Herstellung von Medizinprodukten: Das Schneiden von Stents mit Lasern rettet Leben

Laser werden in großem Umfang bei der Herstellung medizinischer Geräte eingesetzt – allein von Stents werden jährlich Millionen Stück produziert – und ermöglichen minimalinvasive Eingriffe, die Leben retten und dazu beitragen, die Komplexität, die Kosten und das erhöhte Risiko offener Operationen zu vermeiden.

Starke Brustschmerzen treten oft ohne Vorwarnung auf. Jemand ruft den Rettungsdienst. Der Krankenwagen trifft innerhalb weniger Minuten ein und hält mit quietschenden Reifen an. Die Rettungssanitäter stürmen ins Haus. Glücklicherweise atmet der Patient noch, sein Zustand wird als stabil eingestuft, und so wird er auf eine Trage gelegt und sofort in den Krankenwagen gebracht, der mit heulenden Sirenen und blinkenden Lichtern die Straße entlang rast. Das klingt wie eine Szene aus einer Low-Budget-Fernsehserie, doch weltweit spielen sich jeden Tag Tausende ähnlicher Ereignisse ab. Jedes Mal hängt ein Leben am seidenen Faden – wegen eines Myokardinfarkts, der gemeinhin als Herzinfarkt bezeichnet wird.

Begeben wir uns nun schnell ins Krankenhaus. In einem Behandlungsraum, dem sogenannten „Katheterlabor“, verabreicht der Kardiologe dem Patienten in der Leiste ein Lokalanästhetikum, führt einen präzisen Katheter in die Arterie ein und manövriert ihn geschickt bis zum Herzen. Sein Vorgehen wird mittels einer Röntgenaufnahme in Echtzeit verfolgt. Der Kardiologe entdeckt schnell die Verstopfung(en) und macht sich unverzüglich an die Arbeit. Ein „Führungsdraht“ wird an der Verstopfung vorbeigeschoben. Der Ballon am Ende wird aufgeblasen, wodurch das verstopfte Gefäß geöffnet und der normale Blutfluss zum Herzen wiederhergestellt wird.

Meistens wird zusammen mit dem Ballonkatheter auch ein Netzröhrchen (Stent) eingeführt. Dieses wird nach dem Aufblasen des Ballons aufgeklappt. Der Stent bleibt dort, um die Arterie offen zu halten.

Nachdem auf dem Röntgenmonitor überprüft wurde, ob das Blut richtig fließt, werden der Katheter und der Führungsdraht entfernt, die Arterie in der Leiste mit einer Klammer verschlossen und die kleine Einstichstelle vernäht oder geklebt. Der gesamte minimalinvasive Eingriff war innerhalb weniger Minuten abgeschlossen. Puh!

Dies ermöglichte das Laserschneiden und Laserschweißen medizinischer Geräte

Nun wissen Sie alles, was Sie über diese Art der Angioplastie wissen müssen. Vielleicht haben Sie sich sogar selbst einem solchen Eingriff unterzogen. Aber wir wetten, dass die meisten von Ihnen nicht wussten, dass Laserschneiden und -schweißen absolut notwendig waren, damit dies überhaupt möglich wurde. Genau so ist es: Der Katheter, der Führungsdraht, der Ballon und vor allem der Stent wurden mit Hilfe von Lasern hergestellt, häufig mit Lasergeräten von Coherent.

Wir sagen, dass der Stent am wichtigsten ist, da er das Teil ist, das im Körper verbleibt – in der Regel für immer. Und das stellt etwas besondere Anforderungen an ihn. Die wichtigste Anforderung ist es, alles zu vermeiden, was eine Restenose verursachen könnte. Diese tritt auf, wenn der Stent die Bildung von Blutgerinnseln auslöst und eine Verstopfung der Ader verursacht. Dann sind wir wieder dort, wo wir angefangen haben: mit einer verstopften Koronararterie.

Stents werden auch häufig zur Wiedereröffnung anderer Gefäße eingesetzt. Das Stentgerüst besteht in der Regel aus medizinischem Edelstahl oder manchmal aus einem „Formgedächtnismetall“ namens Nitinol. Es hat sich gezeigt, dass der Schlüssel zur Minimierung des Risikos einer Restenose darin liegt, jegliche scharfen Kanten oder rauen Oberflächen des Stents zu vermeiden. Viele der heutigen Stents gehen noch einen Schritt weiter und sind mit einem bioabsorbierbaren Material beschichtet, das sich im Körper langsam (im Laufe mehrerer Wochen) auflöst. Dies verbessert die Ergebnisse, da das Material beim Auflösen einen Wirkstoff freisetzt, der die Blutgerinnung oder die Narbenbildung aktiv verhindert.

Für das 3D-Schneiden von Stents und Kathetern optimierte Lasermaschinen

Wenn es um die Metallbearbeitung geht und Ihnen vor allem Präzision und Kantenqualität wichtig sind, ist der Laser unübertroffen. Deshalb werden die meisten Stents – und auch Katheter-Einführvorrichtungen – durch präzises dreidimensionales Laserschneiden hergestellt, wobei man lediglich mit einem leeren Rohr beginnt. Das Unternehmen Coherent bietet mit dem „StarCut Tube“ eine Maschine an, die speziell für diese 3D-Schneidanwendungen und die damit verbundenen Medizinprodukte optimiert ist.

Welcher Lasertyp ist jedoch am besten geeignet? Eine der Regeln beim Laserschneiden lautet: Wenn Sie glattere Kanten benötigen, ist eine kürzere Wellenlänge immer besser; verwenden Sie einen Laser mit kürzerer Wellenlänge (z. B. ultraviolett) oder mit kürzerer Pulsdauer, gegebenenfalls beides. Dadurch werden das Schmelzen und Verformungen der Kanten während des Schneidvorgangs verhindert – ein Verfahren, das als „kalte Ablation“ bezeichnet wird.

Die industriellen Femtosekundenlaser von Monaco revolutionieren das Stent-Schneiden

Im Laufe der Jahre haben wir in der Laserindustrie das Schneiden von Stents mit Maschinen unterstützt, die Excimer-Laser mit ultravioletter -Ausgabe und Faserlaser mit Nanosekunden-Pulsdauer enthalten. In den letzten Jahren hat sich jedoch gezeigt, dass die Entwicklung von ultrakurzen (USP) Lasern der Industrieklasse mit Femtosekunden-Pulsdauer und hoher Durchschnittsleistung die Spielregeln beim Schneiden von Metallstents grundlegend verändert. (1 Femtosekunde entspricht einem Millionstel einer Milliardstel Sekunde). Die durch das heutige Femtosekunden-Schneiden erzielte Kantenqualität ist tatsächlich so gut, dass viele herkömmliche Nachbearbeitungsschritte beim Herstellungsprozess eines Stents nicht mehr erforderlich sind. Unser Monaco-Laser ist ein hervorragendes Beispiel für diesen neuen Typ von Industrielaser.

Hoffen wir, dass Ihnen niemals aus irgendeinem Grund ein Stent eingesetzt werden muss. Sollte dies jedoch der Fall sein, können Sie sicher sein, dass er nach den höchsten Standards unter Verwendung modernster Lasertechnologie hergestellt wurde – höchstwahrscheinlich unter Einsatz des StarcutTube-Lasersystems von Coherent.

Quelle:Coherent.com