Mikrodosierung in der Medizintechnik: Präzision auf höchstem Niveau

Mikrodosierung ist ein zentraler Baustein moderner Medizintechnik. Von der präzisen Verarbeitung winziger Bauteile bis hin zur innovativen Kombination mit Technologien wie Kunststoff-Laserschweißen erfüllt sie höchste Anforderungen an Genauigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit. Dieser Artikel beleuchtet die wichtigsten Anwendungen, aktuellen Trends und zukunftsweisenden Technologien, die Mikrodosierung in der Medizintechnik prägen.

Ob bei Implantaten wie Herzschrittmachern, Wearables wie Insulinpumpen und Hörgeräten oder der Fertigung chirurgischer Instrumente – Mikrodosierung ist entscheidend für die Verbindung und Behandlung filigraner Komponenten. Der Einsatz biokompatibler Medien gewinnt dabei an Bedeutung.

Eine Unterdosierung gefährdet die Stabilität der Bauteile, während eine Überdosierung zu Fehlfunktionen führen kann. Besonders relevant ist dies in der Herstellung von Wearables: Die mikroskopisch kleinen Klebstoffmengen müssen perfekt dosiert werden, um empfindliche Elektronik nicht zu beschädigen.

Eine weitere Anwendung ist das Auftragen von Schutzschichten oder Schmierstoffen auf chirurgische Instrumente, um deren Einsatzfähigkeit zu verbessern und das Risiko von Infektionen zu reduzieren. Experten schätzen, dass rund 90 % der chirurgischen Instrumente während der Produktion spezielle Beschichtungs- oder Schmierstoffe erhalten. (Quelle: Journal of Medical Device Manufacturing, 2021).

Auch mikrofluidische Chips und Lab-on-a-Chip-Systeme profitieren von Mikrodosierung. Diese Technologien ermöglichen minimalinvasive Diagnostik und Behandlung.

Durch die extreme Präzision der Mikrodosierung können Fluide in Mengen von wenigen Nanolitern exakt abgeben werden. Dies fördert die Miniaturisierung medizinischer Geräte, was besonders in der Patientenversorgung entscheidend ist. (Quellen: rsc.org; Alleima – the miniaturization of medical devices).

Die Piezo-Technologie für kontaktloses Jetten ist besonders interessant, da sie extrem schnelle und präzise Dosierprozesse ermöglicht. Trotz dieser Vorteile setzen viele Produktionssysteme weiterhin auf berührende Verfahren. Bei diesen Ansätzen wird die Dosiernadel nahe an der Zieloberfläche positioniert, um Material abzusetzen.

Ein typisches Beispiel für berührende Verfahren findet sich bei der Verarbeitung von Glaskanülen. Hier werden mehrere Kanülen gleichzeitig bearbeitet, wobei die Dosiernadeln sich in unmittelbarer Nähe der Bauteile bewegen und Tropfen präzise abgestreift werden. Diese Methode eignet sich gut für Anwendungen mit klar definierten Geometrien.

Hingegen bietet das kontaktlose Jetten bei komplizierten Bauteilen, komplexen Geometrien oder kürzeren Taktzeiten deutliche Vorteile. Insbesondere bei Bauteilen mit strukturierten Oberflächen, wie gerieften Spindeln in aufziehbaren Spritzensystemen, zeigt das Jetten seine Stärken. Es ermöglicht, Flüssigkeiten direkt und ohne mechanische Beeinträchtigung in feine Strukturen einzubringen. Dank dieser Vielseitigkeit ist die das kontaktlose Jetten mit Piezo-Technologie eine bevorzugte Lösung für anspruchsvolle Dosieranwendungen, bei denen Geschwindigkeit und Präzision entscheidend sind.

Ein klarer Trend ist der Einsatz von UV-härtenden Klebstoffen. Sie bieten signifikante Vorteile:

• Kürzere Produktionszeiten: UV-Kleber härten in wenigen Sekunden aus.
• Geringerer Energieverbrauch: LED-Lampen mit geringer Leistung reichen aus, um den Aushärtungsprozess anzustoßen.

Der Wechsel zu UV-Klebstoffen steigert die Effizienz und verkürzt die Produktionszeit. Durch Einsparen von Öfen, Energie und Platz in der Fertigung können auch die Produktionskosten gesenkt werden.

Die Medizintechnik wird maßgeblich durch den demografischen Wandel beeinflusst. Bis 2050 wird die Anzahl älterer Menschen weltweit um 60 % zunehmen. Die steigende Lebenserwartung und die Zunahme chronischer Erkrankungen, wird die Nachfrage nach medizinischen Geräten stetig erhöhen. Der Bedarf an Geräten wie Spritzen, Diagnosesystemen und Dosiermechanismen wird weiter steigen. Einwegprodukte spielen hierbei eine Schlüsselrolle und machen schon heute 65 % des Umsatzes in der Medizintechnik aus. (Quelle: WHO Report, 2022).

Mikrodosieren und Laserschweißen ergänzen sich bei Fertigungsprozessen der Medizintechnik. Oft wird das Mikrodosieren vor dem Laserschweißen eingesetzt, um flüssige Füllstoffe oder Schutzmaterialien präzise aufzutragen, die die Schweißqualität optimieren. Besonders in der Mikrosystemtechnik, etwa bei der Herstellung mikrofluidischer Chips, arbeiten beide Technologien Hand in Hand: Flüssige Reagenzien werden exakt dosiert, bevor der Chip durch Laserschweißen versiegelt wird.

Mikrodosieren und Laserschweißen sind keine völlig neuen Technologien, erleben jedoch in der Medizintechnik einen deutlichen Aufschwung.

Der Fokus auf Miniaturisierung, biokompatible Materialien und höchste Präzision hat diese Verfahren in den letzten Jahren besonders populär gemacht. Laut einer Marktanalyse von Statista ist die Nachfrage nach Laserschweißsystemen in der Medizintechnik seit 2018 um 40 % gestiegen. (Quelle: Statista, 2023). Es ist absehbar, dass dieser Trend weiter an Bedeutung gewinnen wird.

Zusammengefasst zeigen diese Entwicklungen, dass die Medizintechnik nicht nur eine zukunftsträchtige Branche ist, sondern auch durch innovative Technologien wie UV-Kleber und den steigenden Bedarf an medizinischen Produkten weiterwächst. marco systems positioniert sich in diesem wachsenden Markt mit effizienten und nachhaltigen Lösungen, die perfekt auf die Anforderungen der Branche abgestimmt sind.

Dank kontinuierlicher Forschung und Entwicklung erzielen wir fortlaufend Fortschritte in der Dosier- und Fertigungstechnologie. Mit diesen Innovationen können wir nicht nur die komplexen Anforderungen der Medizintechnik erfüllen, sondern auch Produktionsprozesse effizienter gestalten. Ob bei der Herstellung von Sprühsystemen, Nadelsystemen oder medizintechnischen Spezialgeräten – unsere Lösungen setzen neue Maßstäbe für Qualität und Präzision und eröffnen der Branche zukunftsweisende Perspektiven.