Entwicklung eines aktiven Ventilsystems in LIGA-Technik fuer die minimalinvasive Therapie

Fuer Herzkatheter, mit denen Ablagerungen in den Herzkranzgefaessen des Menschen entfernt werden sollen, waeren hydraulisch angetriebene Positioniersysteme vorteilhaft, die die Katheterspitze waehrend der Operation in der Arterie ausrichten. Die Positionierung kann mit drei radial angeordneten Ballons erfolgen, die gezielt mit Fluessigkeit befuellt werden. Fuer die Verteilung dieser Fluessigkeit vor Ort wird ein Mikroventilsystem benoetigt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob Mikroventilsysteme hergestellt werden koennen, die so klein sind, dass sie in einer Katheterspitze Platz finden und die gleichzeitig durch ein kostenguenstiges Herstellungsverfahren eine Massenproduktion erlauben. Hierzu wurden zwei Varianten eines Ventilsystems mit jeweils drei Einzelventilen realisiert und getestet. Beide Mikrosysteme bestehen aus mehreren funktional verkopppelten Einzelelementen und einer Membran, die aufgrund ihrer dichtenden Eigenschaft als Schaltelement gewaehlt wurde. Fuer den Aufbau beider Ventilsysteme wurden spezielle Justier- und Klebetechniken entwickelt. Mit der ersten Variante wurde demonstriert, dass Mikroventilsysteme mit den benoetigten Abmessungen durch Roentgentiefenlithografie und Galvanoformung hergestellt werden koennen. Dieses Ventilsystem mit einem Durchmesser von 3 mm und einer Hoehe von 1.3 mm besteht aus vier planaren strukturierten Ebenen aus PMMA und galvanisch abgeschiedenem Gold und einer integrierten, strukturierten, 2.7 #mu#m duennen Titanmembran. Die einzelnen Membranventile haben einen Durchmesser von 800 #mu#m. Die zweite Variante zeigte, dass Mikroventilsysteme mit einem fuer die kostenguenstige Massenproduktion geeigneten Abformverfahren gefertigt werden koennen. Dieses System wurde aus zwei mehrstufigen Gehaeusehaelften aus thermoplastischen Kunststoffen (PMMA und PVDF) hergestellt. Zwischen diesen beiden Gehaeusehaelften wurde eine 5 #mu#m duenne Polyimid-membran mit aufstrukturiertem Heizwiderstand montiert. Das abgeformte Ventilsystem hat einen Durchmesser von 7 mm und eine Hoehe von 1.9 mm. Die Einzelventile besitzen einen Durchmesser von 2 mm. Die Funktionsfaehigkeit der hergestellten Ventilsysteme wurde durch praktische Messungen nachgewiesen. Der Wasserdurchfluss durch ein Einzelventil beim roentgentiefenlithografisch hergestellten Ventilsystem war bei einem Differenzdruck von 1000 hPa etwa 4 #mu#l/s. Durch die groesseren Abmessungen bei dem abgeformten Ventilsystem ergab sich fuer den Durchfluss durch ein Einzelventil bei einem Differenzdruck von 1000 hPa ein Wert von 170 #mu#l/s. Die Ventile wurden mit einem integrierten elektro-thermo-pneumatischen Aktor geschlossen. Mit der Einkopplung einer elektrischen Leistung von weniger als 500 mW und Luft als Aktormedium konnte Stickstoff bis zu einem Differenzdruck von 200 hPa geschaltet werden. Die geschlossenen Ventile waren gasdicht. (orig.)Cardiac catheters to be used for removing deposits in the coronary vessels of the human heart would benefit from hydraulically driven positioning systems aligning the tip of the catheter in the artery during the intervention. Positioning can be achieved by means of three balloons arranged radially, which would be filled with a liquid to a varying degree. A microvalve system is required to distribute this liquid in situ. This study was conducted to find out about the possibility of manufacturing microvalve systems so small that they could be included in a catheter tip and, at the same time, capable of volume production in a low-cost process. For this purpose, two variants of a valve system of three valves each were built and tested. Both microsystems consist of several elements coupled functionally and a membrane used as a switching element because of its sealing property. Special alignment and bonding techniques were developed in building up the two valve systems. The first variant was used to demonstrate that microvalve systems of the required dimensions can be manufactured by X-ray deep etch lithography and electroforming techniques. This valve system, with a diameter of 3 mm and a height of 1.3 mm, is composed of four planar structured layers out of PMMA and electrodeposited gold, and an integrated structured titanium membrane 2.7 #mu#m thin. The membrane valves each have a diameter of 800 #mu#m. The second variant demonstrated that microvalve systems can be manufactured by a molding technique suitable for low-cost volume production. The system was made in two multi-stage housing sections of thermoplastics (PMMA and PVDF). A polyimide membrane 5 #mu#m thin, with a heating resistance patterned onto it, was installed between these two housing sections. The molded valve system has a diameter of 7 mm and a height of 1.9 mm. Each valve has a diameter of 2 mm. The functioning capability of the valve systems produced in this way was demonstrated by practical measurements. The water flow through one valve of a valve system produced by X-ray deep etch lithography amounted to approximately 4 #mu#l/s at a difference pressure of 1000 hPa. As a consequence of the larger dimensions of the molded valve system, the flow through a single valve achieved a higher level of 170 #mu#l/s at a difference pressure of 1000 hPa. The valves were closed by means of an integrated electro-thermo-pneumatic actuator. When an electric power of less than 500 mW was applied and air was used as the actuator medium, the system was able to switch nitrogen up to a difference pressure of 200 hPa. The valves were gastigth in the closed condition. (orig.)Dissertation submitted by J. FahrenbergSIGLEAvailable from TIB Hannover: ZA 5141(5504) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Enhanced laboratory-based surveillance of Shiga-toxin-producing Escherichia coli O157 in The Netherlands.

The aim of this study was to analyse the results of a programme in the Netherlands for enhanced surveillance of Shiga-toxin-producing Escherichia coli (STEC) O157. In this programme, implemented in January 1999, all laboratories report positive cases to the public health services and submit isolates for typing to the reference laboratory. Public health services collect clinical and risk factor information of patients, using a standardised questionnaire. Results were analysed for the first two and a half years of the programme. In February 2000, a questionnaire was sent to all laboratories to assess (i) the criteria for testing faecal samples for STEC O157, (ii) the diagnostic tools used, and (iii) the level of participation in the surveillance programme. Between January 1999 and June 2001, 93 cases of symptomatic STEC O157 infection were reported, 25% of which occurred in children aged 0-4 years. Serotyping for O, H and stx types showed that two types dominated, O157:H7, s tx2 positive (48%) and O157:H-, stx1 and stx2 positive (24%). Analysis of the 93 isolates by pulsed-field gel electrophoresis showed 17 clusters of isolates with at least 95% fragments in common, including isolates with unknown epidemiological links. Of the patients for whom questionnaire information was reported, 38% were hospitalised, 15% developed haemolytic uraemic syndrome, and 52% reported a known risk factor, such as contact with farm animals or manure, consumption of raw or undercooked beef, consumption of raw milk or cheese made from raw milk, or contact with a symptomatic individual. Response to the laboratory survey was high (97%). Only 6% of the laboratories carried out testing for non-O157 STEC, although 95% performed testing for STEC O157. The majority (88%) used culture on sorbitol MacConkey agar or sorbitol MacConkey agar with cefixime and tellurite as the method of detection of STEC O157. The identity of the strains was confirmed primarily with commercially available latex agglutination assays (95% of laboratories) and biochemical characterisation with the API 20E test (bioMerieux, France) (42% of laboratories). Most laboratories (92%) used selection criteria for testing, especially bloody diarrhoea and other clinical information (81% of laboratories) and young age (10%). It is concluded that STEC O157 is a limited public health problem in the Netherlands, although the selective testing policy and the low sensitivity of the culture techniques used probably caused the incidence of STEC O157 infection to be underestimated