Die Implantattechnologie umfasst alle Komponenten und Geräte, die dazu bestimmt sind, über einen längeren Zeitraum im Körper zu verbleiben. Sie reicht von passiven Knochenschrauben bis hin zu aktiven Mehrkanalimplantaten zur Stimulation und Messung.
Die Entwicklung von Implantaten erfordert Kenntnisse in den Bereichen Mechanik, Elektronik und Software-Engineering, Produktionstechnologie, Materialtechnologie und Prüfung. All diese Bereiche müssen kombiniert werden, um langzeitstabile Implantate zu entwickeln, die Monate und Jahre im Körper verbleiben können, ohne ihre Funktionalität zu verlieren.
Die Entwicklung eines Prototyps zu einem klinisch relevanten Produkt erfordert exzellente klinische und industrielle Partner, die im Rahmen von präklinischen und klinischen Studien mit den Behörden zusammenarbeiten.
Werkstofftechnik und Mechanik
Grundlegend ist die Auswahl des richtigen Materials. Es muss viele Anforderungen erfüllen, allen voran Biokompatibilität und Bioresistenz, gefolgt von mechanischer und Temperaturbeständigkeit und der Fähigkeit, den Sterilisationsprozess zu überstehen. Die klassischen Herstellungsverfahren nutzen die Vorteile von CNC-Maschinen und Formgebungstechnik.
Die additive Fertigung mit der Möglichkeit, die Implantatgeometrie frei zu gestalten, intelligente Oberflächen zu implementieren und adaptive Materialien zu verwenden, eröffnet einen neuen Weg zur Präzisions- und personalisierten Medizin, welche die Diagnose und Behandlung auf eine neue Ebene der hochindividuellen Patientenversorgung bringt.
Darüber hinaus hilft die multimodale Bildgebung (3D-gedruckte Modelle) dabei, Implantate so zu gestalten, dass sie perfekt an die Zielstellen im Körper passen.
Elektronik- und Softwaredesign
Optimiertes Volumen und geringer Energieverbrauch, insbesondere bei batteriebetriebenen Geräten, sind die wichtigsten Faktoren bei der Entwicklung der Elektronik für implantierbare Geräte. Um diese Ziele zu erreichen, werden modernste Technologien wie SMD, Chip on Board und ASIC eingesetzt. Für die Herstellung von Geräten, die mit lebendem Gewebe in Berührung kommen, ist Reinraumtechnologie erforderlich. Eine weitere wichtige Aufgabe ist die Zweiwege-Nahfeldkommunikation durch die Haut und dem darunter liegenden Gewebe. Die Steuerung des Geräts und das Auslesen von Konformitätsdaten sind wesentliche Maßnahmen zur Erhöhung der Gerätesicherheit und der Schlüssel zu kontinuierlichen Verbesserungen. Nur durch eine enge Zusammenarbeit zwischen Hard- und Softwareingenieuren können alle Optimierungsstrategien effizient umgesetzt werden.