Zwei aus einem Guss: LSR-Kom­po­nen­ten für per­so­na­li­sier­te Medizin

Auf der Düs­sel­dor­fer Fach­mes­se Com­pa­med 2016 prä­sen­tiert der Dich­tungs­spe­zia­list Trel­le­borg Sealing Solu­ti­ons sei­ne Zwei-Kom­po­nen­ten-Spritz­guss­tech­nik (2K) für LSR-Bau­tei­le (Liquid Sili­co­ne Rub­ber). LSR ist Flüs­sig­si­li­kon, was sich neben all­ge­mein exzel­len­ter che­mi­scher und ther­mi­scher Bestän­dig­keit als sehr rei­nes, bio­kom­pa­ti­bles Mate­ri­al aus­zeich­net. Aus die­sem Grund eig­net sich LSR für medi­zi­ni­sche Anwen­dun­gen wie Fer­tig­sprit­zen, Insu­lin­pum­pen oder Inha­la­ti­ons­ge­rä­ten. Auf dem Weg zur per­so­na­li­sier­ten Medi­zin sind unter ande­rem Dich­tun­gen im Bereich von Mikro- und Nano­ge­wich­ten gefragt. Hier­bei unter­stützt Trel­le­borg sei­ne Kun­den nicht nur bei der Pro­duk­ti­on, son­dern auch bei Kon­zep­ti­on und Produktdesign.

„Ange­sichts des stei­gen­den Trends zur per­so­na­li­sier­ten Medi­zin müs­sen Gerä­te nicht nur benut­zer­freund­lich und sicher sein, son­dern auch auf kleins­tem Raum zuver­läs­sig funk­tio­nie­ren. Dich­tungs­lö­sun­gen für die­se Gerä­te lie­gen oft im Bereich von Mikro- oder sogar Nano­ge­wich­ten, die wir für unse­re Kun­den über ein 2K-LSR-Ver­fah­ren in hoher Qua­li­tät und Prä­zi­si­on fertigen.“

Ursu­la Nol­len­ber­ger, Pro­dukt­lei­te­rin für LSR-Kom­po­nen­ten bei Trel­le­borg Sealing Solutions

Über die 2K-Spritz­guss­tech­nik bringt Trel­le­borg Sealing Solu­ti­ons das LSR mit ande­ren tech­ni­schen Kunst­stof­fen zusam­men. Dar­aus erge­ben sich Hart-Weich- und Weich-Weich-Ver­bin­dun­gen für die Life-Sci­en­ces-Bran­che, die auch als mehr­far­bi­ge Lösun­gen mit ver­schie­de­nen Här­te­gra­den ver­füg­bar sind. LSR eig­net sich für medi­zi­ni­sche Anwen­dun­gen, weil das Flüs­sig­si­li­kon all­ge­mein als inert gilt und somit eine gute che­mi­sche Bestän­dig­keit gegen­über zahl­rei­chen Flüs­sig­kei­ten und Che­mi­ka­li­en auf­weist. Zudem ist LSR von Natur aus sehr rein und deckt einen Tem­pe­ra­tur­be­reich von minus 40 bis maxi­mal plus 250 Grad Cel­si­us ab.

Trel­le­borg fer­tigt über das 2K-LSR-Ver­fah­ren prä­zi­se Dich­tun­gen für immer klei­ne­re medi­zi­ni­sche Pro­duk­te wie Fer­tig­sprit­zen, Insu­lin­pum­pen oder Inha­la­ti­ons­ge­rä­te, die bei der per­so­na­li­sier­ten Behand­lung zum Ein­satz kom­men. Am Kör­per trag­ba­re Gerä­te über­wa­chen und regeln heu­te digi­tal den Gesund­heits­zu­stand von Dia­be­ti­kern oder Schmerz­pa­ti­en­ten rund um die Uhr. Her­aus­for­de­rung für sol­che Gerä­te ist es, das fle­xi­ble und wei­che LSR mit har­ten Kunst­stof­fen auch im Bereich von Mikro- und Nano­ge­wich­ten prä­zi­se zu kom­bi­nie­ren – das sind Ein­spritz­ge­wich­te von unter zehn Milligramm.

Trel­le­borg steht sei­nen Kun­den über die gesam­te Pro­dukt­ent­wick­lung hin­weg zur Sei­te. Begin­nend in der Pro­dukt­kon­zept­pha­se wer­den Geo­me­trie, Ober­flä­chen­struk­tur, Mate­ri­al­spe­zi­fi­ka­ti­on inklu­si­ve einer even­tu­el­len Beschich­tung einer Dich­tungs­lö­sung und dazu not­wen­di­ge Fer­ti­gungs­kon­zep­te ent­wi­ckelt. Auch bei äußerst kom­ple­xen Geo­me­trien ist Trel­le­borg in der Lage, eine prä­zi­se Dich­tung für einen vor­ge­ge­be­nen Bau­raum zu kon­stru­ie­ren. Gera­de bei Kom­bi­na­ti­ons­pro­duk­ten wie Insu­lin­pum­pen steht zuneh­mend das The­ma Rei­bungs­ver­hal­ten und Gleit­op­ti­mie­rung im Mit­tel­punkt. Insu­lin­pum­pen tra­gen Pati­en­ten direkt am Kör­per: Moderns­te Gerä­te kon­trol­lie­ren den Blut­zu­cker und ver­ab­rei­chen ent­spre­chend Insu­lin. Hier­für sind kleins­te zuver­läs­sig bemes­se­ne Dosier­ein­hei­ten nötig, bei denen mecha­ni­sche Los­brech­kräf­te oder Stick-Slip-Effek­te in der Pum­pe mini­miert wer­den müs­sen. Die Los­brech­kraft bezeich­net die Kraft zur Über­win­dung der Haft­rei­bung. Der Stick-Slip-Effekt ist der stö­ren­de Haft­gleit­ef­fekt von zwei Fest­kör­pern, die gegen­ein­an­der bewegt wer­den. Hier kommt es zu ruck­ar­ti­gem Glei­ten, was die prä­zi­se Dosie­rung von Insu­lin oder Schmerz­mit­tel bein­träch­ti­gen kann.

Nach dem Tei­le­de­sign ent­wirft Trel­le­borg das ent­spre­chen­de 2K-LSR-Spritz­guss­werk­zeug für die Dich­tungs­fer­ti­gung. Ein ers­tes Werk­zeug wird über ein Mate­ri­al­fluss-Pro­gramm simu­liert, um nach­ge­la­ger­te Werk­zeug­kor­rek­tu­ren zu mini­mie­ren und den end­gül­ti­gen Werk­zeug­bau zu beschleu­ni­gen. Trel­le­borg setzt das 2K-LSR-Ver­fah­ren ins­be­son­de­re für Prä­zi­si­ons­tei­le ein, um sie in hohen Stück­zah­len mit grat­frei­er Qua­li­tät und engen Tole­ran­zen zu pro­du­zie­ren. Der Werk­stoff wird unter Rein­raum­be­din­gun­gen direkt in jede Kavi­tät eines Mehr­fach­werk­zeugs gespritzt – ohne Grat­bil­dung oder sicht­ba­re Ein­spritz­punk­te. Das Anwen­dungs­spek­trum von Trel­le­borg umfasst grat­freie Mikro-Form­tei­le für Inha­la­ti­ons­pum­pen, Sprit­zen­kol­ben mit extrem gerin­ger Rei­bungs­an­for­de­rung oder auch ein aus meh­re­ren Kom­po­nen­ten bestehen­des Ein­weg­ven­til für Ste­ri­li­sa­ti­ons­ge­rä­te wie es in Kran­ken­häu­sern zum Ein­satz kommt.

„Neben der viel­fa­chen tech­ni­schen Vor­tei­le in der Anwen­dung ver­rin­gert das 2K-LSR-Bau­teil die Zahl von Kom­po­nen­ten in der Lie­fer­ket­te und den logis­ti­schen Auf­wand beim Kun­den, um unter ande­rem Dich­tungs­lö­sun­gen prä­zi­se und effi­zi­ent in Medi­zin­pro­duk­te zu inte­grie­ren. Kon­ti­nu­ier­lich beschäf­ti­gen wir uns damit, Tech­no­lo­gien rund um Werk­zeug­bau, Pro­zes­se und Auto­ma­ti­sie­rung wei­ter zu ent­wi­ckeln, um die stän­dig stei­gen­den Anfor­de­run­gen in Sachen Dich­ten, Dämp­fen und Schüt­zen für die Bran­chen Medi­zin­tech­nik und Life Sci­en­ces zu erfül­len.“ Ursu­la Nollenberger