Wie die Medizinbranche von Miniaturmotoren profitiert

von William Mason

8. März 2023

09:30

William Mason, Geschäftsführer des Motor- und Antriebsspezialisten maxon UK and Ireland, erläutert, wie kleine Motoren Innovationen in einem der am schnellsten wachsenden Sektoren von maxon vorantreiben: der Medizintechnik.

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OP-Handschuhe

Der Trend zur Miniaturisierung ist weiterhin relevant, da viele Branchen darauf bedacht sind, Gewicht und Stellfläche zu reduzieren, um Platz zu sparen und das Benutzererlebnis zu verbessern. Moderne chirurgische Instrumente werden beispielsweise kleiner und leichter gemacht, um die Präzision zu verbessern und gleichzeitig den Benutzerkomfort und die Sicherheit zu erhöhen.

Medizinische Geräte variieren stark in Größe und Gewicht, von aktiven Implantaten mit einem Gewicht zwischen 20 und 50 Gramm bis hin zu größeren, schwereren chirurgischen Instrumenten. Aus diesem Grund hat jedes Gerät seine eigenen Motoranforderungen. Aktive Implantate müssen beispielsweise den hohen Salzkonzentrationen im menschlichen Körper standhalten. Chirurgische Instrumente hingegen benötigen Motoren mit hoher Leistungsdichte und ohne Getriebe, um Vibrationen und Lärm zu begrenzen.

John Cassidy The Headshot Guy®

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Trotz dieser Unterschiede bleibt eines gleich: der Bedarf an kleinen Motoren. Tatsächlich ist es jetzt möglich, Motorsteuerungen herzustellen, die kleiner als eine Briefmarke sind, und bei Bedarf zusätzliche Steuermodule hinzuzufügen, um die Fähigkeiten und die Präzision zu verbessern.

Bei etwas so Kleinem wie einem aktiven Implantat scheint eine Gewichtsreduzierung offensichtlich, da das Gerät irgendwo im Körper eingebettet ist. Aber für etwas Größeres wie einen chirurgischen Bohrer ist die Miniaturisierung genauso wichtig.

Dies wurde deutlich, als maxon einen konfigurierbaren DCX-Direktantrieb an eine in Dublin ansässige Haarersatzklinik lieferte, die einen Haarfollikelextraktionsbohrer entwickeln wollte, um das vorhandene sperrige und unhandliche Gerät zu ersetzen. Da Haarersatzverfahren je nach Anzahl der transplantierten Haare zwischen drei und vier Stunden dauern können, war ein leichtes Gerät erforderlich, um die Ermüdung des Benutzers zu verringern und die Präzision zu optimieren. Der resultierende Bohrer bot eine hohe Leistungsdichte und ein hohes Drehmoment bei kompakter Stellfläche, wobei die Spitze nur 0,8 Millimeter breit war.

Kleine Motoren werden auch in der Myoelektrik benötigt, einer Technologie, die mithilfe von Sensoren Muskelkontraktionen in Prothesen erkennt und misst. Dies wurde demonstriert, als das in Massachusetts ansässige Unternehmen Myomo mehrere kleine Motoren und Steuerungen benötigte, um mehrere Funktionen im Ellbogen, in der Hand und in den Fingern seiner motorisierten Armstütze MyoPro 2+ gleichzeitig zu steuern.

Für jemanden, der aufgrund eines Schlaganfalls oder einer traumatischen Hirnverletzung die Fähigkeit eines Arms verloren hat, ist es für die Verbesserung seiner Lebensqualität von entscheidender Bedeutung, so viele Funktionen wie möglich wiederherzustellen. Wenn das Anheben einer Orthese umständlich ist, sind die Funktionen des Geräts eingeschränkt und für Benutzer besteht möglicherweise ein höheres Risiko für weitere Verletzungen, z. B. eine wiederholte Belastung der Schulter oder des Nackens. Aus diesem Grund musste der MyoPro 2+ so leicht wie möglich sein, damit er sich wie eine natürliche Erweiterung des Körpers anfühlt und nicht wie ein medizinisches Gerät.

Um dies zu erreichen, verwendete das Unternehmen einen Miniaturmotor maxon DCX19 im Ellenbogengelenk und einen RE13 mit integriertem Planetengetriebe für die Handbedienung. Beide Motorbaureihen bieten eine höhere Leistungsdichte bei kleinerer Stellfläche, je nach Anwendung in der Regel zwischen 6 und 35 mm. Für diese Orthese werden in verschiedenen Bereichen mehrere Miniaturmotoren eingesetzt, um die Funktionalität zu verbessern und den Benutzern die bequeme Ausführung normaler Alltagsaktivitäten zu ermöglichen.

Man kann mit Sicherheit sagen, dass der Bedarf an kleineren Motoren erheblich zunehmen wird, da Unternehmen in der gesamten Medizinbranche ihre Designs weiterhin miniaturisieren. Mit 60 Jahren Erfahrung und globaler F+E-Kapazität ist maxon gut aufgestellt, um spezielle, leichte Motoren für die Integration in kleine Geräte anzubieten.

von William Mason

8. März 2023

09:30