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Erstaunliche Leistung

Der Erfolg medizinischer Behandlungen ist von vielerlei Faktoren abhängig. Oft spielt dabei aber auch eine Technologie, die nicht sichtbar ist, eine Schlüssel-rolle.

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Der Erfolg einer medizinischen Behandlung liegt in den Händen gut qualifizierter Ärzte. Ein Mediziner verlässt sich aber nicht nur auf sein Können, sondern auch auf unterschiedlichste Helfer. Immer häufiger kommen dabei intelligente Technologien zum Einsatz, die einen wichtigen Beitrag leisten. Eine dieser Technologien sind funktionale Schichten, die in unterschiedlichsten Anwendungen in der Medizin zum Einsatz kommen.

Funktionale Schichten sind unsichtbar und hauchdünn und werden auf der Oberfläche eines Instrumentes oder Präparates aufgebracht, mit dem Ziel eine ganz spezische Funktion zu bieten, die das Trägermaterial selbst nicht aufweist. So können Beschichtungen in der Medizin beispielsweise desinfizierend oder benetzend wirken, sie können das Knochenwachstum fördern oder allergische Reaktionen verhindern. Damit können sie entscheidend für eine erfolgreiche Operation, eine rasche Genesung oder eine einwandfreie Leistungsfähigkeit im Alltag sein.

„Beschichtungen von Medizinprodukten haben oft wichtige und für den Erfolg einer Behandlung ausschlaggebende Funktionen“, erklärt Hans Schmotzer, klinischer Experte für Medizinprodukte und Gastprofessor an der Universität von Bath (UK). Und genau deswegen sind sie ein so schnell wachsendes Geschäftsfeld: Laut einer Analyse des amerikanischen Marktforschungsunternehmens Transparency Market Research (TMR) wird sich der Umsatz mit Beschichtungen von Medizinprodukten von derzeit rund 7 Mrd. US-Dollar bis 2020 auf rund 11 Mrd. US-Dollar erhöhen.

Mehr Sicherheit für Patienten

Alles was dazu beiträgt, die Sicherheit für den Patienten zu verbessern, ist in einer Behandlung von Wert. Dies beginnt oft schon vor und während der Operation. Damit ein Arzt sich bestmöglich auf die Behandlung konzentrieren kann, braucht es perfektes Licht. Das Licht in einem Operationssaal ist aber oft so intensiv, dass normale Instrumente reflektieren und blenden können. Nichtreflektierende Diamatbeschichtungen auf chirurgischen Instrumenten helfen deshalb, dass sich der Arzt voll und ganz auf die Operation fokussieren kann.

Die gleichen Instrumente müssen aber auch extrem glatt, scharf und sauber sein, sodass Bakterien und Pilze nicht daran haften bleiben. Auch dies kann mit einer Beschichtung erreicht werden. Bei Knochensägen sorgt eine medizinische PVD-Schicht, wie sie Oerlikon Balzers unter dem Namen „Balinit“ herstellt, dafür, dass das Körpergewebe bei einem Schnitt so wenig wie möglich beschädigt wird.

Bessere Verträglichkeit von Prothesen

Beschichtungen spielen auch bei Implantaten wie beispielsweise für den Hüft-, Knie- und Zahnersatz eine zentrale Rolle. Besonders Knieprothesen, die aus zwei im Oberschenkel und im Schienbein verankerten Metallteilen sowie einem oder zwei zentralen Kunststoffteilen bestehen, sind über die Jahre grossen Belastungen ausgesetzt. Dies gilt explizit für die Metallteile, die jedes Mal, wenn das Knie gebeugt wird, am Kunststoffteil reiben. Die hierfür am häufigsten verwendete Kobalt-Chrom-Metalllegierung ist sehr hart, setzt aber Metallionen frei, welche den Knochen reizen und so das Einwachsen des Knochens in die Prothese verhindern können. Das Gelenkkann dadurch seine Funktion einbüssen. Abhilfe schaffen kann hier die Beschichtung des Implantats mit einer rauen Titanschicht – einem biokompatibleren Metall – und einer Hydroxylapatit-Schicht. Dieses Mineral bildet die Grundlage von Hartsubstanzen wie Knochen und Zähne von Wirbeltieren. „Der Knochen identifiziert die Prothese als Teil seiner selbst, und das Implantat wird dadurch verträglicher“, sagt Schmotzer.

Geringeres Infektionsrisiko

Bei der Bekämpfung gefährlicher bakterieller Infektionen gewinnen antimikrobielle Beschichtungen immer stärker an Bedeutung. „Solche Infektionen sind im schlimmsten Fall tödlich“, sagt Schmotzer. „Sie können aber auch verhindern, dass eine Behandlung anschlägt – beispielsweise, weil sich ein Implantat aufgrund einer Infektion aus dem Knochen löst.“ Mit der Entwicklung antimikrobieller Beschichtungen, welche das Wachstum von Bakterien hemmen, versuchen Wissenschaftler, solch gefährliche Nebenwirkungen zu vermeiden. Seit 2013 sind derlei Beschichtungen laut TMR mit einem Anteil von 40 Prozent die am häufigsten nachgefragten Medizinprodukte weltweit.

Beschichtungen in der Medizin sind so vielfältig wie die Instrumente und Produkte, auf denen sie aufgetragen werden. Wenn auch beinahe unsichtbar, so können sie doch einen entscheidenden Einfluss auf den Erfolg einer Behandlung oder des Heilungsprozesses eines Patienten haben.

Von Mark Pearl

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