Qualitätssicherung ermöglicht Sptzenforschung

Mit reproduzierbaren Standards wird die
"Gute Wissenschaftliche Praxis" gewährleistet. Somit wird  valide und nachvollziehbare Forschung ermöglicht.

Das CWW berät gerne an welcher Stelle Kontrollmaßnahmen durch den Einsatz von Dummys und Testkörpern sinnvoll oder nötig ist. 

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Beispielprojekte aus dem Fachbereich Qualitätssicherung:

Reduzierung des Einmalslip-Verbrauchs in der Frauenklinik

Gefertigte Einmalslip-Spender
Gebrauch von Einmalslip-Spender
CNC-Fräsmaschine beim Fräsen der geometrischen Abwicklung
Aufheizen der letzten Biegekante

Kostensenkung bei Verbrauchsmaterialien
"Hygienischer Zugriff bei Einmalslips nach Bedarf"

H. Baer, K. Dannenberg, D. Heinze, F. Zartnack
In Zusammenarbeit mit Brigitte Mangelsdorf, Evelyn Schmidt und Freya Hanisch (Klinik für Geburtsmedizin, CVK)
W. Merten
(Zentrale Personaldienste, CCM)

Diese Aufgabe ist durch einen Verbesserungsvorschlag aus dem Kreis der Mitarbeiterinnen entstanden und mit Unterstützung des Zentralen Personaldienstes auf den Stationen 37 und 38, CVK verwirklicht worden.

Neu aufgenommenen Patientinnen wurde früher ein Vorrat von Einmal-Slips vom Typ "Molipants" zur Aufbewahrung in ihrem persönlichen Nacht­schrank übergeben und bei Bedarf ergänzt. Einmal ausgegebene Slips wurden nach Entlassung der Patientinnen verworfen.

Durch einen Spender im Patienten­zimmer bzw. in den jeweiligen Nass­zellen soll nun gewährleistet sein, dass in Zukunft nur so viele Slips, wie tatsächlich benötigt, entnommen werden.

Dazu wurde ein Spender aus Plexiglas entwickelt und gebaut, der ein leichtes Füllen und ein hygienische Entnehmen der Slips zulässt.


Der Spender konnte durch die Anwendung der computergesteuerten CNC-Frästechnik und einer Biegetechnik aus einem Stück gebaut werden, Klebungen wurden dadurch überflüssig.

Prozessorientiertes Qualitätsmanagement

Qualitätsmanagement Normen Bereich
Modell des prozessorientiertes Ansatzes

Prozessorientiertes Qualitätsmanagement


"Zertifizierung der Tierexperimentellen Einrichtung nach DIN EN ISO 9001:2000 durch die DQS GmbH (Deutsche Gesellschaft zur Zertifizierung von Management­systemen)"

F. Zartnack
In Zusammenarbeit mit Frau Beate Bott, Dr. H.-H. Hiller und PD Dr. C. Große-Siestrup
(Tierexperimentelle Einrichtung, CVK)

Das Qualitätsmanagement-System für die Tierexperimentelle Einrichtung wurde prozessorientiert aufgebaut, d.h. es wurden 5 Management-, 9 Kern- und 5 Stütz-Prozesse definiert und deren Ablauf und Wechsel­wirkungen festgelegt und be­schrieben. Dabei stehen die Anpassungen der Prozesse mit dem Ziel einer hohen Kundenzufriedenheit durch ständige Verbesserung im Vordergrund.

Es bestanden folgende Gründe, die Zertifizierung nach
DIN EN ISO 9001:2000 anzustreben:

1. Optimierung des vorhandenen Qualitätsmanagements

Neben der Erfüllung von Kundenforderungen, die heute fast jedes Unternehmen als Unternehmensziel angibt, ist eine Zertifizierung die Chance zur Verbesserung des vorhandenen, in den meisten Fällen schon erfolgreich angewandten Qualitätsmanagementsystems. Die Not­wendig­keit der Dokumentation, z.B. in einem Qualitätsmanagement-Handbuch, sollte zum Anlass genommen werden, vorhandene Prozesse und Abläufe zu überdenken, zu verbessern und die Zuständig­keiten (Verantwortungen und Befugnisse) festzulegen. Die eigentlich interes­sante Zielsetzung einer Zerti­fizie­rung ist die Verbesserung des vor­handenen Qualitäts­mana­ge­ment­systems bzw. der vorhandenen Qualitätsstandards ist.

2. Know-How – Sicherung

Durch eine auffindbare, nachvollziehbare und fortlaufende Doku­men­tation von Arbeitsabläufen und deren Rahmenbedingungen werden aktuelle Erkenntnisgewinne und bereits angewendete und bewährte Arbeitsprozesse gesichert und für die befugten Mitarbeiter bereit gehalten.

3. Nachvollziehbarer tierschutzgemäßer Umgang mit Versuchstieren

Durch das dokumentierte Qualitätsmanagementsystem lässt sich der tierschutzgemäße Umgang mit Versuchstieren, sowohl in der Haltung als auch im Experiment, der Öffentlichkeit umfassend darstellen. Die Erfüllung der gesetzlichen Auflagen wird durch ein "gelebtes" QM-System ebenfalls leichter und nachvollziehbar dokumentiert.

4. Erfüllung von Leistungsanforderungen bei Aufträgen von externen kommerziellen Nutzern

Das Angebot von Leistungskapazitäten an Raum, Personal und Know-How der Einrichtung ist für externe kommerzielle Interessenten nur dann attraktiv, wenn erarbeitete Ergebnisse auf der Basis eines zertifizierten Qualitätsmanagements zustande gekommen sind.
Die Zertifizierung der Einrichtung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Zusammenarbeit universitärer Einrichtungen mit kommerziellen Unternehmungen, deren Produkte eine Zulassung benötigen.

5. Erfüllung höchster Qualitätsansprüche der Einrichtung zur Erreichung des Niveaus einer "Eliteuniversität".

Die erklärte Absicht, die CharitéUniversitätsmedizin Berlin auf das Niveau einer Eliteuniversität zu heben, wäre ohne die Zertifizierung der Einrichtung erschwert.

6. Zertifizierungsvorbild; als eine der 1. Tierexperimentellen Uni­ver­sitäts­einrichtung in Deutschland.

Mit einer Zertifizierung würde die Tierexperimentelle Einrichtung der CharitéUniversitätsmedizin Berlin im CVK eine Vorreiterrolle über­nehmen und somit auch eine öffentlich relevante Beachtung erzielen.

7. Rechtssicherheit von rechtsrelevanten Prozess- und Forschungs­nach­weisen.

Die angestrebte Zertifizierung der Einrichtung beinhaltet den leichten Nachweis von einzuhaltenden Rechtsvorschriften. Das Arbeiten mit einem Qualitätsmanagementsystem gewährleistet damit eine Erleichterung bei deren Einhaltung und Kontrolle.

Einbetthilfe für Knochenpräparate von Kleintieren

Haltevorrichtung zum Einbetten von Knochen
Haltevorrichtung zum Einbetten mit Knochen
Rattenfemur mit Titanplatte

Haltevorrichtung für Knochen
"Haltevorrichtung zum Einbetten von Kleintierknochen für die biomechanische Testung"

H. Baer
In Zusammenarbeit Dr. B. Wildemann, Dipl.-Ing. J.-E. Hoffmann
(Julius Wolff Institut, CVK)

Für eine optimale biomechanische Testung ist die richtige Ausrichtung des zu testenden Knochens notwendig. Eine Vorrichtung, die eine Ausrichtung von Kleintierknochen ermöglicht, wurde von den MTL entwickelt und hergestellt.
Durch verschiedene Gelenke wurde eine lotgerechte Einbettung von Knochen ermöglicht.

Die nachfolgenden biomechanischen Tests finden in einer "Zwick- Materialprüfmaschine" statt.
In diesem Fall wurde die Frakturheilung an einem Rattenfemur nach 42 Tagen untersucht.

Stereotaktischer Rahmen

Stereotaktischer Rahmen zur 3D-Positionierung
Schwenkbare Aufnahmevorrichtung

Stabile Fixierung eines Tierkopfes


"Untersuchung der Mechanismen der neurovaskulären Kopplung und deren physiologischen Bedeutung"

H. Baer, D. Heinze

In Zusammenarbeit mit PD Dr. U. Lindauer, Prof. Dr. U Dirnagl (Experimentelle Neurologie CCM)

Die Steigerung der Nervenzellaktivität führt zu einer lokalisierten Zunahme des zerebralen Blutflusses. Diese enge zeitliche und räumliche Kopplung von Nervenzellaktivität und begleitender Blutflussantwort bildet die Basis modernerer bildgebender Verfahren des Gehirns z.B. die funktionelle Kernspintomographie (fMRT), wobei die Mechanismen und die physiologische Bedeutung der neurovaskulären Kopplung nur unzureichend bekannt sind.

Für in vivo Untersuchungen an der Ratte, wird ein stereotaktischer Rahmen benötigt, der es ermöglicht, eine sichere und stabile Fixierung des Tierkopfes zu gewährleisten.

Dies ist nicht nur für optimale Präparationsbedingungen unter dem Operationsmikroskop zur Anlage eines kranialen Fensters von Bedeutung, sondern vor allem für die angewandten optischen Methoden der Blutfluss- und Hämoglobinoxygenierungsmessungen (Optical Imaging Spectroscopy, Laser
Speckle Contrast Analysis, Laser-Doppler Flowmetry,) und für die elektrophysiologischen Methoden zur Erfassung der Nervenzellaktivität.

Die stufenlos drehbare Kopfhalterung ermöglicht die genaue Platzierung und Einstellung des Messareals entsprechend den Anforderungen der Messsonden und Mikroelektroden. Durch die gering gehaltene Gesamtgröße der Haltevorrichtung wird darüber hinaus die angestrebte Platzierung der Messgeräte (DCC Kamera, Fiber-Sonden, Mikromanipulatoren für Mikroelektroden) möglichst nah am Versuchstier nicht behindert, wie es bei manch kommerziellen Systemen sonst häufig der Fall ist.

Plaque Untersuchungen im Kleintier-MRT

Phantomschlitten mit eingegossenem Mäuseherz
Phantomschlitten mit 3 eingegossenen Aortenbögen
Protonengewichtetes MRT Bild mit drei Mausaortenbögen ex-vivo aufgenommen im Phantomschlitten, eingebettet in 1%iger Agarose.

Plaque in herznahen Gefäßen bei Mäusen
"Organ-Phantomschlitten für das 7 Tesla - MRT"


K. Dannenberg, F. Zartnack

In Zusammenarbeit mit Dr. T. Dietrich; K. Atrott; PD Dr. E. Nagel; PD Dr. K. Graf, (Klinik für Innere Medizin und Kardiologie des Deutschen Herzzentrums Berlin, Direktor Prof. Dr. E. Fleck)

Um möglichst eine mikroskopnahe Auflösung von Herzen und Gefäßen einer Maus mittels eines 7 Tesla MRT (Gerätetyp: PharmaScan 70/16, Bruker, Ettlingen) zu erlangen, muss in diesem hochauflösenden MRT mit Sequenzen gemessen werden, die die zeitliche Zumutbarkeit einer in-vivo Untersuchung am Tier weit überschreiten würde.

Mit einer Auflösung von 79 μm x 79 μm in der Ebene und eine Schichtdicke von 109 μm bei 4 Sequenzen unterschiedlicher Gewichtungen, T1w ; T1w mit Fettunterdrückung; T2w und PDw werden Messzeiten von 16 Stunden erreicht. Aus diesem Grunde wurden die Organe explantiert und ex-vivo im MRT gemessen.

Um die Reproduzierbarkeit der 16 Stunden Messungen von verschiedenen Organen verschiedener Tiere zu erreichen, wurden in den Medizinisch-Technischen Laboren Phantomschlitten entwickelt und gebaut (Abb. 1).

Die zu untersuchenden Organe wurden in Agarose (1%) eingegossen.

Die Phantomschlitten sind so dimensioniert, dass sie genau in eine Mauskörperspule mit 38 mm Durchmesser des 7T MRT passen.

Kinetik des Massentransfers bei Inhalationsanästhetika

Zwei Kühl-Heizplatten mit den zugehörigen Steuergeräten
Steuergerät mit Anschluss für Lüfter und Peltierelemente, sowie den Tasten zur Temperaturwahl und dem Hauptschalter
Oberseite der Kühl-Heizplatte mit 20 Applizierungskammern
Unterseite der Kühl-Heizplatte mit Lüfter

"Thermostatisierung mit den Kühl-Heizplatten (KHP1-3)": Thermostatisierung von kleinen Proben

in Zusammenarbeit mit Dr. N. Wüstneck, Dr. habil. R. Wüstneck, Prof. Dr. med. U. Pison (Klinik für Anästhesiologie mit Schwerpunkt operative Intensivmedizin CCM/CVK)

 

Für die Untersuchungen zur Kinetik des Massentransfers (Diffusion in der Gasphase, Adsorption, Diffusion in der flüssigen Phase, Absorption) der Inhalationsanästhetika unter verschiedenen Bedingungen werden diese in ein Captive-Bubble Surfactometer appliziert, um Veränderungen während des Lösungsprozesses zu verfolgen. Mit Hilfe von insgesamt drei Kühl- Heizplatten wird die Thermostatisierung von kleinen Proben von gasförmigen Inhalationsanästhetika (Halothan, Isofluran, Sevofluran) erreicht.



Die in den MTL entwickelten und gebauten Geräte (Abb. 1) dienen zur Abkühlung oder Erwärmung einer Platte mit je 20 Applizierungskammern gleicher Temperatur.

 

Die gewünschte Temperatur kann mit Tasten, unterhalb der Anzeige, im Bereich von +4° bis +40°C frei gewählt werden, sie wird mit Hilfe von zwei Peltierelementen erzeugt, die Anzeige erfolgt über ein Display (Abb. 2).

 

Die Temperaturregelung wird mit einem Regler Typ "JUMO iTron32" erreicht. Der Regler besitzt drei Tasten (P,▼,▲) die zur Navigation und zum Einstellen der gewünschten Temperatur benötigt werden.

 

Die Zeitverzögerung zum Erreichen der Sollwerttemperatur beträgt bei der Abkühlung 1-16 min und beim Aufheizen 1-4 min. Die elektrische Sicherheit wurde durch einen Sachverständigen der Firma Charité Facility Management GmbH (CFM) überprüft.

Laserausrichtung

Ausrichtung mit Linienlaser
Linien-Laser-Block zum Erzeugen von definierten horizentalen und vertikalen Linien
Vertikale Ausrichtung von Probekörpern mit Hilfe der Projektion von zwei Laserlinien
Punktgenaue Ausrichtung von Probekörpern mit Hilfe der Linien-Lasereinrichtung mit horizontaler und vertikaler Bezugslinie

Lasershow für die richtige Richtung

"Ausrichtung der Prüfkörper vor dem Einbetten"

in Zusammenarbeit mit J.-E. Hoffmann, Prof. Dr. G. Duda, Julius Wolff Institut, AG Biologie der Knochenheilung, CharitéCentrum 09 für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, CVK

Bei den unterschiedlichsten biomechanischen Testungen ist die richtige Ausrichtung des zu testenden Prüfkörpers  notwendig und von elementarer Bedeutung. Dabei ist es oft schwierig, eindeutige Bezugspunkte zu definieren, zu erkennen und dem Probekörper zuzuordnen.

Die im CWW gebauten Linienlaserblöcke sollen dabei helfen.

 

 

Einbettvorrichtung für Testknochen

Einbettvorrichtung
Positioniervorrichtung zur Einbettung von "kleinen Knochen"
Einseitig eingebetteter Rattenfemur
Beidseitig eingebetteter Rattenfemur in einer "BioDynamic TestBench" der Fa. BOSE zur dynamischen Torsionsprüfung

Knochen in richtiger Position

"Kleine Knochen im Test"

in Zusammenarbeit mit Dr. D. Toben, J.-E. Hoffmann, Prof. Dr. G. Duda, Julius Wolff Institut, AG Biologie der Knochenheilung, CharitéCentrum 09 für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, CVK

Für eine optimale biomechanische Testung ist die richtige Ausrichtung des zu testenden Knochens notwendig. Eine Vorrichtung, die eine Ausrichtung von Kleintierknochen ermöglicht, wurde von den MTL entwickelt und hergestellt.

Durch verschiedene Gelenke wurde eine lotgerechte Einbettung von Knochen ermöglicht.

Die nachfolgenden biomechanischen Tests finden in einer "BioDynamic TestBench" der Fa. BOSE statt.

Steuereinheit mit Motor zur Muskelkraftmessung

Gerät zur Muskelkraftmessung
Controllergesteuertes Vorgängermodell eines Stimulators zur intra-muskulären Stimulation bei Ratten

"Muskelregeneration durch das lokale Applizieren von autogenem Knochenmarkderivat":
Kräftemessen an Muskeln

in Zusammenarbeit mit PD Dr. G. Matziolis, CharitéCentrum 09 für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie CCM/CVK (Direktor: Prof. Dr. N. Haas)

Unzureichende posttraumatische Regeneration der Skelett-Muskulatur verbunden mit fortlaufendem funktionalen Mangelzustand ist ein weiterhin bestehendes ernstes Problem der Orthopädie und der Unfallchirurgie.

Eine Transplantation von autogenetischen Precursor (Vorläufer)-Muskelzellen hat viel versprechende Resultate bei der Muskelheilung aufgedeckt, die allerdings mit erheblichem Aufwand bei der Akquirierung von Spendern verbunden sind. Das Ziel dieser Studie war es, zu untersuchen, ob reguläre Muskelregeneration durch das lokale Applizieren von autogenem Knochenmarkderivat (im Rattenmodell mit einem stumpfen Trauma) verbessert werden kann.

Zur Stimulation der Muskulatur wurde ein Gerät entwickelt, das Strom-impulse von 0-20mA bereitstellt. Dieser Stimulator sollte über ein computerbasiertes Programm steuerbar sein, welches der Auftrag¬geber bereits für das Controllergesteuerte Vorgängermodel (Abb. 1) entwickelt hat.

Das neue Gerät ist über eine PCMCIA-Karte mit einem Laptop verbunden und ermöglicht sowohl die Stimulation der Muskulatur als auch die Steuerung eines Motors einer Haltevorrichtung zur Straffung der Extremität. Die Forderungen nach einem geringen Gewicht und einer hohen Motorleistung der Haltevorrichtung erfüllten eine Konstruktion aus Aluminium und ein Schrittmotor der Firma McLennan. Dadurch konnte die elektromechanische Erweiterung an das vorhandene System unkompliziert angebunden werden.

Publikation

Autologous Bone Marrow-Derived Cells Enhance Muscle Strength Following Skeletal Muscle Crush Injury in Rats
[TISSUE ENGINEERING, Volume 12, Number 2, 2006]

ElektronenSpinResonanz-Spektroskopie (ESR)

Positionierungsvorrichtung und Abstandshalter für In-vivo Messungen am Unterarm von Patienten und Probanden
Probenhalterung zur Messung von flüssigen Proben und Haut-biopsien

Probenhalter für ein ElektronenSpinResonanz-Spektrometer

"Mit der ESR-Spektroskopie auf der Suche nach freien Radikalen"

In Zusammenarbeit mit
Prof. Dr. Dr.-Ing. J. Lademann, S. Haag, PD Dr. M. Meinke, Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allerologie, CharitéCentrum 12, CCM

Freie Radikale spielen bei vielen Hauterkrankungen eine wichtige Rolle, sie sind unter anderem an der Entstehung von Hautkrebs und entzündlichen Hauterkrankungen beteiligt, werden aber auch durch Einwirkung externer Stressfaktoren in der Haut gebildet und können zu einer beschleunigten Hautalterung führen.

Für den Nachweis freier Radikale ist die ESR-Spektroskopie die Methode der Wahl, die auch in der Dermatologie enorm an Bedeutung gewonnen hat. Bereits jetzt kann mit der ESR-Spektroskopie die durch die UV-Strahlen der Sonne hervorgerufene Radikalbildung an Hautbiopsien gemessen werden.

Mit dieser Methode ist es z.B. möglich, die Schutzwirkung von Sonnen-cremes und anderen kosmetischen oder medizinischen Cremes zu bestimmen.
Mit dem ESR-Spektrometer werden auch In-vivo Messungen an der Haut von Patienten und Probanden ermöglicht, womit neue Erkenntnisse über den Einfluss von freien Radikalen bei der Entstehung und dem Verlauf von Hauterkrankungen gewonnen werden können.

Für In-vivo Messungen am Unterarm von Patienten und Probanden ist es von großer Bedeutung, dass bei wiederholten Messungen der Unterarm stets gleich im Spektrometer positioniert wird. Nur unter diesen Bedingungen sind zuverlässige reproduzierbare Messungen möglich. Hierfür wurde in den MTL eine speziell angepasste Vorrichtung entwickelt und angefertigt, die am Spektrometer fest angeschraubt wird. Sie ermöglicht außerdem, dass der Abstand zwischen Messschleife und der Haut des Unterarms stets gleich groß ist. Die Positionskontrolle wird zudem durch einen kreisrunden Ausschnitt in der Vorrichtung ermöglicht.

Auch die Probenhalterung für flüssige Proben und Hautbiopsien wird fest an das Spektrometer angeschraubt. Das reproduzierbare Messen von flüssigen Proben wird durch eine höhenverstellbare Halterung für Reaktionsgefäße gewährleistet. Zudem erlaubt die Vorrichtung eine stets gleiche Platzierung der Hautbiopsien und somit eine sehr gute Reproduzierbarkeit der Messergebnisse.

Untersuchung der Hautmastozytose

Darierometer
Darierometer mit treppenförmigem Justierblock
Darierometer mit Desinfektionswanne

Darierometer

"Der standardisierte Reiz"

In Zusammenarbeit mit
Prof. Dr. M. Maurer, Dr. F. Siebenhaar, Dr. M. Magerl, Allergie-Centrum-Charité/ECARF, CharitéCentrum 12 für Innere Medizin und Dermatologie, CCM

Die "Hautmastozytose" (Urticaria pigmentosa) ist eine Erkrankung, bei der eine Vermehrung von Mastzellen in der Haut zu meist punktförmigen, bräunlich-rötlich gefärbten Hautveränderungen führt, die auf mechanische Reizung, z.B. durch Kratzen mit Rötung, Quaddelbildung und Juckreiz reagieren.

Um eine definierte Hautfläche (Rechteck der Größe 50 x 50mm) standardisiert reizen zu können, wurde das sogenannte Darierometer entwickelt. Mit ihm wird die Haut mittels 25 Edelstahlstiften gereizt. Die Edelstahlstifte sind in zwei parallelen Reihen in einem Abstand von 0-11mm angeordnet. Jeder Stift kann einzeln in seiner Höhe verstellt werden. Die Edelstahlstifte befinden sich in einem beweglichen Schlitten, welcher für die Reizung durch eine mechanische Bewegung über die Haut geführt wird.

Vor der Versuchsdurchführung werden die Höhen der einzelnen Stifte mit Hilfe des treppenförmigen Unterstellblocks und einem gleichschenkligen Inbus¬schlüssel eingestellt.

Nach der Höheneinstellung wird die Vorrichtung mit dem großen weißen Knauf auf der zu reizenden Hautfläche fixiert. Danach wird der Schlitten mit dem kleinen transparenten Knauf über die Haut geführt.

Bei Anwendung der vorliegenden Vorrichtung kann es zu Kratz-verletzungen der Haut kommen. Um Gefahren durch übertragbare Erreger zu vermeiden, muss die Vorrichtung nach jedem Probanden desinfiziert werden.

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Jan-Erik Ode

Leiter Centrum Wissenschaftliche Werkstätten

Jan-Erik Ode
Alexander Schill

Arbeitsvorbereitung / Konstruktion

schill a