Infuuspompen: Kunststof glijlagers helpen bij zeer nauwkeurige dosering

Met de Perfusor heeft B. Braun Melsungen AG bereikt wat wordt beschouwd als een van de hoogste doelen in marketing: een merknaam heeft zich gevestigd als een generieke term voor een hele productgroep. In dit geval voor de injectiespuiten of infuuspompen die zijn uitgevonden door B. Braun. Deze medische apparaten worden tegenwoordig in elk ziekenhuis gebruikt. Ze doseren de medicatie in spuiten in de bloedbaan van de patiënt met hoge precisie en, indien nodig, gedurende lange perioden.

Per patiënt op een intensivecareafdeling kunnen tot 24 van deze perfusors worden gebruikt. Ze voorzien de patiënt bijvoorbeeld van pijnstillers, adrenaline, voedingsoplossingen, bètablokkers of bloed. Ze kunnen worden gegroepeerd en aan het bed van de patiënt worden bevestigd en kunnen in een netwerk worden opgenomen via een communicatiemodule en een online suite. Omdat ze tijdens het transport aan het bed blijven staan, worden ze gevoed door oplaadbare batterijen.

Tijdens de infusie moet een soepele beweging worden gerealiseerd. Voor B. Braun Melsungen AG vereiste dit een bijzonder goede wrijvingscoëfficiënt van de componenten om een soepele beweging te realiseren in de kleinst mogelijke installatieruimte. De oplossing moest ook eenvoudig te installeren zijn.

Met een speciaal vervaardigd klemlager van het materiaal iglidur ® J is een eenvoudige oplossing gegarandeerd, ondanks de krappe inbouwruimte. De klemlagers zijn ook onderhouds- en smeervrij, wat in deze toepassing absoluut noodzakelijk is om verontreiniging te voorkomen. Hun lage wrijvingscoëfficiënt zorgt ervoor dat de infuuspomp soepel werkt ondanks de zeer korte slag.

Perfusen zijn een belangrijke productgroep voor B. Braun, maar slechts één van de vele. Het bedrijf, dat is gevestigd in Melsungen bij Kassel en al 180 jaar in familiebezit is, is actief in niet minder dan achttien product- en toepassingsgebieden van de medische technologie. Hieronder vallen pompen, dialysemachines, disposables zoals spuiten en "Braunülen" (een andere productnaam als generieke term, dit keer voor veneuze katheters) en de chirurgische instrumenten van dochteronderneming Aesculap.
 
In het boekjaar 2017 behaalde B. Braun AG, dat wereldwijd ongeveer 62.000 mensen in dienst heeft, een omzet van ongeveer €6,8 miljard. Dit komt overeen met een stijging van 5% en kenmerkt de groeistrategie: de omzet steeg met € 2,7 miljard in slechts acht jaar. De investeringen bedroegen iets minder dan € 970 miljoen en werden volledig uit eigen middelen gefinancierd.

Met de "Compact plus" bracht B. Braun in 2017/18 een nieuw ontworpen perfusorserie op de markt. De nieuwe ontwikkeling was nodig vanwege veranderingen in de internationale en nationale regelgeving, die een grote invloed hebben op het ontwerp en de functies van medische hulpmiddelen. De nieuwe perfusors zijn uitgerust met talrijke veiligheidsfuncties. Dr. Dirk Aljets, Lead Engineer Infuuspompen van de serie "Compact": "Het apparaat herkent bijvoorbeeld de ingebrachte spuit en bewaakt alle essentiële processen zelf. Het besturingssysteem is redundant uitgevoerd; de twee processors communiceren met elkaar en rapporteren onmiddellijk als ze afwijkende waarden detecteren." En pas als het apparaat de spuit heeft herkend, wordt het vergrendeld en de aandrijving gestart.

De gebruikersbegeleiding is ontworpen met het oog op gebruiksvriendelijkheid: In de geïntegreerde database zijn vele soorten spuiten en werkzame stoffen opgeslagen. Het operatiekamerpersoneel voert de toedieningssnelheid in, die bijvoorbeeld afhankelijk is van het gewicht van de patiënt, en kan erop vertrouwen dat deze waarde nauwkeurig wordt nageleefd. Vooraf gedefinieerde infuusprofielen zijn ook mogelijk. Dr. Dirk Aljets: "Bij sommige werkzame stoffen moet eerst snel een bolus, d.w.z. een bepaald niveau, worden bereikt, waarna pas een volgende dosis wordt toegediend."

Met een toedieningssnelheid van 0,01 tot 999,9 milliliter per uur (bolussnelheden zelfs tot 1800 ml/h) - typische waarden liggen rond de 5 ml/h - moet de (lineaire) aandrijving van de perfusor voldoen aan extreme eisen wat betreft nauwkeurigheid, en dit met een zeer langzame bewegingssequentie waarmee de spuitinhoud in de toevoerleiding wordt gebracht.
 
De ingenieurs van Braun hebben daarom veel expertise geïnvesteerd in het ontwerp van de aandrijving. Dr. Dirk Aljets: "We gebruiken een stappenmotor die werkt op een spindel met een speciale door ons ontwikkelde schroefdraad." Dit garandeert de gewenste nauwkeurigheid en betrouwbaarheid voor de minimale lineaire bewegingen. Deze nauwkeurigheid kan zelfs worden uitgedrukt in cijfers: "Onze perfusoren werken met een maximale afwijking van minder dan +/- 1 %."
 
Bij het ontwerp van de aandrijving besteedt B. Braun veel zorg aan de keuze van de lagers en gebruikt sinds 1992 kunststoflagers uit de igus® bouwdoos. Voor de nieuwe Compact serie werd een nieuw lager ontwikkeld. Dr. Dirk Aljets: "Bij het vorige model was de asgeleiding vrij complex - met twee geleidingsstangen en één igus® lager met speciale toleranties en één als zwevend lager. De nieuwe aandrijving wordt geleid door een ronde stang met een schuif. Dit is eenvoudiger, bespaart installatieruimte en ook kosten - en is net zo nauwkeurig."

De schuifbeweging van de slede op de ronde stang wordt uitgevoerd via lagerbussen van het hoogwaardige polymeer iglidur® J. Het feit dat deze bussen smeervrij zijn, is niet doorslaggevend voor B. Braun, omdat de spindel gesmeerd moet worden. Veel belangrijker is een soepele glijding bij extreem lage snelheid van de lineaire beweging. Aan deze eis wordt voldaan met de iglidur® J bussen. Bovendien wordt de duwstang aan de plaat bevestigd via een iglidur® cliplager met speciale contour. Voor deze toepassing hebben igus® en B. Braun samen een specificatie ontwikkeld die een betrouwbare lagering garandeert en het kantelen van de duwstang onmogelijk maakt.

In de loop der jaren heeft B. Braun een voortdurende samenwerking opgebouwd met igus®, wat ertoe geleid heeft dat verschillende iglidur® kunststof lagers gebruikt worden in medische hulpmiddelen - in de Compact serie bijvoorbeeld op het ontgrendelingsmechanisme voor de injectiespuit. Andere voorbeelden zijn kraaglagers in standaard- en speciale afmetingen, bijvoorbeeld met uitsparingen voor de kabeldoorvoer. Dr. Dirk Aljets: "Soms hebben we niet eens hoogwaardig kunststof nodig voor dergelijke toepassingen; een PE-component zou net zo goed voldoen. Maar we zijn onder de indruk van de kwaliteit en leverbaarheid van igus®. Daarom gebruiken we deze lagers graag, zelfs als het technisch niet nodig is." En daarom worden ze niet alleen gebruikt in de perfusors, maar ook in de dialysemachines van B. Braun.