Anwendungen

Sie sind besonders klein, sie sind besonders flach, sie sind aus Kunststoff. Und sie bieten für zahllose Anwendungen definierte Premiumqualität – von der Tiefsee bis ins All: unsere Mikropumpen.

Life Science

Diagnostik

In der medizinischen Diagnostik ist der Transport flüssiger Substanzen wie Blut, Urin, Speichel – zuzüglich der für den Test notwendigen Reagenzien – wichtig, um erste Schnelltests oder bereits vertiefende Untersuchungen in Krankenhäusern und Laboratorien durchzuführen.

Auch hier spielen unsere Mikropumpen dank der geringen Baugröße ihre Vorteile aus und beschleunigen Analysen mitunter extrem, liefern zugleich zuverlässige Ergebnisse und überzeugen durch kurze Durchlaufzeiten.

Das können lebenserhaltende Aspekte sein, wenn es darum geht, den Zustand eines Patienten schnellstmöglich zu beurteilen, um daraufhin diagnostische Entscheidungen treffen zu können.

Labor auf dem Chip

Lab-on-a-Chip bezeichnet ein System, das die Funktionalität eines makroskopischen Labors auf ein scheckkartengroßes Kunststoffsubstrat verdichtet.

Mit Hilfe mikrofluidischer Funktionselemente werden dort kleinste Proben gefördert, gemischt, gefiltert, getrennt, inkubiert und analysiert. So können mehrere Indikatoren gleichzeitig überprüft und direkt optisch ausgewertet werden.

Gemeinsam mit Partnern haben wir im Projekt Physiocheck eine mobile Analyseeinheit für Körperflüssigkeiten realisiert, in der auch die Mikropumpen zum Einsatz kommen. Und das alles in der Größe eines Objektträgers.

Sensor-Anströmung

Nicht nur die geringen Abmessungen erlauben es, unsere Mikropumpen als Einheit mit dem Sensor als integrierte Baugruppen zu betreiben. Unsere Pumpen verbrauchen darüber hinaus auch noch sehr wenig Strom und ermöglichen so den problemlosen Batteriebetrieb, um kleine, mobile Geräte betreiben zu können.

Je nach Kundenwunsch können wir die Elektronik dann entweder in die Systemelektronik integrieren oder in ein vergrößertes Pumpengehäuse einbauen.

Die Einsatzbereiche dieser „Versorgung“ des Sensors reichen dann von der Blutzuckermessung über die Blutdruckmessung, die Blutsauerstoffsättigung bis zur Überwachung und Kontrolle von Anästhesiegasen.

Gewebezucht

Beim Tissue Engineering geht es um die künstliche Herstellung von biologischen Geweben durch die gerichtete Kultivierung von Zellen. Ein faszinierendes Thema der Medizintechnik. Bereits heute lassen sich so Knorpel oder andere beschädigte Strukturen züchten.

Forscher gehen davon aus, dass zukünftig ganze Organe auf diesem Wege wachsen könnten. Unsere Mikropumpe kommt während des Heranwachsens der Zellen beispielsweise in Bioreaktoren zum Einsatz, um die wachsenden Gewebeteile mit Nährflüssigkeiten zu versorgen.

Benetzung von Netzhaut-Transplantaten: Netzhaut-Transplantate werden vom Spender zum Empfänger in speziellen Boxen transportiert. Während des Transportes müssen die Transplantate permanent befeuchtet werden. Auch hier kommt die Mikropumpe zum Einsatz.

Zellkultivierung

In der Biotechnologie ist das Anlegen von Zellkulturen ein wichtiges Element. Dies gilt für Bioreaktoren, die über Zellen biologische Substanzen erzeugen und auch für Zell-Systeme die z.B. als Testsystem für die Wirkung von Pharmaka genutzt werden.

Als Beispiel kann „Organ on Chip“ genannt werden: Die Kultivierung ganzer Zell-Linien soll vergleichbares Zellmaterial für Untersuchungen zur Verfügung stellen. Damit die Zellen ihre Aufgaben erfüllen, müssen sie in den Bioreaktoren entsprechend versorgt werden. Dazu gehören die passenden Temperatur- und Lichtverhältnisse, als auch die Nährstoffversorgung (z.B. Glukose) oder die Zugabe von Wachstumsförderern oder -inhibitoren.
Viele Aufgaben können durch automatische Pumpsysteme erfolgen, die einer rein manuellen Dosierung in Qualität und Komfort überlegen sind. Unsere Mikropumpen können aufgrund der kleinen Bauform, geringen Energieanforderungen und langen Lebensdauer sehr nah an den Reaktoren platziert werden. Auch die Platzierung im Inkubator ist damit leicht aufzubauen.

Identifikation von MRSA und COVID-19 Viren

MRSA (Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus) wird im Volksmund auch Krankenhauskeim genannt, weil er dort aufgrund der häufigen Verabreichung von Antibiotika besonders häufig auftritt.

Es gibt aber auch andere multiresistente Erreger die unsere Gesundheit bedrohen. Daher wird es immer wichtiger, resistente Krankenhauskeime schnell zu erkennen und zu bekämpfen.

Zu diesem Zweck haben wir gemeinsam mit GreinerBioOne ein Testportfolio entwickelt, das einen schnellen Nachweis aller relevanten Krankenhauskeime ermöglicht. Vertrieben wird das portable Gerät durch GenSpeed Biotech.

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Medical

Spray-Erzeugung

Dank der Kombination unserer Pumpen mit unterschiedlichen Sprühtechnologien können wir zahlreiche Flüssigkeiten zerstäuben – und das bis auf eine nahezu molekulare Größe.

Ursprünglich haben wir die hierfür notwendige Mikropumpe genutzt, um Wirkstoffe und Düfte zu zerstäuben. Das Wirkprinzip funktioniert aber natürlich auch in zahllosen anderen Bereichen. So lassen sich auf diesem Wege auch Medikamente zerstäuben. Die Anwendungsvielfalt ist sprichwörtlich grenzenlos.

 

Medikamentendosierung

Fluide Medikamente in einer definierten Zeit und Menge zu dosieren, ist entweder stationär verortet oder mit Hilfe transportabler Lösungen realisierbar.

Unsere Mikropumpen sorgen in Kombination mit einem Sensor auch in mobilen Infusionssets für eine präzise Dosierung, die über einen langen Zeitraum absolut verlässlich ist.

Dafür testen wir jede einzelne Pumpe im gesamten Herstellungsprozess und können damit das Qualitätsniveau unserer Produkte auf höchstem Niveau garantieren.

Unterdruck-Wundentherapie

Mittels der Mikropumpe wird ein kontrollierter, örtlich begrenzter Unterdruck in einer Wunde erzeugt und dadurch der Heilungsprozess in Wunden beschleunigt. Durch den Einsatz von Mikropumpen kann dieses Verfahren nunmehr auch mobil und nicht nur wie bisher überwiegend stationär eingesetzt werden.

Others

Duftstoff Dosierung

Lifestyle ist kein Trend, sondern ein allumfassendes Lebensgefühl. Dass die Welt um uns herum gut duftet, können wir nur bedingt beeinflussen, aber wir können Einfluss auf die olfaktorische Atmosphäre in den eigenen vier Wänden nehmen, im PKW, am Arbeitsplatz etc.Aber auch in öffentlichen Gebäuden und Räumen lassen sich Gerüche zwischen Neutralisation und Erfrischung anpassen.

Moderne Raumbeduftungssysteme können mit Mikropumpen einen definierten Duft über einen langen Zeitraum ausbringen ohne einzelne Duftnoten schneller zu verbrauchen als andere, weil die präzisen Flüssigkeitstransporte die korrekten Mischverhältnisse der Duftstoffe in jedem Augenblick garantieren. Auch deshalb bleibt die Duftnote im Verlaufe des Betriebes unverändert.

In allen Fällen können unsere mit einem Sensor ausgestatteten Mikropumpen die zu zerstäubenden Flüssigkeiten punktgenau dosieren, um damit das Umfeld nach Vorgaben mit einer ganz persönlichen Duftnote zu verwöhnen.

Robotik

Die Robotik zählt zu den wachstumsstärksten Technologiefeldern. Dazu haben Bereiche wie die Motorentechnik, Hydraulik und Pneumatik, verbesserte Bildverarbeitung und auch künstliche Intelligenz (KI) beigetragen. Robotische Systeme sind in den letzten Jahren immer leistungsfähiger und immer kleiner geworden.

Unsere Mikropumpe ermöglicht – durch das Fördern von Gasen oder Flüssigkeiten – signifikante Drücke aufbauen. Damit wird sie zu einem wichtigem Baustein dieser Entwicklung.
Vor allem im der Blick auf das Feld der Soft-Robotik (d.h. der Nutzung flexibler Materialien, die sich durch Druck von innen in ihrer Form verändern können) ist extrem spannend. Hier öffnet sich, mit der flachen Bauform und der kompakten Steuerung  unserer Pumpe, die Möglichkeit aktuatorische Funktionen in kleinen bis hin zu sehr kleinen Dimensionen zu realisieren.

Sensorik

Prozesse in der Industrie müssen immer sicherer und effizienter werden. Sensoren spielen dabei eine wichtige Rolle. Um stabile und eindeutige Messwerte zu erhalten, muss der Sensor zuverlässig mit dem Analysefluid versorgt werden. Eine technische Herausforderung, die unsere Mikropumpe problemlos sicherstellen kann.

So kann das System schneller auf Messwertschwankungen reagieren und/oder sich verändernde Konzentrationen ausgleichen, wie sie beispielsweise bei katalytischen Gassensoren auftreten können.

Da viele Sensoren hingegen bei einer passiven Anströmung nur unzureichend funktionieren, können unsere Mikropumpen hier neue Einsatzbereiche eröffnen und nicht nur bei der Detection mitunter sogar Leben retten. Ein Beispiel wäre die Wasserprobennahme. Die Wasserqualität sollte auf Legionellen, Blei, Schwermetalle, Arzneimittel oder Pestizide kontrolliert werden. Sollten bestimmte Stoffe dem Wasser zugefügt werden, kann dies mit einer zweiten Pumpe erfolgen.

Mikrodosierung

Nicht nur in immer kleineren Kaffeevollautomaten könnte die Mikrodosierung von ergänzenden Aromen mit Unterstützung unserer Mikropumpen erstklassige Kaffeespezialitäten formen.

Vanille, Karamell, Amarena … es ist wie immer:

Die Dosis entscheidet über die Güte.

Also müssen die Geschmacksbeigaben auf den Punkt eingebracht werden, damit aus einem erstklassigen Kaffee eine herausragende Spezialität wird.

Made with Bartels.

Raumfahrt

Raumfahrtmissionen sind extrem kostspielige Hightech-Projekte, bei denen die Technik eine maximale Zuverlässigkeit gewährleisten muss. Fällt ein Bauteil im All aus, sind zig Millionen verloren, mitunter geht es in die Milliarden.

Auch aus diesem Grund hat die studentische Kleinsatellitengruppe der Universität Stuttgart e.V. (KSat) bei einem Praxisprojekt mit einer wartungsfreundlichen Bartels-Pumpe gearbeitet, die ohne mechanische Teile auskommt: der mp6.

Diese Mikropumpe macht sich nun auf den Weg zur ISS und wird dort eine ferrofluidische Flüssigkeit fördern, um ein NASA-Experiment für einen alternativen Raketenantrieb in der Schwerelosigkeit zu testen.

Bartels goes Orbit.

Vernebelung

Die Erzeugung eines Sprays spielt bei vielen Anwendungen eine große Rolle. Dies kann die Inhalation von Medikamenten, das Versprühen von Desinfektionslösung oder das Auftragen von Parfüm auf der Haut sein. Wir haben dazu Erfahrungen auf welche Weise ein solches Spray erzeugt werden kann – Kollision von Flüssigkeitsstrahlen, vibrierenden Piezos, oder Elektro-Vernebelung sein. Zudem haben wir Erfahrung mittels unserer Mikropumpen Komponenten und Verfahren den Sprühsystemen die notwendigen Flüssigkeiten kontrolliert zuzuführen. Dies hat gegenüber vielen konventionellen Methoden der Flüssigkeitszufuhr den Vorteil der Mengenregelung und der geometrischen Flexibilität.

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Lab-on-a-Chip bezeichnet ein System, das die Funktionalität eines makroskopischen Labors auf ein scheckkartengroßes Kunststoffsubstrat verdichtet.

Mit Hilfe mikrofluidischer Funktionselemente werden dort kleinste Proben gefördert, gemischt, gefiltert, getrennt, inkubiert und analysiert. So können mehrere Indikatoren gleichzeitig überprüft und direkt optisch ausgewertet werden.

Gemeinsam mit Partnern haben wir im Projekt Physiocheck eine mobile Analyseeinheit für Körperflüssigkeiten realisiert, in der auch die Mikropumpen zum Einsatz kommen. Und das alles in der Größe eines Objektträgers.