Entwicklung eines Kathetermaterials für laserinduziertes Schäumen

Die Ultraschalldiagnostik (Sonografie) ist weltweit das am häufigsten eingesetzte bildgebende Untersuchungsverfahren in der erweiterten klinischen Untersuchung. In diesem Zusammenhang ist auch die Sichtbarkeit und Positionsbestimmung von Kathetern mittels Ultraschall von hoher klinischer Relevanz. Im Rahmen des Projektes sollten Katheter mit hyperechogenen (stark reflektierend) Flächen ausgerüstet werden, die eine verbesserte Bilddarstellung im Körper eines Patienten mittels Ultraschall ermöglichen.

Durch sonographische Markierungen ähnlich den vielfältig verwendeten Röntgenkontraststreifen sollen medizinische Maßnahmen, wie Biopsien, Abszess-Drainage, Chemotherapie-Einführungen in großem Maße erleichtert werden.

Ergebnisse

Es wurde ein neues Verfahren zur Herstellung diskreter schallreflektierender Markierungen und Beschriftungen auf Kathetern entwickelt, das gegenüber bisherigen technischen Lösungen erhebliche Vorteile aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe werden selektive Bereiche von Kathetern mit einer geschlossenporigen Schaumstruktur versehen. Durch geeignete Materialausrüstung in Verbindung mit einer Laserapplikation wird ein lokal begrenztes Schäumen am Katheter bei möglichst weitgehender Erhaltung der sonstigen physikalischen und biologischen Eigenschaften initiiert. Die durch Laserbehandlung erzeugten sphärischen Hohlräume können in einem für die Ultraschallreflektion optimalen Größenbereich von 3 bis 50 µm eingestellt werden.

Die echogene Funktionalität des Katheters wurde einerseits durch sonographische Untersuchungen im Wasserbad wie auch durch Messungen an menschenähnlichen Gewebemodellen (Schweineleberpräparat) durch medizinisch erfahrenes Personal bestätigt. Transparenz und sonstige physikalische Eigenschaften bleiben weitestgehend erhalten. Die Laserbehandlung kann mit vielfältig verfügbaren Lasereinrichtungen ausgeführt werden und ist in den Extrusionsprozess integrierbar.

Es können sowohl großflächige Bereiche wie auch kleinflächige Beschriftungen, Muster und Markierungen mit hoher Präzision geschäumt werden. Die Oberfläche des Katheters bleibt glatt, so dass sich das Reibverhalten nicht verschlechtert und das Anhaften von Verschmutzungen und Keimen nicht ungünstig beeinflusst wird. Wesentliche medizinische Anforderungen zur Sterilisierbarkeit und biologischen Verträglichkeit wurden mit positiven Ergebnissen geprüft.

Die verbesserte Ultraschallsichtbarkeit der echogen markierten Katheter ist insbesondere für folgende Anwendungsfälle von Interesse:

• Katheter für die periphere Leitungsanästhesie (Epidural- und vor allem Plexuskatheter),
• Katheter für die in-vitro-Fertilisation,
• zentralvenöse Katheter,
• PICC-Katheter (peripher eingeführter zentralvenöser Katheter),
• Dialysekatheter,
• Katheter für Chorionzottenentnahme,
• Führungsdrähte (Nitinol-, NMR-Führungsdrähte mit Kunststoffmantel),
• Wunddrainagen,
• Herzunterstützungssysteme.