Automatisierung

Die Medizinbranche fordert Automatisierer heraus

| Autor / Redakteur: Victoria Sonnenberg / Peter Reinhardt

Der speziell für die Hygieneanforderungen im Laborbereich angepasste Serien-Dual-Arm-Roboter Motoman CSDA10F von Yaskawa ist dank multifunktionaler Werkzeuge und Greifer ausgesprochen vielseitig einsetzbar.
Der speziell für die Hygieneanforderungen im Laborbereich angepasste Serien-Dual-Arm-Roboter Motoman CSDA10F von Yaskawa ist dank multifunktionaler Werkzeuge und Greifer ausgesprochen vielseitig einsetzbar. (Bild: Yaskawa)

Der Medizin- und Pharmabereich hat längst die Automatisierung für sich entdeckt. Zahlreiche Beispiele belegen, wie effizient und wirtschaftlich sich Prozesse in dieser Branche automatisieren lassen, aber auch welche besonderen Ansprüche dieser Bereich an die Automatisierung stellt.

Nämlich:

--> In engem Schulterschluss Automatisierungslösungen für anspruchsvollste Herstellungsverfahren finden

--> Anlagenbauer brauchen langen Atem, um Partner der Medizintechnik zu sein

--> Besondere Anforderungen für Qualifizierung, Dokumentation, Maschinendesign, Risikoanalyse und Testvorschriften

Stetig steigen die Lebenserwartungen von uns. Laut Statista hatten die im Jahr 2015 geborenen Männer eine Lebenserwartung von 78,4 Jahren, Frauen lagen bei 83,4 Jahren. Für 2060 geht man von einer Lebenserwartung von 84,8 Jahren (Männer) und 88,8 Jahren (Frauen) aus. Mitverantwortlich dafür sind immer wirksamere Medikamente und Therapien, die erst durch eine automatisierte Produktion für die breite Masse an Patienten erschwinglich werden. Dabei durchdringt die Automation sämtliche Produktionsbereiche der Pharma- und Medizintechnik und führt zu einer neuen Qualität der Prozesse mit positiven Auswirkungen für Patienten und Personal. Es gelingt den Produzenten und Anlagenbauern in engem Schulterschluss immer wieder aufs Neue, effiziente Automatisierungslösungen für anspruchsvollste Herstellungsverfahren zu finden, die bis dato als nicht automatisierbar galten.

Spezifische Anforderungen und Herausforderungen

Hinzu kommen zudem spezifische Anforderungen und Herausforderungen an die Automatisierer. „Das sind einige sehr spezifische Anforderungen, wie beispielsweise die langen Entwicklungszeiten von medizintechnischen Produkten von bis zu zehn Jahren. Hier braucht man als Anlagenbauer einen langen Atem, um Partner in der Entwicklung zu sein und um den Kunden von Anfang an zur Seite stehen zu können, beispielsweise beim Designsupport. Zudem kommen heute viele neue komplexe Produkte im Bereich von Injektions- und Diagnosesystemen auf den Markt, zum Beispiel Point-of-Care-Produkte“, erklärt Peter Rittner, Executive Vice President Medtech Division, Teamtechnik-Gruppe.

Das Unternehmen entwickelt dafür komplett neue anspruchsvolle Montage- und Prüfprozesse. „Besondere Anforderungen gelten in der Medizintechnik für Qualifizierung, Dokumentation, Maschinendesign, Risikoanalyse und entsprechende Testvorschriften. Dabei sind weltweit gültige Richtlinien wie GMP, GAMP oder ISO einzuhalten. Diese Anforderungen nehmen in etwa 20 bis 25 % des Zeitaufwandes während der Projektlaufzeit in Anspruch. Die gesamte Produktionsumgebung, Reinraum, Maschinendesign und Materialien spielen in der Medizintechnik eine zentrale Rolle, um nur einige Beispiele zu nennen“, erläutert Rittner.

Standardisierte Anlagenplattform für unterschiedlichste Prozessanforderungen

Ein zentraler Punkt in der Medizintechnik ist für Teamtechnik, eine standardisierte Anlagenplattform mit bewährter Technologie anzubieten, die flexibel für die unterschiedlichsten Prozessanforderungen ist. Dafür setzt das Unternehmen die Reinraumklasse-7-taugliche Anlagenplattform Teamed ein. Teamtechnik hat diese Anlagenplattform für die Montage und Funktionsprüfung von medizintechnischen Produkten entwickelt, die sich bereits seit Jahren erfolgreich auf dem Markt bewährt. Als weitere Herausforderung sind die zunehmend kürzer werdenden Lieferzeiten im Medizinbereich zu nennen.

Lange Produktentwicklungszeiten und schnelle Produktionsanläufe

„Time to Market spielt im Wettbewerb unserer Kunden eine immer größere Rolle. Nach den langen Produktentwicklungszeiten muss der Produktionsanlauf schnell und reibungslos vonstattengehen. Auch hier profitieren unsere Kunden davon, dass wir kundenspezifische Prozesse in die standardisierte Plattform Teamed integrieren“, so Rittner weiter.

Dabei entwickelt Teamtechnik auch gemeinsam mit Kunden komplett neue Prozesse. Ein aktuelles Beispiel ist der neue serientaugliche Prozess zum Aushärten von FDA-zertifizierten Klebern für Kanülen in Glasspritzen. Mit der neuen LED-Technologie ergäben sich viele Vorteile für den Anwender, heißt es. Diese Prozesstechnik sei nahezu wartungsfrei, platzsparend und effizient bei hohen Produktionsleistungen. „Unsere Kunden profitieren sicherlich auch von unseren Inhouse-Kompetenzen und Ressourcen im Bereich sicheres Datenhandling. Insgesamt ist unser Portfolio an Lösungen für den Medizinmarkt sehr weit gefächert und erstreckt sich von der Proof-of-Principle- bis zur Hochleistungsproduktion. Bei den medizintechnischen Produkten sind wir jedoch fokussiert. Das hat den Vorteil, dass wir die Produkte unserer Kunden, wie beispielsweise Injektionssysteme oder Inhaler, sehr gut kennen und die dafür notwendigen Montage- und Prüfprozesse beherrschen“, sagt Rittner.

Roboter bedient Zentrifugen oder Rütteleinheiten

Im Bereich der Pharma- und Medizintechnik konnte sich auch der Automatisierer Yaskawa etablieren. Der Automatica-Aussteller hat speziell für die Hygieneanforderungen im Laborbereich den Serien-Dual-Arm-Roboter Motoman CSDA10F angepasst, der dank multifunktionaler Werkzeuge und Greifer sehr vielseitig einsetzbar sein soll. Er arbeite mit nahezu jeder vorhandenen Standardlaborausrüstung und sei in der Lage, mit herkömmlichen Analysegeräten umzugehen, wie sie von Handarbeitsplätzen her bekannt sind: zum Beispiel Petrischalen, Handpipettierern, Inkubatoren oder Reaktionsgefäßen. Automatische Analytikgeräte mit spezialisierten Liquid-Handling-Systemen und teurem Verbrauchsmaterial sind dabei nicht notwendig.

Im Labor kann der Roboter eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen, die bisher dem Menschen vorbehalten schienen, wie die Bedienung von Zentrifugen oder Rütteleinheiten, das Öffnen und Schließen von Türen an Inkubatoren, Kühlschränken oder Öfen; das Einstellen und Herausnehmen von Proben sowie das Öffnen, Befüllen und Schließen von Safe-Lock- und Bechergläsern oder das Verteilen und Streichen von Flüssigkeiten mit Spateln. Der CSDA10F eigne sich für standardisierte Testabläufe. Auch in der Verfahrensentwicklung, zum Beispiel zur Definition, Absicherung und Optimierung von Prozessschritten vor dem Upscaling des Durchsatzes einer automatisierten Produktion, ist der Dual-Arm-Roboter CSDA10F daher eine interessante Lösung. Zum Beispiel in der Biomedizinsynthese (Cancer Drug Development) und in der chemischen Analytik (Probenaufbereitung) ist er bereits erfolgreich im Praxiseinsatz.

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