V málokterém oboru je kladen takový důraz na absolutní přesnost, spolehlivost, hygienu či například miniaturizaci jako právě v medicíně a v laboratorní technice. Hi-tech komponenty, ale i celá technologická řešení od společnosti Festo tato kritéria absolutně splňují, a proto se v těchto oborech čím dál častěji uplatňují. Podívejme se na pár zajímavých aplikací z poslední doby. Krevní plazma hraje v medicíně velmi důležitou roli. Je součástí mnoha životně důležitých léků, a proto je po ní poptávka po celém světě. Jen v Německu bylo v loňském roce zapotřebí 4,6 milionu krevních produktů. Shromažďovat a zpracovávat se ale musí ve velkých závodech. Aby byla tato zařízení dlouhodobě efektivní, musejí být vybavena standardizovanou automatizací. Pacient podstoupí transplantaci orgánu. Po operaci jsou mu podávány léky z krevní plazmy posilující oslabený imunitní systém. To je jen jeden příklad z mnoha, který ukazuje, jak tato surovina každodenně zachraňuje životy v urgentní a intenzivní medicíně. Celkově plazma obsahuje více než 120 důležitých bílkovin, které podporují srážení krve a zároveň zásobují orgány kyslíkem a posilují imunitní systém. Vše začíná tím, že se plazma shromažďuje ve střediscích pro odběr krve, kde lze z jednoho odběru získat 200 až 800 mililitrů. Poté dochází k frakcionaci. Krevní plazma se rozdělí na jednotlivé složky v několika krocích, které zahrnují složité fyzikální a chemické procesy. Zpracování krevní plazmy probíhá zpravidla ve velkých závodech s kapacitou několika set tisíc litrů. Aby byla frakcionace co nejúčinnější, je důležité snížit prostoje na minimum. Toho lze dosáhnout prostřednictvím standardizace komponent a jednotného designu rozvaděčů. Čas a náklady vynakládané na opravu v případě poruchy se tím výrazně snižují. Výhodou rovněž je, že nové komponenty a náhradní díly lze rychle a snadno získat z definované nabídky. Kromě toho se snižuje i potřeba školení, protože pracovníci údržby a servisu se musejí seznámit s menším množstvím různých komponent. Výdaje na inženýring a dokumentaci jsou také podstatně menší. V ideálním případě by normy měly být definovány již ve fázi plánování elektrárny. Mísení a dávkov ání plyn ů v medicínských aplikac ích Proporcionální redukční ventil VEMD zajišťuje přesné dávkování inertních plynů a kyslíku s průtokem od 0 do 20 l/min. Piezotechnologie poskytuje špičkovou dynamickou odezvu a energetickou účinnost, to vše při vynikajícím poměru cena/ výkon. Poněvadž pro řízení průtoků není nutný žádný signál modulace šířky pulzu, VEMD je během provozu tichý. Díky kompaktním instalačním rozměrům, nízké hmotnosti a nízké spotřebě energie je ideální pro použití v mobilních zařízeních, jak ukazuje první příklad aplikace. Mobilní kyslíková terapie Pacienti s plicní hypertenzí a chronickou zástavou dechu nejsou schopni absorbovat dostatečné množství kyslíku, které je nezbytné pro každodenní život. Těmto pacientům pomáhá domácí kyslíková terapie (HOT). Pomocí mobilního kyslíkového koncentrátoru a nosní kanyly mohou pacienti inhalovat kyslík v 90% koncentraci. Pro srovnání: koncentrace kyslíku ve vzduchu se pohybuje okolo 20 %. V minulosti tento typ léčby vyžadoval pravidelnou hospitalizaci. Díky mobilní kyslíkové terapii nyní mohou pacienti zůstat doma a užívat si mnohem většího množství aktivit. VEMD se používá v lehkých a bezpečných koncentrátorech kyslíku, kde zajišťuje, aby byl kyslík přesně dávkován a navíc ve správný čas vzhledem k dýchání pacienta. Nejdůležitějšími kritérii jsou opět tichý provoz, vhodnost pro kyslík, energetická účinnost, nízká hmotnost a dynamická odezva. Bezpečnost infuzních vaků Výroba a plnění jedno- a vícekomorových infuzních vaků vyžaduje maximální bezpečnost. Aby se vaky spolehlivě ochránily před poničením, napouštějí se při plnění inertním dusíkem. Při tomto procesu se musí dbát na přesné nastavení rychlosti průtoku, aby se zabránilo nechtěnému stříkání infuzního roztoku během plnění. A právě zde se významně uplatňují proporcionální redukční ventily VEMD, protože spolehlivě splňují vysoké požadavky na reprodukovatelnost. Operačn í systémy Šedý zákal je stav oka, který může být vrozený, nebo se u člověka vyvine v průběhu života – nejčastěji u osob starších 60 let. Operace sice může být nepříjemná, ale v dnešní době je dokonale proveditelná. Během výkonu se zakalená oční čočka rozmělní pomocí ultrazvuku. Operatéři poté fragmenty staré čočky vyndají, odstraní zbytky tkáně a do průhledného pouzdra čočky, které tam zbude, vloží novou umělou čirou čočku. Operační systémy pomáhají chirurgům s různými operačními kroky. Po fragmentaci staré čočky operatéři musejí s pomocí speciálního zařízení zcela odstranit všechny její zbytky. Používá se k tomu přístroj, který nasává tekutinu s fragmenty a současně s tím i oko vyplachuje. Zvláště důležité je, aby byl tlak, který se používá k odsávání kapaliny a vstřikování do oka, přesně pod kontrolou, aby nedošlo k poškození vysoce citlivé vnitřní části oka pacienta. Přesnou regulaci tlaku v operačním systému umožňuje piezoelektronika. U piezoventilů se na dvě desky z keramických materiálů, které jsou vzájemně spojeny, přivádí napětí, které způsobí, že se v určitém směru ohnou. Pomocí malé připojené destičky (také nazývané převodník) lze ventily otevírat a zavírat. Když se na převodník přivede elektrický proud, keramická vrstva se smrští, a tím ohne malou destičku směrem nahoru – ventil se otevře. Po vypnutí proudu se vrátí do původního tvaru a zavře ventil. Čím vyšší je napětí, tím více se ventil otevře. Tímto způsobem lze tedy tlak řídit velmi přesně. Kromě odsávání a oplachování chirurgové během operace šedého zákalu odstraňují tkáň v zadní části osy oka v blízkosti sítnice. Za tím účelem používají mikronástroj, který umožňuje rychlé a malé řezy. Čím víc řezů dokáže provést za minutu, tím lépe může doktor pracovat. I zde pomáhá technologie pneumaticky řízených ventilů. Rychlé ventily dokážou zajistit vysoké požadované řezné rychlosti až 7 500 řezů za minutu. Ventily obsahují magnet, do kterého se zavádí po velmi krátkou dobu relativně vysoké napětí. Tím se vytvoří potřebné magnetické síly, které přitahují těleso ventilu, a ventil se otevře. Proud se pak rychle sníží na minimum, až se nakonec vypne, což způsobí opětovné uzavření ventilu. Rychlé snížení napětí způsobuje vysoké cyklické rychlosti, jinými slovy konstantní otevírání a zavírání ventilu, aniž by se magnet přehřál a došlo k selhání ventilu. Ventil se navíc během každého cyklu přepíná zcela rovnoměrně, což znamená, že operující chirurg může provádět velmi přesné řezy – a pacient bude brzy opět dobře vidět. Bezkontaktn í vážení Pracovat v laboratoři, která musí být absolutně čistá a nesmí se v ní vyskytovat ani žádné bakterie, není snadné. Zvlášť problematické je udržovat v čistotě pracovní nástroje, jako například pipety a Petriho misky, ale také měřicí přístroje nebo váhy. Ty se přinášejí do těchto uzavřených prostor zvenčí a spolu s nimi se sem mohou zavléct i třeba bakterie. Kromě toho, jakmile se položí na pracovní plochu, vytvoří se pod nimi malý prostor, který přímo láká k usazování nečistot. Ideální by bylo nechat misku vah, aby se vznášela. Že to není možné? Technologie využívající supravodivosti to dokáže. Jednou z možností, kterou zde lze použít, je koncept SupraSensor od společnosti Festo, který ukazuje, jak takové bezkontaktní váhy pracují a jak je lze efektivně využívat pro práci v čistých chemických nebo biologických laboratořích. Jádrem této aplikace je kryostat se supravodičem, který je trvale upevněn na sestavě přesných vah umístěných pod pracovním prostorem, například pod deskou pracovního stolu. Nad tím se vznáší miska vah, která má na spodní straně umístěn permanentní magnet. Ten je bezkontaktně spřažen se supravodičem, a tedy i s vahami. Tuto „magii“ umožňují specifické vlastnosti supravodičů, které, když se ochladí pod určitou teplotu, mohou „zmrazit“ pole permanentního magnetu do určité vzdálenosti, a tím způsobit, že se tento magnet (a spolu s ním i to, co je k němu pevně připojeno) začne vznášet a drží se ve vzduchu ve stále stejné vzdálenosti od svého spárovaného supravodiče. Pro laboratoř by instalace takových vah představovala velkou výhodu. Získala by totiž super přesný přístroj, který nezabírá na pracovní ploše vůbec žádné místo. Celý povrch tedy zůstává volný a lze ho snadno a kdykoliv očistit. Jediným předmětem, který v prostoru přibude a na jehož čistotu se bude muset dbát, je vznášející se miska vah. Ta je ale potřeba pouze v okamžiku, kdy se skutečně váží. Po zbytek doby může být někde bezpečně uklizena. Kromě čistého měření a vážení nabízí tato technologie mnoho dalších možností, jako je například analytické stanovení hustoty a viskozity, přesné dávkování nebo monitorování chemických reakcí či biologických procesů. Aplikace využívající supravodiče jsou navíc velmi pevné a stabilní jak z hlediska prostoru, tak i času: funkce vznášení plynoucí ze samotné podstaty materiálu nevyžaduje žádnou řídicí technologii a přetrvává po dlouhou dobu, dokonce i když dojde k přerušení dodávek elektrického proudu. Andrea Cejnarová
