FALLSTUDIE
Dank additiver Fertigung wird MMI vom Start-up zum erfolgreichen Hersteller von mikrochirurgischen Instrumenten
Wenn Sie bisher noch nichts von MMI gehört haben, werden Sie es wahrscheinlich bald tun. Das italienische Unternehmen hat die weltweit kleinsten Mikroinstrumente für Handgelenke sowie eine Robotertechnologie zur Reduzierung des Zitterns und zur Bewegungsskalierung für komplexe mikrochirurgische Eingriffe entwickelt und setzt damit neue Maßstäbe für die chirurgische Leistung und die Patientenversorgung.
Herausforderung
Umwandlung von Prototypen in marktreife Lösungen
Lösung
Einsatz des 3D-Drucks für schnellere Design-Iterationen und zuverlässige Teile für den Endgebrauch
Ergebnis
Schnellere Markteinführung und marktreife Produkte
Noch beeindruckender ist, dass das erst 2015 gegründete Unternehmen bereits Ende 2019 die CE-Kennzeichnung für sein chirurgisches System Symani mit der bahnbrechenden NanoWrist-Technologie in Europa erhalten hat. Seitdem wurden die NanoWrist-Instrumente von MMI bereits erfolgreich bei Patienten in Italien eingesetzt. Das Unternehmen ist nun bereit für die Kommerzialisierung in ganz Europa und plant, die FDA-Zulassung anzustreben und in die Vereinigten Staaten zu expandieren.
Das richtige Team, die richtige Finanzierung und das richtige technische Knowhow waren entscheidend für die rasche Entwicklung von MMI von einem Start-up zu einer Erfolgsgeschichte im Bereich der Mikrochirurgie. Aber es gibt noch einen weiteren wichtigen Faktor, der die Entwicklung beschleunigt hat.
„Ohne den Einsatz der additiven Fertigung wären wir nicht da, wo wir heute stehen“, erklärt Massimiliano Simi, Gründer und Vice President für Forschung und Entwicklung bei MMI.
Umsetzung einer F&E-Idee in eine marktreife Lösung
Der Durchbruch von MMI kam 2017, als das Unternehmen nach anderthalb Jahren technischer Entwicklung seinen ersten Meilenstein ankündigte — das kleinste Roboterhandgelenk der Welt mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Spitzenbreite von nur 150 Mikrometern. Da MMI Mikrochirurgen die Geschicklichkeit und Präzision bietet, um komplexe und äußerst heikle rekonstruktive Eingriffe in der kleinen Anatomie durchzuführen, dauerte es nicht lange, bis das Unternehmen Investitionen anlockte. Es war an der Zeit, vom F&E-Prototyping zur Feinabstimmung für die kommerziell nutzbare Produktion überzugehen.
Mit AM kann MMI interne Kanäle einbinden und mehrere Komponenten in eine einzige integrieren, um die Leistung zu verbessern.
„Die Zusammenarbeit mit Materialise zur Nutzung der Vorteile der additiven Fertigung (AM) hat es uns ermöglicht, Design-Iterationen bei einer Reihe von Komponenten, die für die Entwicklung unseres mikrochirurgischen Systems entscheidend sind, wirklich zu beschleunigen. So konnten wir in einem viel kürzeren Zeitrahmen von der Prototypentwicklung zum Produkt übergehen, als es mit herkömmlichen Methoden möglich gewesen wäre“, sagte Simi. „Für ein Projekt wie unseres ist das enorm wichtig, denn wir benötigen diese Anpassungsfähigkeit, um uns weiterzuentwickeln. Bei der Mikroinstrumentierung kann eine Einstellung von nur einem 100stel Millimeter einen erheblichen Einfluss auf die Leistung haben. Während der Wechsel der Gussformen für jede neue Iteration unglaublich kostspielig wäre, ermöglicht uns der 3D-Druck, bei unseren Design-Iterationen sehr flexibel zu sein.“
Heute nutzt MMI die AM-Fertigung in großem Umfang zur Herstellung von fertigen Bauteilen für seine chirurgischen Kits, insbesondere von Einwegteilen für Instrumente. Neben der Möglichkeit der Fertigung nach Bedarf schätzt das innovationsfreudige Produktteam von MMI auch die Eignung des 3D-Drucks für komplexe Konstruktionen. Die mit AM-Fertigung produzierten Teile werden mit Blick auf die Technologie entworfen, wobei Innenkanäle einbezogen und mehrere Komponenten in eine einzige integriert werden, um die Leistung zu verbessern.
„Unser Augenmerk galt nicht nur der Verbesserung der Funktionalität, sondern auch der Benutzerfreundlichkeit. Design kann der Schlüssel zur Minimierung von Bedienerfehlern sein“, erklärt Simi.
AM-Fertigung für sterile Einweginstrumente
Die AM-Fertigung war nicht nur eine Initialzündung für die Forschung und Entwicklung, sondern hat MMI auch eine zeitkritische Antwort auf eine Herausforderung im Bereich der Endprodukte gegeben.
Giancarlo Testaverde, Vice President of Operations bei MMI, kommentierte: „Unsere Lösung erfordert sterile Einweginstrumente für jeden Fall. Auf dem Weg zur Marktreife mussten wir genügend Komponenten produzieren, um unsere Lösung und unser Verfahren zu validieren. Für die Optimierung der Leistung ist außerdem eine sehr spezielle Form erforderlich, deren Toleranzen sich nur schwer durch Gießen herstellen lassen – was bei den Mengen, über die wir hier sprechen, sicherlich nicht wirtschaftlich ist.
„Die Stabilität, Leistung und Biokompatibilität der Materialien und das qualifizierte 3D-Druckverfahren ermöglichen es uns, die für eine optimale Leistung erforderliche ungewöhnliche Struktur zu schaffen. Dies war für unsere Zwecke in dieser Phase unserer Wachstumsstrategie ideal. Wir mussten die Leistung schnell nachweisen, und das ist uns auch gelungen.“
Der perfekte Partner für die Neuerfindung
MMI ist nun an einem entscheidenden Punkt in seiner Unternehmensentwicklung angelangt, da das Mikrochirurgiesystem Symani für einen umfangreicheren weltweiten Einsatz bereit ist und höhere Produktionsmengen erfordert, sodass das Unternehmen sehr an einem Ausbau der Möglichkeiten in Sachen AM-Fertigung interessiert ist.
AM-Fertigung und die Zusammenarbeit mit Materialise als Partner in der Lieferkette haben uns auf unserem Weg bisher zwei wichtige Vorteile gebracht. Die Flexibilität einer schnellen Designanpassung und das Vertrauen in die Leistung des Endprodukts in einem „marktreifen“ Kontext.
- Massimiliano Simi, Gründer und Vice President für Forschung und Entwicklung bei MMI
Das Team von MMI betrachtet die AM-Fertigung als eine wertvolle Technologie, die es für künftige Vorhaben in seinem Werkzeugkasten hat.
„Im Zuge der Expansion kann es passieren, dass wir für Endverbraucherkomponenten, die derzeit mit der AM-Fertigung hergestellt werden, auf eine Spritzgusslösung umsteigen. Sollte dies der Fall sein, werden wir in die erforderliche Ausrüstung und die Prozesse investieren, weil wir wissen, dass das Endergebnis markttauglich ist. Die AM-Fertigung hat uns diese Grundlage geschaffen.
„Alternativ kann die AM-Fertigung auch mit uns wachsen. Die Lieferbereitschaft und die gelieferte Qualität entsprechen ganz klar unseren unmittelbaren Anforderungen. Mit dieser Technologie in unserem Werkzeugkasten für Entwicklung und Fertigung verfügen wir über umfassende Optionen. Das ist im Moment sehr wertvoll für uns.“
Testaverde fügte hinzu: „Ja, die Art unseres technischen Schwerpunkts und der von uns bediente Bereich der Mikrochirurgie bedeutet, dass die Entwicklung niemals aufhören kann und sollte. Die ständige Neuerfindung und Verfeinerung ist in dieser Hinsicht Teil unserer DNA, weshalb unsere Beziehung zur AM-Fertigung und insbesondere zu Materialise kontinuierlich wachsen wird.“