Gehäuse & Schränke, Wärmemanagement PTC-Heizelement verhilft Medikamenten zur optimalen Wirksamkeit

Autor / Redakteur: Ludwig Stöffler* / Ute Drescher

Die besonderen Anforderungen an die Heiztechnik in der Medizin sind enge Temperaturtoleranzen und Hygiene. So erfordert beispielsweise bei Inhalationen die Lufterwärmung eine große Temperaturgenauigkeit und Zuverlässigkeit. Darüber hinaus gilt es, die hohen Hygienerichtlinien einzuhalten.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Heizungen übernehmen in der Medizintechnik häufig die Aufgabe, Stoffe auf Körpertemperatur zu erwärmen. Zwei wichtige technische Voraussetzungen müssen dabei erfüllt sein: Erstens sind verhältnismäßig enge Temperaturtoleranzen einzuhalten. Zweitens dürfen von den Heizelementen keine Verunreinigungen ausgehen. Ein direkter Kontakt zwischen den Heizelementen und den Stoffen, die den Patienten unmittelbar berühren, muss deshalb ausgeschlossen sein. Um dies zu gewährleisten, sind die Heizelemente fast immer gekapselt oder auf der Außenseite von Rohren und Behältern angebracht.

Das medizintechnische Umfeld – geht es doch um das körperliche Wohl und die Gesundheit von Menschen – erfordert also anspruchsvolle, beratungsintensive Lösungen. Demgemäß agiert die Eichenauer Heizelemente GmbH in der Regel als Partner und Systemanbieter. Das bedeutet, dass der Hersteller neben den Heizelementen auch die entsprechenden Regelungen liefert.

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Entwicklung und Produktion für den Medizinbereich erfolgen ausschließlich am Hauptsitz des Unternehmens in Hatzenbühl. Zu den Produkten gehören unter anderem Rohr- und Ringheizkörper sowie PTC (Positive Temperature Coefficient)-Heizelemente. Die Anwendungsgebiete sind vor allem Desinfektion/Sterilisation, Atemlufterwärmung und Beheizung von Narkosegasen. Großflächige Silikonheizkörper, die beispielsweise bei der Temprierung von Babybetten zur Anwendung kommen, sind ein weiterer Heizkörpertyp.

PTC-Heizung erwärmt Aerosol

Bestes Beispiel für eine gemeinsam mit einem Medizintechnikunternehmen umgesetzte Lösung ist die PTC-Heizung für PARI THERM, eine Aerosolerwärmungseinheit für Inhalationsgeräte. Von PARI in Starnberg gefertigt, bestehen sie unter anderem aus einem Vernebler mit seitlich angebrachtem Mundstück. Der PARI THERM selbst ist eine Aufrüstung, die als Wärmetauscher in den PARI LL Vernebler eingesetzt wird. Beim Durchströmen nimmt das Aerosol die Wärme des Heizrohrs auf und erhitzt sich auf Körpertemperatur. Bei der Inhalation wird die Medikamentenaufnahme aufgrund der Erwärmung des Aerosols erheblich erleichtert.

Dieses Vorgehen empfiehlt sich besonders bei Patienten mit bronchialer Überempfindlichkeit. Das Medikament bleibt dabei unbeschadet und es lassen sich alle zur Inhalation zugelassenen Medikamente einsetzen. Die Erwärmung führt zu deutlich kürzeren Inhalationszeiten. Außerdem kommt es zu einer erhöhten Aerosolproduktion, die um etwa 50 Prozent höher liegt als beim gleichen Vernebler ohne PARI THERM.

Das PARI THERM-Heizrohr ist eine Entwicklung von Eichenauer, exakt auf die funktionalen Anforderungen abgestimmt. Es wurde als aufwändiges Dreh-Frästeil mit sternförmigem Querschnitt konzipiert. Um die Oberfläche und damit die Wärmeübertragung an das entlangströmende Aerosol zu vergrößern, ist es mit zwölf in Längsrichtung verlaufenden Stegen ausgestattet. Als Werkstoff kommt Aluminium mit einer teflonisierten Oberfläche zum Einsatz.

Die Oberflächentemperatur fällt nach außen hin ab

Im Inneren des Heizrohrs befindet sich das PTC-Heizelement. Seine Oberflächentemperatur wurde entsprechend den Erfordernissen ausgelegt und fällt nach außen hin ab, so dass sich das Aerosol exakt auf Körpertemperatur erwärmt. Für eine möglichst gute Wärmeleitung sind einerseits PTC und Heizrohr, andererseits Heiz- und Kaminrohr fest miteinander verpresst. Infolgedessen bilden alle Teile eine kompakte Einheit.

Bezüglich Hygiene, beispielsweise Desinfektion in kochendem Wasser oder Sterilisation durch Autoklavieren bei 121 Grad Celsius, gab es genaue Vorgaben von PARI. Die Kaminrohreinheit, insbesondere die elektrischen Verbindungsstellen am Heizrohr, hatten so konstruiert zu sein, dass eine sichere Reinigung ohne Funktionsbeeinträchtigung gewährleistet ist. Ebenso mussten Kurzschlüsse und Korrosionsbildung ausgeschlossen sein. Eichenauer hat deshalb die Lötstellen weit ins Innere verlegt und abgedichtet.

Als Anschlüsse sind zwei vergoldete Stifte nach außen geführt. Auf diese ist ein spezielles Anschlussteil mit dem Verbindungskabel zum Netzteil gesteckt. Zur Reinigung brauchen Anwender nur das Anschlusskabel zu lösen, die Einheit mit dem Wärmetauscher lässt sich dann problemlos entnehmen. Pro Jahr fertigt Eichenauer einige Tausend solcher Heizeinsätze für den PARI THERM. Die heutige Ausführung ist eine stetig verbesserte Variante des bereits seit 15 Jahren hergestellten Produkts.

*Ludwig Stöffler ist Project Manager R&D bei der Eichenauer Heizelemente, Hatzenbühl.

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