Fotochemisches Ätzen
Titan-Elemente für Cochlea-Implantate
Precision Micro fertigt filigrane Kontaktelemente von Hörimplantaten
Titan ist durch seine besonderen Materialeigenschaften prädestiniert für den Einsatz im medizinischen Bereich. Bekannt ist seine Verwendung bei orthopädischen Ersatzsystemen für Hüft-, Schulter- oder Kniegelenke. Aber auch für filigrane medizintechnische Produkte ist das Metall bestens geeignet. Dabei gilt: Die Produktion von Bauteilen für die Medizintechnik ist anspruchsvoll. Äußerste Reinheit und Präzision sind ein Muss. Dazu müssen elektronische Komponenten eine Betriebs- und Ausfallsicherheit garantieren. Gleichzeitig sollen die Bauelemente immer kleiner, leichter und trotzdem leistungsfähiger werden.
Das fotochemische Ätzen hat sich hier als präzises Bearbeitungsverfahren für die Herstellung komplexer, filigraner Metallbauteileteile bewährt. Ausgewählte Metallbereiche werden exakt mithilfe einer Fotoschablone beseitigt, ohne die Eigenschaften des Materials zu beeinträchtigen. Es ist keinerlei mechanischen oder thermischen Belastungen ausgesetzt – ein klarer Vorteil gegenüber traditionellen Methoden wie Stanzen, Fräsen oder Laser- und Wasserstrahlschneiden. Die geätzten Komponenten sind absolut grat- und spannungsfrei. Das ist besonders wichtig bei Bauteilen, die mit Körpergewebe in Berührung kommen, denn diese dürfen keinesfalls scharfkantig sein.
Titan-Kontaktelemente für Cochlea-Implantate
Das fotochemische Ätzverfahren eignet sich für die Fertigung verschiedenster elektronischer Kleinstteile für medizinische Anwendungen. Dazu gehören beispielsweise sehr flache Stromabnehmergitter in Lithium-Akkus von implantierbaren Defibrillatoren, deren kleinteilige, feine Strukturen grat- und spannungsfrei geätzt werden.
Ebenso profitieren implantierbare Komponenten mit direktem Kontakt zu Körpergewebe von dem Verfahren, zum Beispiel die sehr dünnen Kontaktelemente von Cochlea-Implantaten. Als Material für die Kontaktelemente wird Titan verwendet, da es sich durch seine implantatverträglichen Eigenschaften empfiehlt. Das Kontaktelement fungiert im Ohr als Mittler, um Frequenzen einerseits in Richtung Hörschnecke zu übermitteln und andererseits, um die dort ankommenden Frequenzen in das Hörgerät zu übernehmen. Die Kontaktelemente werden aus dünnen Titanfolien gefertigt, die nur eine Materialstärke von 10 µm aufweisen.
Bei den Hörimplantaten ist es besonders wichtig, die vom Kunden festgelegten Toleranzen hundertprozentig einzuhalten. Abweichungen und auch unterschiedliche Dicken der Titanfolien haben entscheidenden Einfluss auf die Akustik des späteren Hörimplantats. Die Frequenzbereiche, die die betreffende Person hört, hängen direkt von der Dicke und Güte der Titan-Kontaktelemente ab.
Das Handling des sehr dünnen Materials stellt eine besondere Herausforderung dar. Die Folien müssen der Maschine so zugeführt und entnommen werden, dass nichts zerstört wird. Das beginnt schon beim dreistufigen Reinigungsprozess, der allen im Unternehmen produzierten Titanteilen – ob in der Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilbranche – vorgelagert ist. Titan ist in seiner Ursprungsform ein sehr schmutziges Metall, das zunächst von organischen und anorganischen Rückständen befreit werden muss. Medizinische Reinheitsanforderungen machen das Ganze in diesem Fall noch sensibler. Um auch die dünnen Folien vollständig zu reinigen, werden sie auf einen Träger aufgelegt und durch die entsprechende Maschine geschleust. Ein wichtiger Aspekt ist, dass dieser Reinigungsvorgang auch bei sehr dünnem Material ein Standardprozess auf der normalen Maschine ist.
Verpackt werden die Kontaktelemente für Hörimplantate schließlich in reinraumgerechte Trails, die der Kunde zur Verfügung gestellt. Der Vorgang erfolgt in Handarbeit, da die Teile mit einer Pinzette einzeln aus ihrem Nutzen herausgetrennt und anschließend direkt ins Gefache gelegt werden müssen.
Der Autor
Markus Rettig ist Sales Manager Deutschland bei Precision Micro
Mehr Informationen zu der Anwendungsexpertise von Precision Micro in der Medizintechnik finden Sie hier
Anmerkung
Dieser Artikel erschien in ähnlicher Form in der medical design 5/2020 vom 9. September 2020. Hier geht’s zum kostenfreien ePaper.
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