Von der Start-up-Idee zur Serienreife
SCHREINER PRINTRONICS
Von der Start-up-Idee zur Serienreife
Die hohe Technologie-Expertise des Competence Centers Schreiner PrinTronics hat entscheidend dazu beigetragen, dass die Schreiner Group Ende 2022 den Innovationspreis Bayern gewonnen hat. Den Profis in Sachen gedruckte Elektronik ist es in den vergangenen fünf Jahren eindrucksvoll gelungen, eine geniale Start-up-Idee bis zur Serienreife zu entwickeln.
Doch der Reihe nach: Vor acht Jahren ging das innovative Start-up-Unternehmen Coldplasmatech als Ausgründung aus dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e. V. hervor. „Angetrieben von unserer Leidenschaft, Betroffenen ein neues Lebensgefühl zu ermöglichen, haben wir damals eine neue, effektive Art der Wundtherapie erfunden und patentiert. Unsere Spezialisten entwickelten mit dem CPT®patch eine aktive Wundauflage, die Wunden wirksam therapiert“, erzählt Geschäftsführer Dr. Carsten Mahrenholz. Als erstes Unternehmen weltweit nutzt Coldplasmatech die patentierte „Active Glow Technologie®“.
Bei der Erfindung der Coldplasmatech GmbH handelt es sich um einen kleinen weißen Kasten, den „CPT®cube“. Über ein Kabel ist dieses Gerät mit dem „CPT®patch“ verbunden, welches auf die Wunde aufgelegt wird. Es ist eine sterile, aktive Wundauflage für den einmaligen Gebrauch. Gesucht haben Dr. Mahrenholz und sein Team damals nach einem zuverlässigen Partner für die Entwicklung des CPT®patch: von der Idee bis hin zu einem serienreifen Produkt. Gefunden haben sie die technologisch versierten Experten in unserem Competence Center Schreiner PrinTronics – die sich dieser Herausforderung mit Begeisterung gestellt haben.
Die Anforderungen an die Hightech-Wundauflage waren und sind hoch. Das beginnt schon bei der Materialauswahl: Diese muss an den medizinischen Verwendungszweck angepasst und dafür zugelassen sein. Die gedruckte Leiterbahnstruktur muss sehr flexibel sein und zugleich mehrere Kilovolt aushalten – ohne dabei einen Stromschlag zu verursachen. Aufgrund der hauchfeinen Strukturen muss eine hohe Präzision beim Drucken und Stanzen gewährleistet sein. Zudem galt es, die Kosten im Blick zu behalten. Denn Ziel der Entwicklung hin zur Serienreife war die Einführung in den Massenmarkt zur Heilung chronischer Wunden. Und das muss am Ende nicht nur technologisch, sondern auch preislich funktionieren.
Auch wenn es hauchdünn und flexibel ist: Das CPT®patch besteht aus vielen unterschiedlichen Schichten und ist hochkomplex.
Juliane Tripathi, Teamleiterin im Competence Center Schreiner PrinTronics, schildert die technisch komplexen Herausforderungen folgendermaßen: „Das CPT®patch ist sehr komplex im Aufbau. Es besteht aus vielen Schichten – Folien, Silberleitpasten, Schutzlack und Klebstoffe. Gleichzeitig waren wir bei der Auswahl der einsetzbaren Materialien durch die Anforderungen an Biokompatibilität in einem Medizinprodukt sehr limitiert.“ Hinzu kommt, dass strengste Anforderungen an die technische Sauberkeit gestellt wurden: „Schon kleinste Fussel und Partikel haben einen negativen Einfluss, sowohl im Prozess als auch auf die Funktionalität des fertigen Produkts“, erklärt Expertin Tripathi.
Ihr Team hatte damals erste Versuche im Bogendruck durchgeführt, um der Coldplasmatech GmbH dringend benötigte Prototypen für Studien und Zulassungen bereitzustellen. „Wir haben verschiedene Materialien ausgewählt, die beim Kunden getestet wurden. Uns ist es gelungen, in mehreren Iterationen die Anforderungen von Produkt und Prozess anzupassen, um so eine Serienproduktion zu ermöglichen. Dabei ging es vor allem um die Verbesserung der Anwendbarkeit, um Kosteneffizienz und um die Herstellbarkeit“, so Tripathi. Die Herausforderungen im Wandel von der Kleinstserie zur Serienfertigung sind dabei vor allem die Automatisierungsprozesse, das Balancieren von Qualität versus Durchsatz sowie die Prozessstabilität. „Wir sind sehr stolz, dass das Produkt jetzt komplett im Rolle-zu-Rolle-Prozess gefertigt wird und wir sogar so eine hohe Auszeichnung damit gewonnen haben“, freut sich Juliane Tripathi.
Was ist kaltes Plasma?
Wenn einem Gas zusätzlich Energie zugeführt wird, geht dieses in den „vierten“ Aggregatszustand über – nach fest, flüssig und gasförmig folgt Plasma. Die Sonnenoberfläche besteht beispielsweise aus dieser sehr heißen Materie. Neu ist die Technologie zur Erzeugung von kaltem, gasförmigem Plasma, das auch hautverträglich ist. Erst damit wurde die Anwendung auf lebenden Zellen möglich.
Durch das Plasma wird die Luft zwischen dem CPT®patch und der Wundoberfläche in einen energetisch aktiven Zustand überführt. Damit verbunden sind die Erzeugung von elektrischen Wechselfeldern, Licht im UV- und Infrarot-Bereich, die Bildung von Ionen sowie eine leichte Erhöhung der Temperatur. Die Kombination dieser physikalischen Wirkmechanismen führt zu einer antimikrobiellen Wirkung des physikalischen Plasmas und zu einer Förderung der Wundheilung.
Die Schreiner Group druckt die Silberelektroden auf einer durchschlagsfesten Folie. Dafür ist ein hochpräzises Kaschieren und Stanzen des Patches erforderlich sowie eine extrem hohe Passgenauigkeit, damit das Plasma in der Anwendung zünden kann.
