Új típusú fúrónyertes a „Nemzetközi Bionikus Díjat 2014”

Fúrás, mint a famecskék – a famecskék mintájára: Egy új típusú fúró segíti a sebészeket a csípőprotézisek beültetésében. (Forrás: Fraunhofer IPA)

Az erdei szúnyogoktól tanulva: Egy újfajta fúró segíthet a sebészeknek a csípőprotézisek beültetésében. Az International Bionic Award 2014-en a második díjat nyerte el.

Németországban évente körülbelül 200 000 beteg kap műanyag csípőízületet. A bonyolult műtét során az ortopédus egy nagy, téglalap keresztmetszetű lyukat fúr a combcsontba. Nagyon precízen kell dolgoznia, hogy a beültetés szilárdan illeszkedjen, és ne keletkezzenek üregek. Mert a cementtel történő hátüregesítés rövidítené a műtét tartósságát. Ennek ellenére a sebészek nagyrészt kézi eszközökkel, különböző reszelőkkel dolgoznak.

Az Oliver Schwarz biotechnológus által vezetett csapat a stuttgarti Fraunhofer Intézet gyártástechnológiai és automatizálási osztályán kifejlesztett egy pneumatikusan működő eszközt, amely jelentősen megkönnyítheti a munkát és növelheti a precizitást. Mivel a fúró a természetet mintául veszi, a tudós benyújtotta az „International Bionic Award”-ra, ahol a második díjat nyerte el. Ez a bionika díj, amelyet 2008-ban a VDI és a Schauenburg Alapítvány alapított, kétévente kerül kiírásra, és 10 000 euróval jár. Az idei díjátadót október 24-én tartották Bremenben.

Az újfajta fúró képes téglalap keresztmetszetű lyukakat fúrni, mivel egy különleges elven működik. Schwarz a méhészeti rovaroktól vett ihletet, és csapatával együtt alkalmazta az elvet a technikában. Sokféle fa- és fúrószúnyog akár 6 centiméter mély lyukakat fúr a fába, hogy tojásait lerakja. Mivel nem tudnak forgást végezni, a üregeket rendkívül ügyesen reszelik ki a törzsben. A lerakócsőr három különálló reszelőből áll, amelyek függetlenül mozognak. Egy irányvezető sín biztosítja, hogy a részek együtt maradjanak. A fúrás során a reszelő hármas váltakozó mozgásban mozog, és magától beleharap a fába. A technikusok a lengőütés elvéről beszélnek. Mialatt az egyik rész mozog, a másik a lyukban akaszkodik meg, így biztosítva a szükséges tartást. Így az állatnak nem kell a finom csőrét megnyomni, mint például egy fúrógépnél.

Még az űrben vagy víz alatt is használható

Ez a fúrási technika jelentős előnyöket kínál a hagyományos módszerhez képest, nemcsak a sebészek számára. Elsősorban nemcsak kerek lyukakat lehet vele készíteni. Mivel semmi nem forog, három- vagy többszögletű keresztmetszetű lyukakat is létre lehet hozni. Ez sokkal jobb tartást biztosít a dübelnek, mert nem fordulhat el. Emellett a lengőütéses fúró alig kell megnyomni. Még az űrben vagy víz alatt is használható lehet, ahol nehéz nagy ellenállást kifejteni. Első tesztek szerint különösen alkalmas porózus anyagokra, például csontokra. A csípőműtétekhez készült csontfúró körülbelül 1,5 kilogramm súlyú lesz, és kézben jól fogható. A tervezők szoros együttműködésben dolgoztak orvosokkal, hogy optimális kialakítást találjanak. A több részből álló reszelőfej könnyen cserélhető egy egyszerű kézmozdulattal, és másikra is cserélhető. Az eszköz sterilizálásához könnyen szétszedhető. Amint egy érdeklődő vállalat megtalálja, a stuttgarti csapat prototípust kíván készíteni. Nem orvosi célokra szánt fúrókat már egy neves vállalat számára fejlesztenek tovább.