Pneumatisk systemlösning förenklar dialysbehandling vid Single-Needle-metoden
Från utvecklingspartner till serieleverantör – Samarbetet med Fresenius Medical Care
Flödeskomponenter spelar en nyckelroll inom medicintekniken överallt där vätskor ska doseras exakt och där processer ska kopplas pneumatiskt. T.ex. vid dialys, där den livsavgörande blodrengöringsprocessen övertar njurarnas funktion då de har slutat fungera. Behandlingsprocesserna utvecklas kontinuerligt, vilket dock gör att behandlingsapparaterna även blir alltmer komplexa.
Pneumatisk systemlösning för dialysapparaten
Dialysapparater består av ca 8 000 komponenter. Därvid måste fluidkomponentgrupper med magnetventiler, pumpar och sensorer säkerställa förloppen exakt och tillförlitligt. Ofta efterfrågas inga enskilda komponenter, utan applikationsspecifika systemlösningar, vars enskilda komponenter måste vara avstämda för ett perfekt samspel. Till det kommer ofta krav på hög precision, lång livslängd och kompakta mått. Här är tillverkare av medicintekniska apparater i goda händer om de hittar en fluidexpert som står tillförfogande med en heltäckande lösningsportfölj och branschspecifik kompentens, hela vägen från den första rådgivningen via det kompletta konstruktionsarbetet till serietillverkningen. Fresenius Medical Care och Bürkert visar hur ett framgångsrikt partnersamarbete fungerar vid utvecklingen av en pneumatisk systemlösning för en dialysapparat.
Underlättar arbetet för underhållspersonalen
Den innovativa apparaten 6008 CAREsystem har utvecklats för att underlätta dialysbehandlingen i sjukhuset. Dessutom har arbetsprocesserna förenklats och antalet nödvändiga handgrepp har reducerats. Pressen på personalen lättas vilket innebär mer tid för den individuella patientvården. Dialyssystemet är fortfarande lika flexibelt vid behandlingen med hemodialys, HighVolumeHDF samt dubbelsnåls- eller Single-Needle-behandlingar. Vid användningen används ett enda universellt blodslangskassettsystem, som måste slängas som engångsartikel efter användningen.
Byte för en slangrullspump
Grunden för fluidstyrningen vid Single-Needle-processen ger en pneumatisk systemlösning för flödesriktningsbyte, som Bürkert har utvecklat i nära samarbete för Fresenius. Den ersätter den lösning som tidigare använts vid Single-Needle-processen, där den extrakorporeala blodcirkulationen baserades på en kompletterande slangrullspump och tillhörande engångsutrustning. Blodpumpen och expansionskammaren satt före dialysatorn på den extrakorporeala blodcirkulationens artärsida. Konstruktionen med den omväxlande matande pumpen höll måttet vid patientanvändningen och gav goda behandlingsresultat. Tillverkaren ville dock underlätta hanteringen för personalen som ofta står under hårt arbetstryck. Framförallt skulle arbetet med pumparnas slangdragning förenklas för att korta ställtiderna. De första funderingarna inriktades på användningen av proportionalventiler, för att det nödvändiga trycket skulle kunna regleras eller hållas konstant. En sådan lösning hade dock varit relativt dyr. Efter att fluidexperterna granskat uppdraget och analyserat kravställningarna föreslog de en effektivare lösning: en pneumatisk styrenhet med magnetventiler. Den övertygade konstruktörerna av 6008 CAREsystem redan under konceptfasen, då den redan från början uppfyllde nästan alla krav.
Den kompakta komponentgruppen består av tre ventiler, en trycksensor, en kondensfälla och en membranpump, som ger övertryck i en kammare och undertryck i den andra kammaren. Mellan de båda kamrarna kopplar sedan en ventil om dynamiskt, vilket gör an slangrullspump överflödig.
Det enda som behöver anslutas är kassetten
Den kompakta komponentgruppens består väsentligen av tre ventiler, en trycksensor, en kondensfälla och en membranpump, som ger övertryck i en kammare och undertryck i den andra kammaren. Mellan de båda kamrarna kopplar sedan en ventil om dynamiskt, vilket gör an slangrullspump överflödig. Vid en felfunktion fungerar de båda andra ventilerna som ventilationsventiler. Personalen behöver bara ansluta kassetten och behöver inte längre dra pumpslangarna. Det går mycket snabbare och reducerar risken för fel. Dessutom kan kassetten användas även för dubbelnålsanvändningar, inte bara Single-Needle-användningar. Vid behov går det enkelt att koppla om utan att behöva göra några ändringar på blodslangssystemet. Kraven på komponenterna var höga. Ventilerna måste inte bara koppla snabbt, utan även ha en lång livslängd. De använda ventilerna har redan påvisat den långa livslängden i andra användningar. Typ 6144 är en direktverkande 3/2-vägs flipper-magnetventil. Den är lämplig för tryck upp till 10 bar och övertygar med en låga effektförbrukningen. Flipperprincipen avger bara tysta kopplingsljud och fungerar med en låg effektförbrukning. De båda andra magnetventilerna (typ 127),som är i den pneumatiska flödesenheten, har också visat sina styrkor inom medicin-, laboratorie- och analysteknik i många olika applikation. De möjliggör en exakt koppling med mycket lågt temperaturpåverkan tack vare spolen. Dessutom ventilerna lättspolade tack vare det minimala dödutrymmet.
Biokompatibiliteten har bevisats i toxitetstest
Biokompatibiliteten hos de använda materialen räknas till de viktiga kraven som fluidsystemlösningen för dialyssystemet behövde uppfylla. Det finns visserligen ingen direkt blodskontakt, men det får inte förekomma någon avgasning. Beviset att det inte föreligger någon fara innebar godkända toxitetsprovningar. Vid det här laget har den pneumatiska systemlösningen visat sig hålla måttet vid kliniska användningar. Huset som först tillverkades som fräsdetalj tillverkas nu med gjutteknik p.g.a. det stora stycketalet och Fresenius ser Bürkert som en tillförlitlig partner från utveckling till serieproduktionen. Samarbetet fortsätter därför, nya fluidsystemlösningar utvecklas för tillfället.
”Under utvecklingsfasen hade vi ett tätt samarbete med Bürkert och fick enastående hjälp av fluidspecialisterna, så att vi redan tidigt hade en komponentgrupp som funktionsprov, som vi efter några anpassningar kunde använda även för seriestarten. Jag uppskattade särskilt att inte bara produkter, utan hela totallösningar tillhandahölls, från funktionsprovet till den kostnadsoptimerade serietillverkade detaljen.”