FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR PRODUKTIONSTECHNOLOGIE IPT 1 2 Fraunhofer-Institut für MULTIFUNKTIONALE CFK-PUNKTIONSNADEL FÜR OPERATIONEN IM MRT Produktionstechnologie IPT Steinbachstraße 17 Ihr Vorteil Germany Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen bieten dabei Potenzial für völlig neue 52074 Aachen Eine patientenschonende, minimalinvasive Anwendungen. Diagnose und Therapie von WeichgewebeAnsprechpartner/Contact strukturen lässt sich durch den Einsatz hochauflösender und strahlungsarmer Mag- Unsere Lösung Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. netresonanztomographen (MRT) erreichen. Christian Wasiak Metallische Instrumente behindern dabei Das Fraunhofer IPT entwickelte eine Telefon/Phone +49 241 8904-251 jedoch die Bildanalyse, da in der Abbildung multifunktionale Punktionsnadel, die sich Fax +49 241 8904-6251 so genannte Artefakte entstehen. Diese im MRT vollständig störungsfrei abbilden [email protected] Bildstörungen schränken den Einsatz der lässt. Sie ist zudem steifer und fester als minimalinvasiven Techniken ein. Instrumente metallische Nadeln. Zu ihrer Herstellung Dr.-Ing. Michael Emonts aus faserverstärkten Kunststoffen lassen sich diente das faserverbundtechnische Telefon/Phone +49 241 8904-150 hingegen im Vergleich zu konventionellen Mikropultrusionsverfahren, welches das Fax +49 241 8904-6150 Instrumentenwerkstoffen vollständig arte- Fraunhofer IPT prozesstechnisch abgesi- [email protected] faktfrei abbilden – bei gleichzeitig besseren chert und zur Serienreife gebracht hat. Eine mechanischen Eigenschaften. Von Vorteil bei dreilumige Punktionsnadel bietet bei einem der Verwendung multifunktionaler Operati- Außendurchmesser von nur 1 200 μm www.ipt.fraunhofer.de onsinstrumente aus Faserverbundwerkstof- drei Arbeitskanäle mit 272 μm, 312 μm fen ist die deutlich höhere Präzision in der und 612 μm Innendurchmesser, eine Darstellung der Position des Instruments. Die Schneidspitze zur direkten Platzierung der äußerst variablen und guten mechanischen Punktionsnadel im menschlichen Gewebe 200 μm sowie eine biokompatible Oberflächen- Unsere Leistungen beschichtung. Durch die drei Arbeitskanäle Fraunhofer IPT. Whereas the CFRP needle is stiffer and stronger than metallic ones, it können minimalinvasive Operationsinstru- – Prozessentwicklung, Validierung und enables a completely artefact-free Magnetic mente wie Endoskop und Laser gleichzeitig serienreife Umsetzung des Mikro- Resonance Imaging. For the production of eingesetzt werden, während der dritte pultrusionsverfahrens these needles the micro-pultrusion process Arbeitskanal für Spülflüssigkeiten genutzt – Aufbau und Entwicklung von Fertigungs- wird. Anhand standardisierter Anschlüsse, systemen zur Verarbeitung faserverstärkter plication. At a outside diameter of merely Kunststoffe für die Medizintechnik 1 200 μm, the needle offers three lumen wie Luer-Lock-Adaptern, lässt sich die Punktionsnadel an marktübliche medizintechnische Geräte koppeln. Darüber hinaus wurde eine einlumige Punktionsnadel mit – Auslegung, Design und Entwicklung von Prototypen – Durchführung sämtlicher prozess- und was provided and brought to serial ap- with 272 μm, 312 μm and 612 μm inside diameter, a cutting edge for the direct placement of the puncture needle into einem Außendurchmesser von 800 μm und zulassungsrelevanter materialtechnischer human tissue as well as the biocompatible einem Innenlumen von 312 μm entwickelt. Anpassungen und Qualifikationen surface coating. The three lumen enable – Betreuung von mechanischen, biologi- the parallel use of operation instruments schen und medizinischen Materialunter- e.g. endoscope and laser combined to a suchungen rinsing functionality. Standardised ports like Luer-Lock Adapters allow the coupling with commercially available medical technology MULTIFUNCTIONAL CFRP PUNCTURE NEEDLE FOR MRI-INTERVENTIONS components. Furthermore a puncture needle with one lumen was developed with an outer diameter of 800 μm and a inner lumen of 312 μm. Our Services Your Benefit The advantage in using CFRP for minimally – Development and validation of the invasive surgery instruments is the highest production technology and transfer to For gentle minimally invasive diagnostics possible accuracy of positioning the device serial application of the Micro-Pultrusion and therapy Magnet Resonance Imaging relative to vulnerable structures in soft (MRI) enables high resolution exposures of tissue. Therefore the variable characteristics – Build-up and development of manufac- soft tissue combined with a low radiation and high mechanical properties of fiber re- turing systems for the manufacturing of level. Thereby, metallic materials disturb inforced plastics allow new design aspects Fiber Reinforced Plastic parts for medical the magnetic field which inhibits an exact for diverse kinds of medical devices. imaging and terminates a successful application – Design and development of prototypes minimum invasive therapy. Compared to metallic materials, the use of Carbon Fiber Process – Lead-through of all process and Our Solution Reinforced Plastics (CFRP) enables mechani- homologation relevant adaptations and qualifications cal properties such as strength and stiffness A multifunctional puncture needle made of and guarantees an artefactfree imaging. fiber reinforced plastics was developed at – Supervision of any kind of mechanical, biological and medical material analysis