Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verarbeitung feiner Garne am Beispiel eines textilen Stentgrafts für "ultra-low Profile" Kathetersysteme - "LowProTex"

Die minimalinvasive Therapie von Aneurysmen der Bauchaorta (Endo-vaskuläre Aortenreparatur “EVAR“) mit Stentgraftsystemen ist heute ein klinisch etabliertes Therapieverfahren. Dabei wird das Implantat im gefalteten Zustand über einen Katheter bis zum Aneurysma vorgeschoben. Anschließend wird der Stentgraft entfaltet. Maßgeblich für den Therapieerfolg ist ein geringer Durchmesser des Kathetersystems. Die Größe des Katheters wird durch die Profilstärke des gefalteten textilen Implantats begrenzt. Von Seiten der Implantathersteller steigt die Nachfrage nach feineren Garnen zur Nutzung kleiner (ultra-low profile) Kathetersysteme. Erste feine Medical Grade Garne sind kommerziell erhältlich. Aufgrund der hohen Kettfadendichte und den damit verbundenen Problemen während der Fachbildung ist eine erfolgreiche Verarbeitung dieser im Webprozess nicht möglich.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verarbeitung feiner Garne (10 – 30 dtex) im Webprozess am Beispiel eines Stentgrafts (Außen-Ø 30 mm, Wandstärke < 60 μm) für „ultra-low profile“ Kathetersysteme (12 F). Somit kann die endovaskuläre Aortenreparatur (EVAR) inklusive der damit verbundenen Vorteile gegenüber der offenen Chirurgie durch die Verwendung kleinerer Systemprofile einem größeren Patientenkreis von bis zu 15 % zugänglich gemacht werden. Dazu wird die Verarbeitbarkeit feiner Garne im Webprozess systematisch untersucht und durch Schaftmodifikationen hinsichtlich einer variablen Kettdichtensteuerung während der Fachbildung und des Schussanschlags unter medizinkonformen Bedingungen ermöglicht.

Mit dem Vorhaben sollen klein- und mittelständische Textilfirmen, Maschinenbauer und Medizintechnikunternehmen in die Lage versetzt werden, innovative Produkte anzubieten, welche mit einem sehr geringen, jedoch für die Anwendung genügenden Gewebeanteil im Kathetersystem auskommen sollen. Dies kann letztlich dazu führen, dass die Innovationskraft von KMU im Vergleich zu global agierenden Medizintechnikunternehmen auf diesem Gebiet nachhaltig erhöht wird.

Das Verweben extrem feiner Garne ist eine grundsätzliche Herausforderung; wenn es gelingt, ist es für Stentgrafts eine bedeutende Innovation.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des Projektes war die Verarbeitung feiner Garne (10 - 30 dtex) im Webprozess am Beispiel eines ultra-low-profile Stentgrafts Hierzu wurden basierend auf einer Anforderungsanalyse für kleinprofilige Stentgrafts geeignete Garne identifiziert und beschafft. In Referenzwebversuchen der Garne mit den geforderten Fadendichten wurden Defizite des konventionellen Schlauchwebprozesses analysiert. Anschließend wurde ein Anforderungsprofil für die Modifikation des Schlauchwebprozesses erstellt, woraufhin in Anlehnung an die VDI 2221 eine geeignete Modifikation insbesondere zur Reduzierung der Garnreibung entwickelt wurde. Die generelle Verarbeitbarkeit der feinen Garne zu hochdichten, tubulären Gewebestrukturen konnte durch den modifizierten Schlauchwebprozess gezeigt werden. Im Rahmen einer statistischen Versuchsplanung wurden die Wirkzusammenhänge der Herstellparameter (Material, Fadendichte, Thermofixierung) auf die dünnwandigen Schlauchgewebe untersucht, indem sie in Anlehnung an die ISO 7198 auf die charakteristischen Eigenschaften tubulärer, vaskulärer Implantate geprüft wurden. Durch einen Vergleich der Ergebnisse mit den anfangs ermittelten Anforderungen für kleinprofilige Stentgrafts konnte die Eignung der feinen Schlauchgewebe als dünnwandiges Graftmaterial gezeigt werden. Eine Reduzierung der Gewebewanddicke um bis zu 24 % (mit 25 dtex UHMWPE) und um bis zu 55 % (mit 20 dtex PET) gegenüber dem Graftmaterial kommerzieller Stentgrafts konnte bei gleichzeitiger Erfüllung der geforderten Wasserpermeabilität (< 350 ml∙cm-2∙min-1) erzielt werden.

Die Projektergebnisse können maßgeblich zur Entwicklung kleinprofiliger Stentgraftsysteme eingesetzt werden. Darüber hinaus ist die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere aufstrebende Katheteranwendungen (z.B. Transkatheterherzklappen) bestens gegeben. Die Erkenntnisse hinsichtlich einer reibarmen Fadenführung feiner Multifilamentgarne sind darüber hinaus auf andere Textiltechnologien (Wirken, Flechten) übertragbar.