gebiet der Verbundwerkstoffe. Dieser Preis war Vorbedingung für die Teilnahme am jährlich stattfindenden Nachwuchswissenschaftlerforum der SAMPE European Chapter in Paris. Hier konnte sich die vorgestellte Arbeit gegen zahlreiche europäische und außereuropäische Konkurrenten durchsetzen. Im Rahmen der 22nd International SAMPE EUROPE Conference 2001 wurde die Entwicklung als beste Nachwuchsarbeit weltweit außerhalb der U.S.A. und Japan mit dem Rob Schliekelman Award 2001 ausgezeichnet.

Ein aktueller Schwerpunkt der medizintechnischen Entwicklung liegt in der Miniaturisierung des operativen Eingriffs zur Verringerung der Invasivität sowie einer deutlichen Verbesserung der intraoperativen Bildgebung zur Überwachung der Operationsergebnisse. Die medizinische Praxis erfordert neue Produkte und Verfahren, welche es ermöglichen, operative Eingriffe in hochkomplexen Zonen des menschlichen Körpers genauer und effektiver durchzuführen. Sven Lange vom Fraunhofer IPT in Aachen ist es nun gelungen, durch den konsequenten Einsatz von Faserverbundbauweisen den Grundstein für die Entwicklung eines nadelförmigen, neurochirurgischen Operationsinstruments zu legen, welches diesen Anforderungen in vollem Umfang genügt.

Im Gegensatz zu marktüblichen, artefaktbehafteten Punktionsapplikatoren aus Titan mit nur mäßiger Abbildungsqualität und nur einem Arbeitskanal ermöglicht die am Fraunhofer IPT entwickelte Hohlnadel bei einem deutlich geringeren Durchmesser von nur 750 µm eine hochpräzise und artefaktfreie Darstellung des Operationsgebiets beim Einsatz von Magnetfeld-unterstützten Bildgebungsverfahren wie der Kernspintomographie (MRT). Anwendungsgebiete für das Entwicklungsprodukt stellen die Punktion von Tumoren sowie die mikroinvasive Behandlung von Bandscheibenvorfällen dar. Ihr Grundkörper aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff verspricht dabei die hohen mechanische Kennwerte sowie die erforderliche Abbildungsgenauigkeit. Dieser entscheidende Vorteil wird mit einer ausgeprägten, gleichzeitig abrufbaren Multifunktionalität kombiniert. Innerhalb von durch Hohlglasfasern erzeugten Arbeitskanälen wird eine Laser- und eine Endoskopiefunktionalität integriert. Licht zur Beleuchtung des Operationsgebietes kann über die Mantelquerschnittsfläche der Hohlglasfasern eingekoppelt werden. Der dritte Arbeitskanal ermöglicht den Zugriff von Mikroinstrumenten sowie die Zuführung von Medikamenten zur Versorgung des Wundherds.


Die Innovation dieser Entwicklung hilft, viele Bereiche der konventionellen Chirurgie durch bildgesteuerte, mikroinvasive Verfahren zu ersetzen. Insbesondere etabliert dieses Produkt jedoch die Faserverbundtechnik innerhalb eines Wachstumsmarkts der Zukunft, der Medizintechnik, und bereitet so den Weg für eine Vielzahl neuer Produkte auf diesem Gebiet. Diese Spezifikation ist in dieser Größenordnung und in dieser Werkstoffkonfiguration genauso wie die vollständig artefaktfreie Abbildbarkeit ein Novum auf dem medizintechnischen Markt und eine unbedingte Voraussetzung für die Weiterentwicklung kosteneffektiver, patientenschonender und mikroinvasiver Operations- und Therapietechniken.
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