MEDIZINTECHNIK: Viele Motörchen für den Körper – auch aus Sachseln

Mikromotoren liegen im Trend. Die kleinen Helfer ersetzen immer öfter ausgefallene Muskeln oder Organe im menschlichen Körper. Ein Markt mit Zukunft.

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Immer häufiger finden sich in modernen Prothesen kleinste Motoren, die Bewegungsabläufe präzise steuern können. (Bild: pd)

Immer häufiger finden sich in modernen Prothesen kleinste Motoren, die Bewegungsabläufe präzise steuern können. (Bild: pd)

Bernard Marks

Wer seine Hand durch einen Unfall verliert, hat im Alltag zu kämpfen. Selbst einfache Handgriffe sind dann plötzlich unmöglich. Wo der verletzte Körper an seine Grenzen stösst, hilft die Medizintechnik weiter. Die Hightech-Prothese «Michelangelo» beispielsweise, entwickelt von der deutschen Ottobock AG, kann sieben Greifbewegungen durchführen (siehe Grafik). Das Spezielle: Der Nutzer steuert die Bewegungen durch Kontraktion seiner Stumpfmuskulatur. Zuvor Unmögliches ist somit plötzlich wieder möglich: die Zeitung lesen, ein Ei halten oder einfach nur eine Banane schälen. Die Kleinstmotoren, die die Bewegungen der künstlichen Hand steuern, stammen von der Firma Maxon Motor AG aus Sachseln.

Firmen investieren viel Geld

Sie sind nur wenige Millimeter gross und regelrechte Kraftpakete. Mikromotoren kommen bereits in vielen Bereichen des täglichen Lebens zum Einsatz. Sie arbeiten versteckt in Autos, E-Bikes, Haushaltgeräten oder im Flugzeug. Auch in der Raumfahrt sind Mikromotoren kaum noch wegzudenken. In jüngster Zeit hat sich zudem ein Forschungsbereich in der Medizintechnik eröffnet, der bisher ungeahnte Möglichkeiten bietet. «Kleinstmotoren unterstützen oder ersetzen immer häufiger lebenswichtige Funktionen im menschlichen Körper», sagt Franziska Meinecke. Die promovierte Ingenieurin leitet seit Mai 2015 den Studiengang für Medizintechnik an der Hochschule Luzern. «Die Anwendungsgebiete, die sich heute erschliessen, sind so zahlreich, dass Firmen viel Geld in die Forschung investieren», so Meinecke.

Sensoren übertragen Impulse

Kleinstmotoren treiben zum Beispiel Insulinpumpen an, die in den Körper implantiert werden können. Eine mehrfach tägliche Kontrolle der Zuckerwerte im Blut erübrigt sich für den Träger. «Für den Patienten eine erhebliche Steigerung der Lebensqualität», sagt Meinecke. Mikro­motoren treiben künstliche Gelenke an, die mit Hilfe von Gedanken bewegt werden können. Sensoren senden den Gedankenimpuls an den Motor, der schliesslich die gewünschte Bewegung ausführt. Die Entwicklung geht so weit, dass sogar Augenimplantate durch einen Gedankenimpulse in die gewünschte Blickrichtung gesteuert werden können. «Die Möglichkeiten sind fast unbegrenzt», sagt Meinecke. Forscher entwickeln derzeit ein Implantat, welches den Augendruck misst und steuert. Auch könnten kleinste Motoren ein Mittel gegen Kreislaufkrankheiten sein. Mikromotoren sollen schon bald in der Lage sein, verkalkte Arterien von innen zu reinigen. Wie ein Bohrer fräsen sie sich durch die Arteriosklerose. Und die Motoren werden immer kleiner: Forscher der University of California haben winzige Motoren erfunden, die, durch Magensäure angetrieben, in der Lage sind, Medikamente und Nanopartikel zielgerichtet zur Magenwand zu transportieren und dort freizusetzen. Die Mikromotoren sind etwa so gross wie ein Fünftel der Dicke eines menschlichen Haares.

Umkämpfter Markt

Der Markt für Kleinmotoren, die im menschlichen Körper zum Einsatz kommen, ist umkämpft. Einer der führenden Hersteller für Mikromotoren ist die Firma Johnson Electric mit Hauptsitz in Hongkong. Der weltweit agierende Konzern beschäftigt 42 000 Mitarbeiter. Marktführer für hochpräzise Kleinstmotoren in der Medizintechnik ist aber die Firma Maxon Motor in Sachseln. Rund 48 Prozent des Umsatzes erwirtschaftet Maxon im Bereich Medizintechnik. 10 Prozent des Umsatzes erzielt Maxon bereits mit kleinen Motoren unter 10 Millimeter. 5 Millionen Kleinmotoren produziert die Firma aus Obwalden pro Jahr. Der kleinste Motor ist lediglich 4 Millimeter gross und stellt seinen Betrieb erst nach bis zu 30 000 Betriebsstunden ein. Dabei arbeitet der Hochleistungsmotor mit 40 000 Umdrehungen pro Minute. «Wir sehen in diesem Bereich grosses Potenzial», sagt der CEO von Maxon Motor, Eugen Elmiger.

Hohe Kosten, aber ...

Ein wesentlicher Nachteil der Minimotoren dürfte aber ihr Preis sein. Denn im menschlichen Körper sind die Anforderungen an die Langlebigkeit der Minimotoren hoch. Entsprechend hochwertige Materialien werden verwendet. «Eine Arterienpumpe von Maxon besteht aus biokompatiblen Werkstoffen», sagt Elmiger. Meinecke sieht den Konflikt. «Die Forschung und Entwicklung in der Medizintechnik bringt oft hohe Kosten mit sich. Aber die Motoren bringen auch viele sekundäre Vorteile», sagt sie. Viele Menschen könnten wieder ihren Alltag leben und benötigten keine Pflege. «Auch ein Einstieg in den Beruf wird in manchen Fällen wieder möglich», so Meinecke.

Hier sind Mikro-Motörchen am Werk (im Uhrzeigersinn): Handporothese «Michelangelo», in den Magen implantierte Insulinpumpe, implantierte Arterienpumpe, Augenlenk-Motor. (Bild: pd)

Hier sind Mikro-Motörchen am Werk (im Uhrzeigersinn): Handporothese «Michelangelo», in den Magen implantierte Insulinpumpe, implantierte Arterienpumpe, Augenlenk-Motor. (Bild: pd)