Pneumatisk systemløsning forenkler dialysebehandling i enkeltnålsprosedyrer.
Fra utviklingspartner til serieleverandør – samarbeid med Fresenius Medical Care
Fluidiske komponenter spiller en nøkkelrolle innen medisinsk teknologi der væsker må doseres nøyaktig eller prosesser må kobles pneumatisk. For eksempel ved dialyse, som er en livsviktig blodrenseprosess som overtar nyrenes funksjon ved nyresvikt. Behandlingsprosedyrene utvikles kontinuerlig, noe som betyr at behandlingsapparatene også blir mer komplekse.
Pneumatisk systemløsning for dialysemaskin
Dialysemaskiner består av rundt 8000 komponenter. Fluidikkmodulene med magnetventiler, pumper og sensorer skal sikre prosesser nøyaktig og pålitelig. Ofte er det ikke enkeltkomponenter som kreves, men applikasjonsspesifikke systemløsninger der de enkelte komponentene må koordineres med hverandre for perfekt samhandling. I tillegg stilles det ofte krav til høy presisjon, holdbarhet og kompakte dimensjoner. I slike tilfeller anbefales det at produsenter av medisinsk utstyr finner en fluidikkekspert som er tilgjengelig som en kompetent utviklings- og systempartner basert på en omfattende løsningsportefølje og bransjespesifikk kunnskap, fra den første konsultasjonen til komplett prosjektering og serieproduksjon. Fresenius Medical Care og Bürkert demonstrerer hvordan partnerskapsbasert samarbeid fungerer vellykket i utviklingen av fluidiske systemløsninger i utviklingen av en pneumatisk systemløsning for en dialysemaskin.
Gjør arbeidet enklere for pleiepersonalet
Den innovative dialysemaskinen 6008 CAREsystem ble utviklet for å gjøre dialysebehandling på sykehus enklere for pleiepersonell. For dette formålet er arbeidsprosessene blitt forenklet og antall nødvendige trinn er redusert. Presset på personalet reduseres, noe som gir mer tid til individuell pasientbehandling. Likevel tilbyr dialysesystemet høy fleksibilitet for behandling med hemodialyse, HighVolumeHDF samt dobbelnåls- eller enkeltnålsbehandlinger. Dette er fordi det kun brukes ett universelt blodrørskassettsystem, som deretter må kastes som engangsartikkel.
Erstatning for en slangetrommelpumpe
Grunnlaget for fluidkontroll i enkeltnålsprosessen er en pneumatisk systemløsning for gjennomstrømningsreversering, som Bürkert utviklet i nært samarbeid for Fresenius. Den erstatter løsningen som tidligere ble brukt for enkeltnålsprosedyren, der den ekstrakorporale blodsirkulasjonen var basert på en slangetrommelpumpe og tilhørende engangsutstyr som i tillegg var nødvendig for enkeltnålsbehandlingen. Blodpumpen og ekspansjonskammeret var plassert foran dialysatoren på den arterielle siden av den ekstrakorporale kretsen. Designet med den vekslende pumpen har vist seg å være pålitelig i pasientbruk og har levert gode behandlingsresultater. Produsenten ønsket imidlertid å gjøre håndteringen enklere for driftspersonalet, som ofte er tungt belastet i sykehushverdagen. Fremfor alt bør innsatsen med å koble pumpene med slange reduseres for å forkorte oppstillingstiden. De første vurderingene var rettet mot å bruke proporsjonalventiler for å regulere nødvendig trykk eller holde det konstant. En slik løsning ville imidlertid vært relativt kostbar. Etter at fluidikkekspertene hadde sett på oppgaven og analysert de ulike spesifikasjonene, foreslo de en mer effektiv løsning: en pneumatisk kontrollenhet som fungerer med magnetventiler. Det overbeviste utviklerne av 6008 CARE-systemet helt fra konseptfasen fordi det oppfylte nesten alle krav med én gang.
Den kompakte enheten består av tre ventiler, en trykksensor, en kondensatfelle og en membranpumpe som genererer overtrykk i ett kammer og undertrykk i det andre kammeret. En ventil bytter deretter dynamisk mellom de to kamrene, noe som gjør en slangetrommelpumpe unødvendig.
Bare kassetten må kobles til
I prinsippet består den kompakte enheten av tre ventiler, en trykksensor, en kondensatfelle og en membranpumpe som genererer overtrykk i ett kammer og undertrykk i det andre kammeret. En ventil bytter deretter dynamisk mellom de to kamrene, noe som gjør en slangetrommelpumpe unødvendig. De to andre ventilene fungerer som lufteventiler ved feil. Driftspersonellet trenger bare å koble til kassetten og trenger ikke lenger å koble pumpen med en slange. Dette er mye raskere og mindre utsatt for feil. I tillegg er den samme kassetten egnet ikke bare for enkeltnåls-, men også for dobbeltnålsapplikasjoner. Om nødvendig kan du enkelt bytte uten å måtte gjøre noen endringer i blodslangesystemet. Kravene til komponentene som ble brukt, var høye. Ventilene må ikke bare koble raskt, men har også lang levetid. Ventilene som brukes, har allerede bevist dette i mange andre applikasjoner. Type 6144 er en direktevirkende 3/2-veis flippermagnetventil. Den egner seg for trykk opp til 10 bar og imponerer med sitt lave effektbehov. Flipperprinsippet produserer kun lav koblingslyd og fungerer med lavt effektbehov. De to andre mgnetventilene (type 127), som arbeider i den pneumatiske strømningsenheten, har også vist seg å være pålitelig i mange applikasjoner innen medisinsk, laboratoriums- og analyseteknikk. De muliggjør presis veksling med svært lav temperaturinngang gjennom spolen. I tillegg er ventilene med lite dødrom veldig enkle å skylle.
Biokompatibilitet bevist i toksisitetstester
Ett av de viktige kravene som fluidikksystemløsningen for dialysesystemet måtte oppfylle, var biokompatibiliteten til materialene som ble brukt. Selv om det ikke er direkte kontakt med blod, må det ikke oppstå utgassing. Vellykket gjennomførte toksisitetstester ga bevis på at det ikke er noen fare her. Den pneumatiske systemløsningen har nå vist seg pålitelig innen klinisk bruk. Huset, som opprinnelig ble produsert som en frest del, produseres nå ved bruk av sprøytestøping på grunn av de store mengdene som nå produseres og Fresenius ser på Bürkert som pålitelig partner fra utvikling til serieproduksjon. Samarbeidet fortsetter derfor videre, nye fluidiske systemløsninger er under utvikling.
«Under utviklingsfasen jobbet vi tett med Bürkert og fikk utmerket støtte fra fluidikkspesialistene, slik at vi etter kort tid hadde en modul som en funksjonell modell, som vi så kunne bruke med små justeringer til starten av serieproduksjonen. Jeg satte spesielt pris på at ikke bare produkter, men komplette løsninger ble tilbudt, fra funksjonelle modeller til kostnadsoptimaliserte seriedeler.»