Pompy infuzyjne: Polimerowe łożyska ślizgowe pomagają w precyzyjnym dozowaniu

Dzięki Perfusor firma B. Braun Melsungen AG osiągnęła to, co jest uważane za jeden z najwyższych celów w marketingu: nazwa marki stała się ogólnym terminem dla całej grupy produktów. W tym przypadku dla pomp strzykawkowych lub infuzyjnych wynalezionych przez B. Braun. Te urządzenia medyczne są dziś powszechnie stosowane w każdym szpitalu. Dozują leki zawarte w strzykawkach do krwiobiegu pacjenta z dużą precyzją i, w razie potrzeby, przez długi czas.

Na oddziale intensywnej terapii na jednego pacjenta może przypadać do 24 takich perfuzorów. Dostarczają one pacjentowi na przykład środki przeciwbólowe, adrenalinę, roztwory odżywcze, beta-blokery lub krew. Mogą być zgrupowane razem i przymocowane do łóżka pacjenta oraz połączone w sieć za pomocą modułu komunikacyjnego i pakietu online. Ponieważ pozostają przy łóżku pacjenta podczas transportu, są zasilane akumulatorami.

Podczas infuzji należy zapewnić płynny ruch. W przypadku B. Braun Melsungen AG wymagało to szczególnie dobrego współczynnika tarcia komponentów, aby zapewnić płynny ruch w możliwie najmniejszej przestrzeni montażowej. Rozwiązanie musiało być również łatwe w instalacji.

Dzięki specjalnie wyprodukowanemu łożysku zaciskowemu wykonanemu z materiału iglidur ® J, zagwarantowane jest proste rozwiązanie pomimo ograniczonej przestrzeni montażowej. Łożyska zaciskowe nie wymagają konserwacji ani smarowania, co jest absolutnie niezbędne w tym zastosowaniu, aby uniknąć zanieczyszczenia. Ich niski współczynnik tarcia zapewnia płynne działanie pompy infuzyjnej pomimo bardzo krótkiego skoku.

Perfuzory są ważną grupą produktów dla B. Braun, ale tylko jedną z wielu. Firma, która ma siedzibę w Melsungen koło Kassel i jest własnością rodziny od 180 lat, jest aktywna w nie mniej niż osiemnastu obszarach produktów i zastosowań technologii medycznej. Obejmują one pompy, urządzenia do dializy, materiały jednorazowego użytku, takie jak strzykawki i "Braunülen" (kolejna nazwa produktu jako termin ogólny, tym razem dla cewników żylnych), a także narzędzia chirurgiczne spółki zależnej Aesculap.
 
W roku obrotowym 2017 firma B. Braun AG, która zatrudnia około 62 000 osób na całym świecie, osiągnęła sprzedaż w wysokości około 6,8 miliarda euro. Odpowiada to wzrostowi o 5% i charakteryzuje strategię wzrostu: sprzedaż wzrosła o 2,7 mld euro w ciągu zaledwie ośmiu lat. Inwestycje wyniosły niecałe 970 milionów euro i zostały w całości sfinansowane ze środków własnych firmy.

Wraz z modelem "Compact plus" firma B. Braun wprowadziła na rynek w sezonie 2017/18 nowo zaprojektowaną serię perfuzorów. Nowy projekt był konieczny ze względu na zmiany w przepisach międzynarodowych i krajowych, które mają duży wpływ na konstrukcję i funkcje urządzeń medycznych. Nowe perfuzory są wyposażone w liczne funkcje bezpieczeństwa. Dr Dirk Aljets, główny inżynier ds. pomp infuzyjnych z serii "Compact": "Urządzenie rozpoznaje na przykład włożoną strzykawkę i samodzielnie monitoruje wszystkie istotne procesy. System sterowania jest redundantny; dwa procesory komunikują się ze sobą i natychmiast zgłaszają, jeśli wykryją odchylenia." Dopiero po rozpoznaniu strzykawki urządzenie jest blokowane i uruchamiany jest napęd.

Wskazówki dla operatora zostały zaprojektowane z myślą o użyteczności: Wiele typów strzykawek i składników aktywnych jest przechowywanych w zintegrowanej bazie danych. Personel sali operacyjnej wprowadza szybkość podawania, która zależy na przykład od wagi pacjenta, i może polegać na precyzyjnym przestrzeganiu tej wartości. Możliwe są również wstępnie zdefiniowane profile infuzji. Dr Dirk Aljets: "W przypadku niektórych substancji czynnych najpierw musi zostać szybko osiągnięty bolus, czyli określony poziom, a dopiero potem podawana jest kolejna dawka."

Przy szybkości podawania od 0,01 do 999,9 mililitrów na godzinę (szybkość bolusa nawet do 1800 ml/h) - typowe wartości to około 5 ml/h - (liniowy) napęd perfuzora musi spełniać ekstremalne wymagania pod względem dokładności, i to przy bardzo powolnej sekwencji ruchu, z jaką zawartość strzykawki jest dostarczana do linii zasilającej.
 
Inżynierowie firmy Braun zainwestowali zatem wiele wiedzy specjalistycznej w projekt napędu. Dr Dirk Aljets: "Używamy silnika krokowego, który działa na wrzeciono ze specjalnym gwintem opracowanym przez nas." Zapewnia to pożądaną dokładność i niezawodność przy minimalnych ruchach liniowych. Dokładność tę można nawet wyrazić w liczbach: "Nasze perfuzory pracują z maksymalnym odchyleniem mniejszym niż +/- 1%."
 
Projektując napęd, firma B. Braun przywiązuje dużą wagę do wyboru łożysk i od 1992 r. stosuje łożyska z tworzywa sztucznego z zestawu konstrukcyjnego igus®. Nowe łożysko zostało opracowane dla nowej serii Compact. Dr Dirk Aljets: "W poprzednim modelu prowadnica wału była dość skomplikowana - z dwoma prętami prowadzącymi i jednym łożyskiem igus® o specjalnych tolerancjach oraz jednym jako łożyskiem swobodnym. Nowy napęd jest prowadzony przez okrągły pręt z prowadnicą. Jest to prostsze, oszczędza miejsce i koszty instalacji - i jest równie precyzyjne."

Ruch ślizgowy wózka na okrągłym pręcie odbywa się za pośrednictwem tulei łożyskowych wykonanych z wysokowydajnego polimeru iglidur® J. Fakt, że tuleje te nie wymagają smarowania, nie jest decydujący dla B. Braun, ponieważ wrzeciono musi być smarowane. Znacznie ważniejszy jest płynny poślizg przy ekstremalnie niskich prędkościach ruchu liniowego. Wymóg ten spełniają tuleje iglidur® J. Ponadto, popychacz jest przymocowany do blachy za pomocą łożyska zatrzaskowego iglidur® o specjalnym konturze. Dla tego zastosowania, igus® i B. Braun wspólnie opracowały specyfikację, która gwarantuje niezawodne łożysko i uniemożliwia przechylenie popychacza.

Przez lata firma B. Braun rozwijała stałą współpracę z igus®, co zaowocowało zastosowaniem różnych łożysk z tworzywa sztucznego iglidur® w urządzeniach medycznych - na przykład w serii Compact w urządzeniu odblokowującym strzykawkę. Inne przykłady to łożyska kołnierzowe w wymiarach standardowych i specjalnych, na przykład z wgłębieniami do przeprowadzania kabli. Dr Dirk Aljets: "Czasami nie potrzebujemy nawet wysokowydajnego plastiku do takich zastosowań; komponent z PE sprawdzi się równie dobrze. Jesteśmy jednak pod wrażeniem jakości i możliwości dostawy igus®. Dlatego lubimy używać tych łożysk, nawet jeśli nie jest to technicznie konieczne." Dlatego są one stosowane nie tylko w perfuzorach, ale także w maszynach do dializy firmy B. Braun.