Medizintechnik an der OTH Amberg Weiden: Wie Reinraum und Hybrid-OP in Lehre und Forschung integriert sind

Einblick in den Masterstudiengang Medizintechnik, Laborpraktikum Molekulare Diagnostik.

Weitere Einblicke in den Reinraum an der OTH am Campus Weiden

Weitere Einblicke in den Reinraum an der OTH am Campus Weiden

Weitere Einblicke in den Reinraum an der OTH am Campus Weiden

Panoramaufnahme Reinraum und Partikelmessplatz

Prof. Burkhard Stolz

Prof. Dr. med. Clemens Bulitta

Studium Medizintechnik – bietet Tiefe und Breite

Medizin- und Pharmaprodukte durchlaufen einen langen Weg von der Idee bis zur Markteinführung und müssen eine Vielzahl von Auflagen erfüllen, die in erster Linie dem Schutz des Patienten und Anwenders dienen. In diesem Zusammenhang spielen natürlich auch Sauberkeit und Sterilität des Produktes eine herausragende Rolle, welche nur durch Einhaltung von speziellen Umgebungsbedingungen bei Herstellung und Gebrauch sowie der entsprechenden Hygienestandards gewährleistet werden können. Ein Ziel der Ausbildung von Ingenieuren im Bereich der Medizintechnik ist es, genau dieses Wissen den Studierenden zu vermitteln. Die Ingenieure von Morgen müssen die Anforderungen und Einsatzbedingungen für Medizinprodukte im klinischen Alltag genauso verstehen, wie die industriellen Entwicklungs- und Herstellungsprozesse. Genau dies ist das Anliegen der Studiengänge Medizintechnik, die im oberpfälzischen Weiden an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden am Campus Weiden gelehrt werden. Seit 2010 werden in Weiden junge Akademiker zum Bachelor of Engineering ausgebildet, der konsekutive Masterstudiengang Medizintechnik bietet seit 2014 die Möglichkeit vertiefte Kenntnisse der Medizintechnik zu erwerben und schließt mit dem akademischen Grad Master of Science ab.

Ein wesentlicher Baustein für die erfolgreiche Ausbildung der Medizintechniker sind neben der Lehre die praktischen Elemente an der Hochschule und in Klinik und Industrie. Die rund 1.100 m2 Laborflächen mit einer Ausstattung auf High-Tech-Niveau im Weidener Technologie-Campus (WTC), beinhalten ein Labor für Strahlendiagnostik, eine Laborfläche für die Biomechanik, ein Labor für die in-vitro Diagnostik sowie einen Hybrid-OP und einen industriellen Reinraum von rund 60 m2 Grundfläche. Diese Ausstattung wird durch weitere Labore der Werkstofftechnik, CAE, Elektrotechnik und Fertigungstechnik ergänzt, die auch in den anderen ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen der Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen genutzt werden. Kooperationspartner aus der Region, Kliniken und Industrieunternehmen bieten als sogenannte „Innovative Lernorte“ die Möglichkeit durch Exkursionen, Praktika und Workshops weitere Prozesse und Geräte im Einsatz kennen zu lernen und dort auch eigenständig Versuche durchzuführen.

Reinraum und Hybrid-OP in der angewandten Forschung   

Mit einem Reinraum und einem Hybrid-OP bietet die OTH Amberg-Weiden momentan ein Alleinstellungsmerkmal in der deutschen Hochschullandschaft für die Ausbildung von Ingenieuren, welche natürlich auch für industrielle Forschungsvorhaben genutzt werden. Der industrielle Reinraum erfüllt die Anforderungen der Klasse 7 nach ISO 14 644-1 und ermöglicht Untersuchungen zur Sauberkeit von technischen Prozessen, Bauteilen und Fertigungsmodulen. Partikuläre Verunreinigungen werden hier ebenso wie mikrobiologische Kontaminationen betrachtet, entsprechende Messgeräte für die Probennahme und die nachfolgende Analytik stehen zur Verfügung und können sowohl durch die Laboringenieure der Hochschule als auch durch die Studierenden eingesetzt werden. Beispielhaft für eine industrielle Kooperation kann hier die Fertigung und Montage einer pharmazeutischen Primärverpackung genannt werden, welche in den Räumen der Hochschule durchgeführt wurde. Die Produktion umfasste die Herstellung eines Kunststoffkörpers im Spritzguss und nachgeschaltete Montage- und Verpackungsprozesse im Rahmen einer Pilotproduktion. Das beteiligte Industrieunternehmen nutzt die Erkenntnisse aus  dieser Studie für die Auslegung der Serienwerkzeuge und -automaten und kann so gezielt kritische Prozesse in Hinblick auf Partikelgeneration optimieren und die Projektlaufzeit verkürzen. Die Aufgabe der Hochschule bestand hier in der Analyse der partikulären und mikrobiologischen Kontaminationen entlang der Prozesskette und der Identifikation von Verbesserungspotenzialen. Im Rahmen weiterer Projekte wurde beispielsweise eine neue Handlingseinheit eines Unternehmens der Automationstechnik auf deren Reinraumtauglichkeit untersucht und auch hier konnten Ansatzpunkte für konstruktive Produktverbesserungen aufgezeigt werden. Auch die Untersuchung eine Mikrospritzgussmaschine mit einer vergleichbaren Aufgabenstellung kann an dieser Stelle als Referenzprojekt genannt werden. Für die Untersuchung von mikrobiologischen Kontaminationen steht ein eigenes Labor bereit, die Untersuchungen werden durch einen Biologen durchgeführt, der auf eine breite fachliche Expertise auf diesem Gebiet verfügt.

Die Studierenden werden im Rahmen des Studiums mit der Reinraumtechnik vertraut, kennen sich mit den Grundzügen der Planung und Inbetriebnahme aus, insbesondere die Themen Qualifizierung und Validierung werden hier vertieft behandelt. Im Masterstudiengang ist ein Modul der Reinraumtechnik und Hygiene gewidmet und lässt somit auch eine Vielzahl von Praktika zu, die sich auch mit den grundlegenden Methoden der Partikelanalytik und Mikrobiologie befasst.
Die chirurgische Versorgung entwickelt sich rasant weiter. Neue minimalinvasive Techniken (Stichwort: NOTES) und der vermehrte Einsatz von Bildgebung (Stichwort Hybrid OP) verändern den Arbeitsplatz Operationssaal radikal. Die Anforderungen an solche Räume sind je nach klinischem Anwendungsgebiet sehr spezifisch, besonders wenn es um die medizintechnische Ausstattung geht. Nur durch ein umfassendes Workflowverständnis, sorgfältige, frühzeitige und Gewerke-übergreifende Planung mit sämtlichen beteiligten Akteuren ist eine erfolgreiche Realisierung eines Hybrid-OPs und moderner integrierter Operationssäle möglich. Daraus ergibt sich eine Vielzahl neuer Fragestellungen, welche im Lehr und Forschungs OP umfassend bearbeitet werden können

- Einsatz und Nutzen intraoperativer Bildgebung
- Technologieintegration, z.B. OP-Tisch und Bildgebung aber auch Medizintechnik und Informationstechnologie (Stichwort DIN 80001-1)
- Hygiene und Lüftungstechnik (Stichwort DIN 1946/4 2008)
- Medizintechnikplanung
- Ergonomie und Gebrauchstauglichkeit
- Workflow und Effizienz

An der Ostbayerischen Technischen Hochschule (OTH) Amberg Weiden wurde daher ein hochmoderner Lehr- und Forschungsoperationssaal mit dem vollen Funktionsumfang eines realen Operationssaales inklusive Lüftungstechnik für Lehre und Forschung etabliert. Durch die Verbindung zum Studiengang Medizintechnik und den klinischen Partnern vor Ort bestehen herausragende Voraussetzungen in Forschung und Lehre. So können Aspekte der Systemintegration und der Ausbildung von Projektingenieuren und Serviceexperten, die Ideen und Visionen der Anwender im Operationssaal in die Wirklichkeit umsetzen, umfassend bearbeitet werden. Die OTH Amberg-Weiden bietet damit einzigartige Voraussetzungen, um sich dauerhaft als innovatives Zentrum für die Gesundheitswirtschaft und Medizintechnik zu positionieren.

Hygiene spielt insbesondere in der Klinik eine bedeutende Rolle, da die Keimbelastung von Oberflächen medizintechnischer Produkte ein hohes Infektionsrisiko für Patient und Personal darstellt. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt der Hochschule ist daher die mikrobiologische Prüfung unterschiedlicher antimikrobieller Beschichtungen bezüglich deren Effektivität und Haltbarkeit. Dies wird nach internationalen Standardverfahren (JIS Z 2801 bzw. ISO 22196) durchgeführt und erlaubt es reproduzierbar und aussagekräftig die antibakteriellen Wirksamkeiten zu bestimmen. Mittels Belastungstest kann anschließend der routinemäßige Gebrauch der antimikrobiell Beschichteten Medizinprodukte simuliert und ein möglicher Wirksamkeitsverlust nach mehrjähriger Nutzung überprüft werden.

„Institut für Medizintechnik“

Zur Bündelung der hochschulbezogenen Aktivitäten zwischen Forschung, Lehre und Industrie auf dem Gebiet der Medizintechnik wurde das Institut für Medizintechnik (IfMZ) als eine wissenschaftliche Forschungseinrichtung der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden gegründet. Mit einer Arbeitsgruppe von Professoren, Wissenschaftlern und Ingenieuren mit unterschiedlichem Spezialisierungshintergrund, steht dem Institut eine große Bandbreite an Kompetenzen aus den Fachgebieten der Medizin, Molekularbiologie und Ingenieurwissenschaften zur Verfügung. In enger Zusammenarbeit mit regionalen und überregionalen externen Partnern verzahnt das IfMZ Fragestellungen aus der angewandten medizintechnischen Forschung mit der praxisbezogenen Ausbildung hochqualifizierter Fachkräfte für das zukunftsweisende Segment der Medizintechnik. Dabei kooperiert das Institut mit zahlreichen Unternehmen aus der medizintechnischen Industrie, Krankenhäusern, Facharztpraxen sowie externen Forschungseinrichtungen.

Die Arbeitsschwerpunkte des IfMZ liegen in der fortschrittlichen Neu- und Weiterentwicklung von Diagnostik- und Therapiesystemen sowie der Optimierung von Untersuchungsverfahren in der Medizin. Die Forschungstätigkeiten konzentrieren sich dabei sowohl auf bildgebende Verfahren als auch auf Soft- und Hardwarekomponenten. Neben technischen Fragestellungen werden als weitere Schwerpunktthemen Projekte auf den Gebieten der Hygiene, Reinraumtechnologie und Mikrobiologie bearbeitet.

Die Professoren des Studiengangs Medizintechnik leiten die verschiedenen Labore. Neben den studentischen Arbeitsthemen werden auch Themen für die Forschung & Entwicklung in den Laboren bearbeitet. Auch im Rahmen ihrer Abschlussarbeiten nutzen die zukünftigen Absolventen die Speziallabore für aufwändige Messungen unter definierten Rahmenbedingungen. Fragestellungen, die an den Wirtschaftsstandorten von Industrieunternehmen während des laufenden Betriebs nicht bearbeitet werden können, werden hier am Standort unter realitätsnahen Bedingungen bearbeitet.

Forschungsschwerpunkte liegen z.B. in den Bereichen Hygiene und Medizintechnik, Simulation und Computer Aided Engineering, Dentaltechnik und Fertigung im Reinraum.

Bachelorstudiengang Medizintechnik

Der Studiengang Medizintechnik bietet eine optimale Verbindung aus technischen, gesundheits- und ingenieurswissenschaftlichen Fächern. Zur intensiven Vorbereitung auf den späteren beruflichen Einsatz werden die seminaristischen Vorlesungen gezielt durch vielfältige Elemente mit hohem Praxisbezug wie z.B. Praktika, Projektarbeiten, Gastvorträgen und Exkursionen ergänzt. Für die Absolventinnen und Absolventen ergeben sich damit vielfältige Chancen auf einen interessanten und anspruchsvollen Berufseinstieg.

Der Studiengang Medizintechnik soll die notwendige Fach- und Methodenkompetenz zur Entwicklung, Erprobung, Fertigung und Anwendung von medizintechnischen Komponenten, Geräten und Systemen vermitteln. Dazu umfasst er u.a. die Anwendung der Mechatronik in der Medizin. Sie erwerben in diesem Studiengang das erforderliche medizinische Fachwissen in direkter Verbindung mit praxisbezogenen Kenntnissen aus natur- und ingenieurwissenschaftlichen Fächern.

Studienablauf

Das Studium beruht auf 4 Säulen:

- Naturwissenschaftliche Grundlagen
- Mechatronik
- Medizintechnik
- Integrationsfächer

Die Regelstudienzeit beträgt - bei regulärem Start im Wintersemester - 7 Studiensemester. Das Studium ist modular aufgebaut und umfasst sechs theoretische und ein praktisches Semester. Im siebten Semester ist die Anfertigung der Bachelorarbeit vorgesehen. Das Studium umfasst insgesamt 210 ECTS-Punkte. Mit erfolgreichem Abschluss des Studiengangs wird der akademische Grad Bachelor of Engineering (B. Eng.) verliehen.

Masterstudiengang Medizintechnik – in drei Semestern zum Abschluss Master of Science (M. Sc.)

„Was mache ich nach dem Bachelor-Abschluss?“ Diese Frage stellen sich viele Studierende nach dem Erwerb einer ersten wissenschaftlichen Qualifikation. Reicht das Wissen aus für die Anforderungen in der Industrie oder ist ein zusätzlicher Masterstudiengang der bessere Weg? Auf diese Frage wird es keine allgemeingültige Antwort geben, individuelle Gegebenheiten müssen berücksichtigt werden. Eine sehr interessante Option wird seit dem Wintersemester 2014/2015 in Weiden angeboten. Für die Absolventen eines Bachelor-Studiengangs wie z. B. Medizintechnik, Medizinische Informatik oder Medizinische Physik bietet die Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden in Kooperation mit der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg den Masterstudiengang „Medizintechnik“ an. Das Schwerpunktthema dieses Studienganges lautet „Technologien und System“.

Das Studium vermittelt die Fähigkeit, in international tätigen Unternehmen mit Forschung, Entwicklung, Produktion und Service in der Medizintechnik und Pharmazie Aufgaben mit Führungsverantwortung in verschiedenen Tätigkeitsbereichen zu übernehmen. Zu diesen Tätigkeitsbereichen gehören beispielsweise Entwicklungs- und Innovationsmanagement, Systementwicklung und Medizintechnikmanagement, IT- und bildgebende Verfahren, Entwicklung und Forschung in der Medizintechnik, simulationsbasierte Entwicklungsprozesse, Diagnostik, Prozess- und Qualitätsmanagement. Die Absolventen und Absolventinnen sind in der Lage, in Gruppen oder Organisationen herausgehobene Verantwortung zu übernehmen, diese bei komplexen Aufgabenstellungen zu leiten und die fachliche Entwicklung von Teammitgliedern gezielt zu fördern. Im Weiteren erstreckt sich die Qualifikation im Master Medizintechnik auf anwendungs- oder forschungsorientierte Aufgaben und Projekte. Die erworbenen Kompetenzen im Masterstudiengang Medizintechnik qualifizieren zur Übernahme komplexer Fach- und Führungsaufgaben und können als Basis für die wissenschaftliche Weiterqualifizierung in einem anschließenden kooperativen Promotionsverfahren dienen oder die Arbeit in wissenschaftlichen Einrichtungen ermöglichen.

Für die Studierenden ist dieser Studiengang eine intensive Erfahrung mit neuen Themengebieten in zwei Semestern Präsenzzeit an der Hochschule. Eine Vielzahl von Semesterarbeiten, Laborpraktika, Vorträgen und Exkursionen bedeutet die Chance in einem kurzen Zeitraum das Wissen zu erweitern und die persönlichen Fähigkeiten auszubauen. Zudem kann das persönliche Netzwerk durch eine große Anzahl von Industriekontakten vergrößert werden. Das dritte Studiensemester steht dann für die Bearbeitung der Masterthesis zur Verfügung. Diese Konstellation ermöglicht es den Studierenden diese Arbeit auch fern der Hochschule, z.B. an einem internationalen Standort eines Industrieunternehmens zu erstellen.

Die Entscheidung für den Masterstudiengang Medizintechnik an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden sollte den Studierenden also leicht fallen. Die Industrie sucht qualifizierte Mitarbeiter für die Übernahme komplexer Aufgaben – dieser Studiengang vermittelt eine Vielzahl der dafür notwendigen Inhalte.