BAM-Ausgründung sMarterials bekommt EXIST-Förderung

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Chirurgische Handschuhe für erhöhte Sicherheit – die BAM-Ausgründung sMarterials möchte dieses Ziel mit Handschuhen auf Basis von Formgedächtnispolymeren realisieren. Herkömmliche medizinische Handschuhe schützen die Hände nur unzureichend vor Schnitt- und Stichverletzungen. Das belegen die über 500.000 arbeitsmedizinischen Verletzungen pro Jahr im deutschen Pflegebereich. Um die Zahl dieser Verletzungen zu minimieren, wird zunehmend das Double Gloving, das Tragen zweier Paar Handschuhe, im Klinikalltag praktiziert. Neuartige Handschuhe aus intelligenten Materialien – Smart Surgical Gloves – sollen das Double Gloving im Operationssaal überflüssig machen, Prozesse im Krankenhaus vereinfachen und beschleunigen.

Motiviert durch das in zwei Promotionen erworbene Wissen arbeitet das Projekt sMarterials um die ehemaligen Wissenschaftler der BAM, Dr. Martin Bothe und Nikolaus Mirtschin, aktuell an Smart Surgical Gloves. Das Team wird vervollständigt durch den Wirtschaftswissenschaftler Michael Schneiker, erfahren auf den Gebieten Business Development und Finanzen. Unterstützt werden die Gründer durch die Humboldt-Universität zu Berlin.

Das Projekt wird ab Oktober 2015 mit dem EXIST-Gründerstipendium gefördert. Die Gründer erhalten damit die Möglichkeit, die Geschäftsentwicklung weiter voranzutreiben, Laborkapazitäten zu nutzen, um einen Prototypen zu fertigen sowie Investoren zu gewinnen.

Formgedächtnispolymere sind intelligente Materialien, die auf einen Stimulus hin ihre Form ändern können. Dafür müssen sie vorher einer thermo-mechanischen Behandlung unterzogen werden. Mit der Verwendung von Formgedächtnismaterialien in medizinischer Schutzausrüstung geht das Projekt sMarterials neue Wege, um Herausforderungen im Klinikalltag, etwa die Vermeidung postoperativer Infektionen durch Blutkontakt oder multiresistente Keime, mit Hilfe innovativer Materialien und optimierter Workflows, zu begegnen.

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Die BAM ist eine Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie

Kunststoffe mit Erinnerungsvermögen

„Formgedächtnispolymere als Materialien der Zukunft“ – so titelte schon vor 15 Jahren das „Institut für Technische und Makromolekulare Chemie“, die „RWTH Aachen“ und das „Deutsches Wollforschungsinstitut an der RWTH Aachen e.V.“:

Schon damals wurde euphorisch von eingedellten Kotflügeln gesprochen, deren Beschädigung einfach wieder verschwinden könnte. Derartige „intelligente“ Materialien waren schon damalas in der Entwicklung, wie zwei Wissenschaftler; Andreas Lendlein und Steffen Kelch, in einem Übersichtsartikel in der „Angewandten Chemie“ erklärten.

Formgedächtnispolymere: Nach einer unerwünschten Deformation, wie der Delle im Kotflügel, „erinnern“ sich diese Kunststoffe an ihre ursprüngliche Form. Erwärmen hilft ihrem „Gedächtnis“ dabei auf die Sprünge – die Delle könnte einfach weggefönt werden.

Kunststoffe mit Formgedächtnis besitzen nämlich eine sichtbare, aktuelle und eine gespeicherte, permanente Gestalt. Nachdem diese mit konventionellen Verarbeitungsverfahren hergestellt wurde, wird dem Material durch geschicktes Erwärmen, Verformen und anschließendes Abkühlen eine zweite, temporäre Form aufgeprägt. Diese behält der Kunststoff so lange, bis die permanente Form durch einen vordefinierten äußeren Reiz wieder abgerufen wird. Das Geheimnis der schlauen Kunststoffe ist ihre mit aufschmelzbaren Schaltsegmenten versehene molekulare Netzwerkstruktur. Durch eine Temperaturerhöhung kann die „Umschaltung“ aktiviert werden: Die auskristallisierten Schaltsegmente schmelzen auf, und das Material nimmt seine ursprüngliche Gestalt wieder ein.

Bei dem Kotflügel hat man es zunächst nur mit einer Form zu tun: der unbeschädigten Ursprungsform. Durch den Aufprall entsteht eine temporäre Form, die sich durch Erwärmen wieder in die Ursprungsform zurückverwandelt – der Kunststoff hat sich selbst repariert.

Besonders interessante Anwendungen versprechen sich die beiden Forscher von bioverträglichen Formgedächtnispolymeren. Sie kommen wie gerufen für die Knopfloch-Chirurgie, die schonende Operationstechnik der Zukunft. Denkbar sind großvolumige Implantate, die in komprimiertem Zustand minimal invasiv in den Körper eingeführt werden und sich im folgenden an ihre Ursprungsform erinnern. Die Materialien lassen sich zudem vollständig bioabbaubar gestalten, verschwinden also über kurz oder lang aus dem Körper des Patienten.
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Eingeschränkter Einsatz von Formgedächtnispolymeren

Warum nun kaum ein aktueller Einsatz und warum hört man kaum etwas? Sein Vorzug, durch Wärme seine Formerinnerung zu aktivieren, ist gleichzeitig sein Nachteil. Denn dadurch, dass es die Form durch Wärme ändert, ist sein Einsatz stark auf konstante Umgebungstemperaturen eingeschränkt. Denn eine Erhöhung der Temperatur führt eventuell zum unerwünschten Auslösen des Formgedächtnisses

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