Automatisierte Tools von Protolabs beschleunigen iterative Entwicklung für lebenswichtiges medizinisches Kühlaggregat

Häufige Schädelhirntraumata im Sportbetrieb

Leider erleiden jedes Jahr viele Sporttreibende ein Schädelhirntrauma (auch Gehirnerschütterung genannt). Besonders betroffen sind dabei kontaktreiche Teamsportarten wie Fußball, Rugby, Kampfkünste und Eishockey.

Vor dem Unfall ist die Körper- und Gehirntemperatur durch die sportliche Betätigung häufig erhöht. Kommt es dann zu einer Kopfverletzung, besteht durch die erhöhte Temperatur die Gefahr sich verschlimmernder Hirnschädigungen. In diesen Fällen sollte die Temperatur des Gehirngewebes möglichst schnell gesenkt werden (Hypothermie oder Unterkühlung) – vergleichbar mit einem Kältepack, das auf Muskelzerrrungen oder ‑prellungen aufgelegt wird. Ein wichtiger Unterschied ist jedoch, dass die Regelung der Gehirntemperatur kontrolliert erfolgen muss, denn durch eine zu schnelle Absenkung der Temperatur, wie es bei einem Eisbad der Fall wäre, kann den Schaden verschlimmern.

Das PolarCap-System besteht aus einem Helm und einem tragbaren Kühlaggregat, sodass es auch von Personen ohne medizinische Ausbildung direkt an der Sportstätte oder am Unfallort eingesetzt werden kann. Ein Vorteil ist der präventive Einsatz bei unbestätigten Traumata, bevor ein Arzt oder eine Ärztin eine Untersuchung vorgenommen hat. Ein Nachteil entsteht durch die vorbeugende Nutzung des PolarCap-Systems nicht.

Schnellere Genesung

Die meisten klinischen und experimentellen Studien belegen die positiven Effekte einer Abkühlung als Behandlungsmethode bei Gehirnerschütterungen. Das PolarCap-System wurde in einer großen klinischen Studie im Eishockey erprobt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Genesungsdauer behandelter Spieler und Spielerinnen deutlich verkürzt wird. Besonders bemerkenswert und vermutlich noch wichtiger ist, dass bei denjenigen, denen eine Kältebehandlung zugutekam, eine deutliche Verkürzung der Ausfalldauer (über 70 Prozent) die Folge war. Das Produkt wird aktuell von der schwedischen Eishockeyliga SHL und anderen Ligen eingesetzt. Seit der Saison 2018/2019 stehen bei jeder Partie zwei PolarCap-Systeme zur Verfügung.  

Erik Andersson ist der CEO von PolarCool. Er hat früher selbst als Profi Eishockey gespielt, bis er nach mehreren Schädelhirntraumata die Schlittschuhe an den Nagel hängen musste. Für ihn können viele Sportarten von Lösung wie PolarCap profitieren. Es gibt bereits PolarCool-Kunden in ganz Europa, darunter die Adler Mannheim (Deutschland), der Zürcher SC und der HC Davos (beide Schweiz). Kürzlich wurde eine Vereinbarung mit dem schwedischen Profifußballverein Hammarby IF geschlossen, der das PolarCap-System routinemäßig bei Gehirnerschütterungen einsetzen will.

„Wir sehen großes Potenzial für das PolarCap-System, und zwar in vielen Sportarten weltweit. Leider werden viel zu viele Sporttreibende in Matches und beim Training am Kopf getroffen. Die Forschungsergebnisse hierzu sprechen Bände“, weiß Erik Andersson, CEO von PolarCool. „Für Sportprofis – wie ich es war – ist es extrem wichtig, die Folgen wiederholter Erschütterungen zu reduzieren. Und natürlich haben die jeweilige Person und der Verein mehr davon, wenn jemand nach einer Verletzung schneller wieder auf dem Platz steht. Nicht nur aus gesundheitlichen Aspekten, sondern auch aus finanzieller Sicht. Die Ergebnisse zeigen, dass das PolarCap-System die Wahrscheinlichkeit dafür erhöht.“

Iteratives digitales Design

Die Designagentur OIM Sweden wurden beauftragt, das PolarCap-System zu konzipieren und zu entwickeln. Sie hat eng mit Protolabs zusammengearbeitet, um das optimale Design für das Spritzgussgehäuse des Kühlaggregats zu finden. Heute müssen Konstrukteure die bestmögliche Designlösung schnell und problemlos ermitteln können, um Produkte zur Marktreife zu führen. Die automatisierte Angebotserstellung von Protolabs erleichtert Kunden die Arbeit, denn sie können ein CAD-Design über die eigene Website hochladen und erhalten dann direkt Rückmeldung zur Herstellbarkeit und den Kosten. Prototypen können sogar binnen Tagesfrist geliefert werden.

„Mit dem automatisierten Tool von Protolabs haben wir schon früh in der ersten Designphase festgestellt, dass unsere einteilige Abdeckung sich gar nicht herstellen ließ, denn sie war zu groß für die Spritzgussmaschinen“, erinnert sich Arash Golshenas, Mitgründer und CTO bei OIM. „Es ist wichtig, so etwas rechtzeitig herauszufinden und nicht erst kurz vor Produktionsstart. “

OIM hat die automatisierten Tools von Protolabs für den gesamten iterativen Innovationsprozess verwendet, um die optimalen Lösungen zu bestimmen. Am Ende des Prozesses konnten die Optionen im Detail mit erfahrenen Fachleuten besprochen werden, die zum reibungslosen Ablauf des Projekts beitrugen.

Herr Golshenas erklärt: „Mit dem Onlinetool hatten wir die Kosten von Designanpassungen stets im Blick. Verbesserungen in einem Bereich führten manchmal zu Problemen an anderen Stellen. Weil wir über diese Auswirkungen im Bilde waren, konnten wir schließlich das optimale Design finden. Es war auch ein großer Vorteil, die Details gegen Projektende mit den Fachleuten von Protolabs durchzugehen.