Die Dotierung von Keramik für bessere medizinische Instrumente

Bisher waren Doppler-Sonden, die zur Untersuchung des Blutflusses genutzt wurden, invasiv. Somit wurde den Patienten ein beträchtliches Unbehagen zugemutet, und für die Sterilisierung und Hygienienekontrolle war eine außergewöhnlich hohe Sorgfalt erforderlich. Neue Entwicklungen im Bereich der keramischen Geräte bieten nun Möglichkeiten, einen besseren Aspekt der medizinischen Gesundheitsbehandlungen liefern können.

Im Rahmen des von der EU finanzierten PIRAMID-Porgramms sollten Geräte mit piezoelektrischem Effekt wie Mikromotoren, Aktoren, Sensoren und Messwandler entwickelt werden. Dies bezieht sich zwar nicht ausschließlich auf den medizinischen Sektor, dennoch lag eines der Projektergebnisse in der Entwicklung medizinischer Instrumente, die sich zur Messung des Blutflusses eignen.

Da es heutzutage modern ist, diese Geräte zur Messung des Blutflusses einzusetzen, mussten geeignete Materialien genutzt werden. Eine natürliche Wahl waren Keramikmaterialien, besonders da diese einen effektiven elektromechanischen Kopplungskoeffizienten des Hauptvibrationsmodus besitzen.

Somit wurden unter Nutzung von Zusätzen zur Bildung von PZT-, PNNZT- und PLZT-Demonstratoren, die im 16-MHz-Bereich mit einem Durchmesser von 1 und 2mm arbeiten, drei verschiedene Referenzgeräte entwickelt. Unter Laborbedingungen wurden diese Demonstratoren In-vivo- und In-vitro-Testdurchläufen unterzogen.

Während mit allen drei Varianten von 2-mm-Sonden gute bis hervorragende Ergebnisse erzielt wurden, stellte sich heraus, dass gute PLZT-Sonden von 1mm Durchmesser nur schwer gebaut werden können. Weitere Tests zeigten, dass dotierte PZT- und PNNZT-Sonden bei Temperaturen von 140 Grad Celsius ein gutes Verhalten aufwiesen, wohingegen PLZT-Sonden bei Temperaturen über 80 Grad allmählich zerstört werden.

In Bezug auf die Pflege stellte sich heraus, dass alle drei Arten von Sonden mit EO-Gas, Niedertemperaturplasma oder Formaldehyd wirksam sterilisiert werden können. Die Tatsache jedoch, dass die PLZT-Sonden bei Dampfsterilisierungsmethoden zerstört wurden, bedeutete, dass diese zur weiteren Anwendung ungeeignet sind.

Die gegenwärtig entwickelten PNNZT-Sonden sollen sich der Medizinbranche als preiswerte Einweg-Blutsonden präsentieren. Von daher sollten sie die Wettbewerbsgrundlage für medizinische Behandlungen und die entsprechende Industrie verbessern.