AtraumaBioMat
Im Rahmen des Projekts AtraumaBioMat forscht ein interdisziplinäres Konsortium aus Polen, der Türkei und Österreich an einem intrinsischen Überlastschutz von Arterienklemmen unter Ausnutzung der flexiblen Designmöglichkeiten des 3D-Drucks. Das PCCL unterstützt das Projekt mit dem in den letzten Jahren generierten Knowhow im Design von flexiblen, adaptierbaren Gitterstrukturen.
Projektpartner
- JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, Koordinator
- Polymer Competence Center Leoben GmbH
- Silesian University of Technology, Projektkoordinator (Polen)
- CHIRSTOM Marcin i Marek Dyner s.c. (Polen)
- Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Acad. of Science (Polen)
- Jan Dlugosz University in Czestochowa, Faculty of Science and Technology (Polen)
- Prof Zbigniew Religa Foundation of Cardiac Surgery Development (Polen)
- Kocaeli University (Türkei)
- DISTECH Disruptive Technologies GmbH
Motivation und Ziele
Die Hauptziele des Projekts sind chirurgische Werkzeuge der nächsten Generation mit Überlastungsschutz und Spannungs-Sensorik zur Kontrolle des Drucks auf das Gewebe als Grundlage für verletzungsfreies Klemmen. Gleichzeitig verfolgen wir das Paradigma „make surgery-sustainable“, indem wir leicht zu reinigende Materialien und das Design auf eine Wiederverwendung (>100 Zyklen Reinigung und Sterilisation) und Reparatur auslegen als Alternative zu den derzeitigen Einwegwerkzeugen in der Chirurgie.
Hauptanwendungsbereich unserer Innovationen sind kardio-vaskuläre und thorakale Operationen (CVTS) mit >>1 Mio. Fällen weltweit pro Jahr. Moderne kardiovaskuläre und thorakale Klammer- und Greifinstrumente (CVTCGI) sind keine druckgesteuerten Echtzeit-Geräte; folglich besteht bei fast allen Gefäßeingriffen das Risiko übermäßiger und
ungleichmäßiger Klemm-/Greifkräfte. Unterschiedliche hämodynamische Parameter (Blutdruck und Gefäßhistologie) der Patienten erschweren die Eingriffe ebenfalls. Im Allgemeinen werden Gefäßklemmen dazu verwendet, Blutgefäße dicht zu verschließen, um Blutungen zu verhindern - jedoch mit minimaler Schädigung während der chirurgischen Anwendung (= „atraumatisch“). Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Gefäßklemmen sind jedoch nur begrenzt in der Lage, die Druckkraft während chirurgischer Eingriffe zu kontrollieren. Darüber hinaus ist die Druckverteilung bei einigen Instrumenten aufgrund ihres Designs ungleichmäßig über die gesamte Länge der Backen verteilt. Derzeit fehlen außerdem einschlägige normative Anforderungen, die Druckkraftwerte für einzelne Klemmenmodelle festlegen.
Hauptziele
- Intrinsischer Überlastungsschutz für chirurgische Klemmen
- Implementierte haptische Sensoren zur Druckkontrolle
- Superhydrophobe, leicht zu reinigende Oberflächen für nachhaltige Chirurgie
- Mehrfache Verwendbarkeit der Klemmen durch erleichterte Sterilisation
- Auswechselbare Verschleißteile für Reparierbarkeit
Ziele und Vorgangsweise
Die spezifischen und innovativen Ziele / Ambitionen von AtraumaBioMat sind:
- Überlastungsschutz durch weiche, gitterbasierte Designs hergestellt mittels 3D-Druck von biokompatiblen Harzen
- Haptisches Sensorfeedback durch funktional gedruckte piezoelektrische Sensorarrays, die den Druck effektiv auf eine Visualisierungselektronik übertragen
- Lokaler Schutz vor Gewebeschäden durch geeignete weiche Beschichtungen / weiche Abdeckungen auf den Klemmflächen
- Leicht zu reinigende, superhydrophobe, fluorisierte Beschichtungen auf 3D-Vollflächen ohne Umwelt- und Zyto-Toxizität durch atmosphärische Plasmaabscheidung als Basis für
- „Nachhaltige Chirurgie": Alle Materialien/Designs müssen nach der Operation leicht zu reinigen und zu sterilisieren sein, um eine hohe Mehrfachnutzung zu ermöglichen.
- Berücksichtigung von „Design-to-repair“ einschließlich Tests zum Nachweis der sicheren Verwendung
„Ziel von AtraumaBioMat ist die Entwicklung von chirurgischen Klemmen mit Überlastschutz. Das hilft dem Chirurgen während der Operation und vermindert das Risiko für den Patienten während dem Eingriff.“
Fördergeber
Das Projekt wird im Rahmen der 2022 Ausschreibung der FTI-Initiative „M-ERA.NET“ durch das Bundesministerium für Innovation, Mobilität und Infrastruktur (BMIMI) gefördert. Das Programm wird von der FFG und weiteren nationalen Förderstellen der beteiligten Länder abgewickelt.
