Aktive Implantate: Geringe Größe, hoher Komfort für Patienten

Interview mit Michael Fink, President Sales & Marketing, Micro Systems Technologies Management AG

Der Trend zur Miniaturisierung schreitet in der Medizintechnik voran. Das heißt wiederum auch, dass die Elektronik sich an die Größenverhältnisse, beispielsweise von Implantaten, anpassen muss. Kleinere Strukturen und Komponenten sind gefragt wie noch nie. Damit steigen gleichzeitig die Anforderungen an die Technologie und Produktion.

30.10.2015

Foto: Michael Fink

Michael Fink; © Micro Systems Technologies Management AG

Im Interview mit COMPAMED.de spricht Michael Fink, President Sales & Marketing bei Micro Systems Technologies Management AG, über die immer größer werdenden Anforderungen an Implantate und was das für die Elektronik dahinter bedeutet.

Herr Fink, aktive Implantate werden heute immer kleiner. Was bedeutet das letztendlich für die Elektronik?

Michael Fink:
Dass der verfügbare Raum optimal genutzt werden muss, indem alle aktiven und passiven Bauelemente sowie deren Energieversorgung auf engstem Raum untergebracht werden. Das bedeutet für das Elektronikmodul, dass bereits in der Auslegung der Designs und Signalführungen zunehmend kleinere Strukturen und Komponenten zum Einsatz kommen, was höchste Anforderungen an die Produktionstechnik stellt. Weiterhin kommen Technologien zum Einsatz, die höchste Packungsdichten und funktionale Integrationsniveaus erlauben. Bedingt durch die zunehmende Verfügbarkeit anspruchsvoller Packaging-Verfahren wie Stacked-Die-BGA's, Silicon-Through-Via's etc., die bei hoher Zuverlässigkeit geringsten Raumbedarf aufgrund höchster Packungsdichte gewährleisten, ändert sich die Implantatlandschaft, wie bereits bei der jetzigen Generation der "Injizierbaren Schrittmacher" zu beobachten ist.
Foto: Herzschrittmacher

Moderne Herzschrittmacher sind mittlerweile nur noch ein Drittel so groß im Vergleich zu handelsüblichen Modellen; © panthermedia.net/bdspn74

Was ist heute State-of-the-Art bei der Energieversorgung? Welche Technologien stehen für eine lange Lebensdauer des Implantats?

Fink:

1. Der Stromverbrauch der Therapie, beeinflusst durch den Therapiemodus und die Effizienz der Therapie (wie genau trifft die Elektrode den Punkt maximaler Wirksamkeit).
2. Der Primär-Verbrauch der Elektronik im aktiven Zustand, der, je nach Auslegung der Komponenten, stark schwanken kann.
3. Der Sekundär-Stromverbrauch des Implantats durch Optimierung der Aktivität des Implantats, indem intelligente Software diese so steuert, dass nur dann wirklich Strom verbraucht wird, wenn eine Messung oder eine therapeutische Aktivität notwendig wird.
4. Die Kapazität der Energieversorgung in Relation zum Verbrauch; auch ob eine endlich nutzbare Batterie oder eine wieder aufladbaren Zelle benutzt wird, beeinflusst die Lebensdauer.

Beispiele sind Cochlea Implantate für Hörgeschädigte, die durch die Haut mit Strom und Signalen versorgt werden und auf eine Implantationsdauer von bis zu 115 Jahren ausgelegt sind. Herzschrittmacher und Neurostimulatoren erreichen bis zu 15 Jahre Lebensdauer, einige implantierte Pumpenanwendungen mit ihrem technisch bedingt hohen Strombedarf müssen hingegen bereits nach ca. 2-4 Jahren ausgetauscht werden, was aber je nach Patientenproblematik immer noch einen signifikanten Gewinn an Lebensqualität bedeuten kann.

Welche Trends erwarten Sie für die nächsten Jahre hinsichtlich der Elektronik?

Fink:
Fortschreitende Miniaturisierung der Implantate, um die Belastung des Patienten während der Implantation durch Reduktion der Schwere und Dauer des Eingriffs zu minimieren. Gleichzeitig Verkleinerung der Implantate um den langfristigen Komfort-Faktor für den Patienten zu erhöhen. Weiterhin wird die Endmontage von aktiven Implantaten weitgehend automatisiert werden, um dem zunehmenden Kostendruck zu begegnen und die Prozessbeherrschung und Reproduzierbarkeit zu erhöhen.

Foto: Timo Roth; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview wurde geführt von Timo Roth.
COMPAMED.de