Unser Auftrag am Menschen.
Inspektion von medizinischen Stents
Die Angiologie ist ein noch junges Teilgebiet der Inneren Medizin und befasst sich mit Erkrankungen von Gefäßen. Die Deutsche Gesellschaft für Angiologie DGA hat in einer Pressemitteilung vom 04. September 2007 Gefäßerkrankungen als Volkskrankheit Nummer 1 bezeichnet und eine erheblichen Anstieg an Leiden in der Zukunft prognostiziert [1]. Eine eingeschränkte Blutversorgung ist meist die Ursache für mögliche Schäden in allen Bereichen des Organismus.
Aktuelle Fallzahlen belegen, dass pro Jahr 200.000 erstmalige Schlaganfälle und 70.000 wiederholte Schlaganfälle auftreten [2]. Laut dem Statistischen Bundesamt waren in 2020 durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen hochgerechnet insgesamt 338.000 Todesfälle zu verzeichnen [3]. Relativ zur Zunahme der Gefäßerkrankungen ist die Sterberate u.a. dank Fortschritten in der Prävention und Therapie erfreulicherweise stetig rückläufig. Das Einsetzen von Stents stellt mittlerweile ein häufig durchgeführtes Verfahren in der Klinik für Angiologie dar. Allein die Zahl der Implantationen von Koronarstents ist in Deutschland so hoch wie in keinem anderen Land [4].
Selbstredend muss die Fertigung von Stents höchsten Qualitätsansprüchen genügen. Unerkannte Fehler gefährden die Gesundheit der Träger. Nur eine zuverlässige technisch-automatisierte Prüfung darf Akzeptanz genießen.
Das Projekt InStent mit einem Finanzvolumen von knapp 858.000 € wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und repräsentiert das Vorhaben mit dem Ziel, eine "Automatische, robotergeführte optische Inspektion geflochtener und lasergeschnittener Stents" zu realisieren.
In Zusammenarbeit der Hochschule Kaiserslautern mit der Hochschule Trier am Umwelt-Campus Birkenfeld, dem Fraunhofer ITWM und dem Hersteller Joline GmbH wird an anspruchsvollen Themen, wie Bildakquirierung und Fehlerdetektion auf komplexen Geometrien, robotergeführte präzise und zerstörungsfreie Handhabung von fragilen Strukturen und die Interaktion zwischen agierenden Systemen, geforscht. Dem Schreiben von Steuerungsprogrammen und der Entwicklung von Auswertealgorithmen soll eine Prozessoptimierung folgen, um Auswertezeiten zu verkürzen, Detektionsraten zu erhöhen und Produktreife sowie Reinraumtauglichkeit zu erzielen.
Neben den weit verbreiteten lasergeschnittenen Stents, kommen vermehrt auch zum Teil manuell geflochtene Stents zum Einsatz, worauf innerhalb des Projektes im Besonderen das Augenmerk liegt. Sie bestehen aus einem dünnen Draht aus einer Nickel-Titan-Formgedächtnis-Legierung (Nitinol). Das manuelle Flechten ist ein fehleranfälliges und kostenintensives Verfahren; nicht weniger anspruchsvoll ist jedoch die Qualitätskontrolle, die bei geflochtenen Stents ebenfalls manuell durchgeführt wird. Per Mikroskop werden unter anderem die Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit überprüft, um ein einwandfreies Produkt zu gewährleisten. Fehlinterpretationen lassen sich dabei kaum vermeiden. Für lasergeschnittene Stents gibt es bereits eine Vielzahl von Prüfverfahren auf dem Markt, doch sind diese nur für die lasergeschnittenen Stents geeignet. Für die Inspektion der komplexen Oberfläche geflochtener Stents sind sie weitgehend ungeeignet.
Angesichts des weltweit steigenden Bedarfs an Gefäßstützen wäre ein automatisches Prüfsystem für Stents eine wichtige Innovation. Gerade handgeflochtene Stents zeichnen sich durch ihre hervorragenden elastischen Eigenschaften aus und sind damit eine unverzichtbare Ergänzung der Medizintechnik. Die Nachfrage nach einer automatisierten Inspektion solcher Stents, die zu einer Qualitätsverbesserung führt und dabei auch noch wirtschaftlicher arbeitet, ist entsprechend groß.