Abschlussarbeit

Potentialanalyse automatisierter Fertigungsprozesse in der Implantatproduktion

Steckbrief

Eckdaten

Lehrstuhl:
Lehrstuhl für Innovation, Strategie und Organisation
Niveau:
Master

Betreuer

Nach Angaben des Robert Koch Instituts erkrankten 2010 alleine in Deutschland insgesamt 480.300 Menschen an Krebs. Lungenkrebs steht dabei an dritter Stelle direkt hinter Brust-/Prostatakrebs und Darmkrebs. Somit zählt Lungenkrebs zu den Krebsarten mit der dritthöchsten Erkrankungswahrscheinlichkeit. Für Lungenkrebspatienten ist das Setzen eines sogenannten Luftröhrenstents meist zwingend notwendig, um die Lebensqualität des Patienten zu erhalten. Stents sind Stützstrukturen, die verengte Körperlumen offen halten. Aufgrund seiner häufigen Anwendung in der Lunge, aber auch in Blutgefäßen oder in den Harnwegen, ist der Stent das umsatzstärkste Medizinimplantat weltweit. Dieser Markt liegt im Jahr 2014 bei etwa EUR 7,4 Mrd. und wird bis 2020 auf EUR 8,5 Mrd. geschätzt. Luftröhrenstents werden im Spritzguss-, mittels Laserschneidverfahren oder durch textile Fertigungsverfahren hergestellt. Vorteile der textilbasierten Lösungen sind die vielseitigen Gestaltungsmöglichkeit bei der Entwicklung patientenindividualisierter Stentgeometrien sowie der geringe Materialverlust (ca. 1-2 %) bei der Stentherstellung. Das dominierende textile Fertigungsverfahren ist das Flechten. Aufgrund der herstellungsbedingten offenen Enden haben automatisiert geflochtene Stents verschiedene Defizite. Ein großes Risiko stellt dabei die geringe Radialkraft dar, die zu einem Verrutschen (Migration) des Stents führt. Manuell geflochtene Stents besitzen hingegen geschlossene Enden und eine hohe radiale Stützkraft, sind jedoch kostenintensiv und schwer standardisierbar in der Fertigung.
Technisches Forschungsziel ist die Automatisierung des manuellen Herstellungsverfahrens für Einfadenstents. Hierbei stehen ein innovativer sowie ein konservativer Lösungsansatz zur Auswahl. Nach Inbetriebnahme der jeweiligen Flechtprozesse werden die Stents hergestellt und die Prozesse anhand der Produkte validiert.
Deine Aufgabe ist die Durchführung einer Marktpotentialanalyse, mit dem Ziel, die Kostenstruktur in aktuellen Herstellungsprozessen drahtbasierter Stentimplantate abzubilden, Potentiale in der Fertigung aufzuzeigen und Anforderungen an den neuartigen automatisierten Prozess abzuleiten. Relevante Prozessschritte hierbei sind die Arbeitsvorbereitung, der Flechtprozess, die (thermische) Nachbehandlung sowie die Qualitätssicherung (Medizinprodukt Risikoklasse III). Aufgrund des hohen Anteils manueller Arbeitsschritte soll insbesondere untersucht werden inwiefern die Produktion an Niedriglohn-Standorten eine gewinnbringende Fertigung unter Einhaltung der Qualitätsstandards ermöglicht. Anschließend führst du eine Analyse durch, welche Kosteneinsparungspotenziale durch die beiden neuen automatisierten Fertigungsprozesse entstehen und welcher Prozess (konservativ vs. innovativ) aus wirtschaftlicher Sicht auszuwählen ist.

Methoden / Vorgehen:
• Experteninterviews: Abbildung des aktuellen industriellen Standards durch Firmenbesuche / Skype-Interviews relevanter Unternehmen (KMU bis global Player)
• Marktanalyse zur Abbildung des aktuellen Implantatmarktes (Produkte, Standorte, global Player und KMU-Relevanz)
• Iterativer Austausch mit der technischen Maschinen- und Prozessentwicklung (VDI2221) durch das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA)

Keywords: Medizinische Textilien, Stent Implantate, Marktpotentialanalyse