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Plan Optik AG
Besser atmen mit dem Respimat Soft Inhaler
von Boehringer Ingelheim microParts
Plan Optik AG liefert hoch vergüteten Glaswafer für Deckelung des technologischen Kernstücks
Gute Partnerschaft: Flexibel und
gleichbleibend gute Qualität
Mikrometer dünne Flüssigkeitsstrahlen treffen mit Formel-1-Geschwindigkeit aufeinander, um eine extrem
feine Sprühwolke zu bilden: Der Respimat® Soft Inhaler der Boehringer Ingelheim microParts GmbH (Dortmund)
hat die Inhalationstechnologie revolutioniert. Die Plan Optik AG liefert zur Herstellung des technischen Kernstücks
des Respimats, des so genannten Uniblocks, einen speziellen Wafer aus Borosilikatglas, dessen Oberflächengüte
und Dickentoleranz höchsten Anforderungen genügt.
Glaswafer erlaubt Prüfung der
Struktur auch nach dem Bonden
Qualität von Plan Optik ermöglicht
optimales Bond-Ergebnis
Der Uniblock, der als Einheit aus Feinfilter und Zweistrahlimpaktionsdüse die Sprühwolke rein mechanisch ohne Treibgas erzeugt, besteht aus einem Filtersystem und einer besonderen
Düse, die die feine Sprühwolke erzeugt. Die Wirkstofflösung
wird im Uniblock durch ein feines Filtersystem gepresst. Der
Austritt der Flüssigkeit aus dem Uniblock erfolgt über zwei Kanäle. Die Flüssigkeitsstrahlen treffen in einem genau definierten
Winkel aufeinander und erzeugen so die Sprühwolke. Diese hält
lange an und besitzt einen hohen Anteil an feinen und damit
lungengängigen Partikeln.
Die von Plan Optik hergestellten Glaswafer verfügen über sehr
hohe Oberflächengüte und sehr geringe Dickenvariation. Beides
ist gleichermaßen wichtig, denn eine nicht hinreichend plane
Oberfläche würde die atomare Verbindung der beiden Wafer
schwächen und unter Umständen sogar die geforderte Festigkeit verhindern. Das perfekte Bondergebnis ist deshalb so wichtig, da der Betriebsdruck der Düse 200 bar beträgt, der Prüfdruck sogar 320 bar – also mehr als das 100-fache des Druckes
in einem Autoreifen. Diesen Drücken muss die Düse auf Dauer
standhalten.
Ausgangspunkt des Uniblocks ist ein Siliziumwafer mit Oxidschicht. Boehringer Ingelheim microParts strukturiert diesen
Wafer mittels eines Trockenätzverfahrens, das vom Unternehmen entwickelt worden ist. „In einem frühen Entwicklungsstadium haben wir gedacht, dass wir diese Struktur auch mit einem
Siliziumwafer deckeln,“ erläutert Frank Pelzer, Teamcoach Düsenfertigung Frontend. Dann hat sich aber die Erkenntnis durchgesetzt, dass ein Glaswafer die bessere Wahl sein würde. Denn:
„So lässt sich die Struktur auch noch nach dem Bonden mit
optischen Verfahren überprüfen,“ verdeutlicht Dr. Stefan Kreuzberger, Director Public Relations.
Ein wenn man so will konvexer oder konkaver Deckel würde die
Raummaße der Düse spürbar verändern – mit unerwünschten
Folgen für den Sprühstrahl und damit das Sprühergebnis. „Plan
Optik setzt deshalb spezielle, zum Teil eigenentwickelte Polierverfahren wie die MDF-Politur ein, um jeweils exakt auf die
Anforderungen passende Oberflächengüten zu garantieren,“
betont Carsten Wesselkamp, Plan Optik-Vertriebsingenieur.
Die Düse besitzt einen Durchmesser von 5 Mikrometern, und sie
besitzt eine Filterfunktion. Schon aus diesem Grund muss jede
einzelne Düse nach dem Vereinzeln des gebondeten Wafers
überprüft werden – und dies geht mit einem Glasdeckel wesentlich einfacher als mit dem nicht durchsichtigen Silizium.
Man habe also einen Lieferanten gesucht, der Glaswafer in hinreichender Anzahl und mit ambitionierten Produktspezifikationen beisteuern kann. „Hier haben wir mit der Plan Optik AG
einen verlässlichen Partner gefunden, mit dem wir auch zuvor
schon zusammengearbeitet hatten,“ so Pelzer.
Der Produktionsprozess erfordert ebenfalls die weitestgehende
atomare Verbindung des strukturierten Siliziumwafers mit dem
Glaswafer, denn die mehrere Hundert pro Waferpaar entstehenden Düsen werden in einem Sägeprozess vereinzelt. „Hier müssen Ausbruch-Prozesse unbedingt vermieden werden,“ macht
Pelzer klar, dass höchste Ansprüche an die Homogenität und
Stabilität gestellt werden müssen.
Es sei daher unabdingbar, mit erfahrenen und leistungsstarken
Partnern zusammen zu arbeiten. „Wir haben Plan Optik als
flexiblen Partner kennengelernt, dessen gute Lieferfähigkeit
und gleichbleibend hohe Qualität für uns entscheidend sind,“
befindet Pelzer. Dies gilt um so mehr, als aufgrund der Medizinprodukte- und Arzneimittelgesetze umfangreiche Prüf- und Dokumentationsvorschriften zu erfüllen sind. Dies lasse sich nur in
vertrauensvoller Zusammenarbeit mit engagierten Partnerunternehmen bewerkstelligen.
Pro Jahr können nun bis zu 20 Millionen Respimat® Soft Inhaler
weltweit ausgeliefert werden. Dadurch ist die Inhalationstherapie dank einzigartiger Mikrotechnologie effizient wie nie zuvor:
Die sanfte, lang anhaltende Sprühwolke ist ca. 1,5 Sekunden
lang und damit bis zu sieben Mal länger als die Aerosolbildung
von handelsüblichen Dosieraerosolen. Dadurch haben Patienten
einerseits mehr Zeit für den Inhalationsvorgang, andererseits
wird die Koordination zwischen Auslösen und Einatmen deutlich
vereinfacht. Das Ergebnis: Die Wirkstoffmenge, die den Zielort
Lunge erreicht – die so genannte Lungendeposition – ist bis zu
drei Mal höher als mit einem Dosieraerosol, und es verbleibt
somit weniger Wirkstoff im Mund-Rachen-Raum.
Die Hohlräume des mikrostrukturierten Silizium-Wafers (unten) werden mit dem Glas-Wafer von Plan Optik gedeckelt.
Nach dem so genannten Bonden erfolgt die Vereinzelung der so gewonnenen Düsen durch einen Sägeprozess.
Über Boehringer Ingelheim microParts GmbH
Über Plan Optik AG
Die Boehringer Ingelheim microParts GmbH entwickelt
und fertigt Produkte der Mikrosystemtechnik (MST) für
die Life Science Industrie und gehört zu den weltweiten
Technologieführern in diesem Bereich.
Die Plan Optik AG liefert als Technologieführer in der Herstellung strukturierter Wafer die aktiven Elemente für
zahlreiche Anwendungen der Mikrosystemtechnik in unterschiedlichen Branchen. Die Wafer aus Glas, Glas-Silizium oder Quarz werden in Durchmessern bis zu 300 mm
angeboten. Insbesondere in den Bereichen Health Care
(Mikrodosiersysteme, Lab on Chips), Automotive (Sensoren für Fahrerassistenzsysteme und Motorsteuerung,
LED-Headlamps), Luft- und Raumfahrt (Stell- und Lagesensoren) sowie Consumer Electronics (CMOS-Chips) basieren innovative Lösungen auf mikrostrukturierten Bauteilen von Plan Optik. Wafer als Carrier in der
Halbleiterindustrie sowie Conductive-Via-Wafer-Lösungen
finden zunehmende Verbreitung. Die Herstellung von Mikrolinsen aus Glas auf Waferebene hat Plan Optik zu
einem wichtigen Lieferanten für Anbieter von Mikrooptiken werden lassen.
Die Unternehmens-Aktivitäten fokussieren sich auf die
exakte Reproduktion kleinster Strukturen im mikroskopischen Bereich durch den Einsatz hoch entwickelter
Spritzgießverfahren. Neben Systemen zur treibgasfreien
Aerosolerzeugung sind mikrostrukturierte Kanalplatten
für die medizinische Diagnostik und Analytik (Bio-Chips,
Lab on a Chip-Systeme) und Mikrospektrometer wichtige
Entwicklungen von Boehringer Ingelheim microParts.
Der Bereich Mikrosysteme für die medizinische Diagnostik ist kompetenter Partner für Unternehmen der Life
Science und der In Vitro Diagnostik. Dort werden kundenspezifische Diagnostik-Tests bzw. Testsysteme (z.B.
Lab-on-a-Chip) mittels neuartiger Designs aus Mikrooptik
und Mikrofluidik entwickelt und gefertigt.
Wichtigstes Produkt des Kompetenzzentrums für innovative Drug Delivery Systeme ist der innovative Inhalator
Respimat® Soft Inhaler. Um die Marktbedarfe zu erfüllen,
hat Boehringer Ingelheim microParts die Produktionskapazität auf dem Firmengelände im Dortmunder Technologiepark ausgebaut. Ergebnis ist eine Verdoppelung der
Produktions-Kapazität für den Respimat® Soft Inhaler von
zehn auf 20 Millionen Inhalatoren pro Jahr. Auf 12.000
qm, davon 4.000 qm Reinraumfläche, wird das Inhalationsgerät für den Weltmarkt produziert.
Plan Optik arbeitet mit Kunden wie Infineon, Motorola,
Boehringer, Samsung, Honeywell, Osram, Zeiss und Bosch
zusammen und adressiert damit Märkte in Asien, Europa
und Nordamerika. Das Unternehmen ist im Open Market
(Entry Standard) der Frankfurter Wertpapierbörse notiert.
Plan Optik AG
Über der Bitz 3
56479 Elsoff • Germany
T +49 2664 5068 0
F +49 2664 5068 91
[email protected]
www.planoptik.com