Eos

Additive Manufacturing trifft orthopädische Handwerkskunst

| Autor / Redakteur: / Kathrin Schäfer

Rundum durchdacht: Integrierte Verschluss-umlenker am Unterschenkel, stoffschlüssiges Gelenksystem, Bewegungsstopper mit Logo, integrierter Fersenausgleich und Verbindung des Fußinnenteils (DAFO) über Schnappdorne (v.l.n.r.).
Rundum durchdacht: Integrierte Verschluss-
umlenker am Unterschenkel, stoffschlüssiges Gelenksystem, Bewegungsstopper mit Logo, integrierter Fersenausgleich und Verbindung des Fußinnenteils (DAFO) über Schnappdorne (v.l.n.r.). (Bild: Plus Medica OT)

Bei stützenden Orthesen sind Orthopädietechniker meist auf Einzelanfertigungen angewiesen: Formen, Funktionen und Materialstärken müssen individuell auf den Patienten zugeschnitten sein. Bei komplexen Strukturen stoßen traditionelle Verfahren dabei oft an ihre Grenzen.

Zudem ist die Herstellung zeit- und kostenintensiv, was dem Wunsch nach schneller Verfügbarkeit entgegensteht. Plus Medica OT setzt auf den industriellen 3D-Druck, um diese Anforderungen in Einklang zu bringen. Mithilfe von Fertigungssystemen und Beratungsleistungen der Eos GmbH produziert das Unternehmen patientenindividuelle Orthesen, die mit traditionellen Verfahren kaum realisierbar wären.

Jeder Mensch ist einzigartig. Das gilt insbesondere für die Orthopädie, deren Ziel es ist, die Mobilität eines Menschen individuell zu unterstützen oder wiederherzustellen. Für einen optimalen Behandlungserfolg müssen Orthesen exakt auf die Anatomie des Patienten und die therapeutischen Erfordernisse abgestimmt sein. Sie werden daher als Einzelanfertigung oder in individualisierten Kleinserien produziert.

Bei komplexen Strukturen oder variierenden Materialstärken stoßen etablierte Verfahren an Grenzen

Bei der Konstruktion orientieren sich Orthopädietechniker bislang an den Möglichkeiten traditioneller Produktionsverfahren wie dem Gießen, Umformen, Modellieren und auch Fräsen. Doch bei komplexen Strukturen oder variierenden Materialstärken stoßen diese etablierten Verfahren an ihre Grenzen. Gilt es beispielsweise, mehrere Funktionen in einem Produkt zu vereinen, so müssen einzelne Bauteile von Hand zu einer fertigen Orthese zusammengefügt werden, was mit einem hohen Zeitaufwand verbunden ist. Gleichzeitig sollen Orthesen möglichst schnell verfügbar sein, um Patienten mit neurologischen Grunderkrankungen wie Lähmungen, Schlaganfall oder Multipler Skle­rose in ihrer Mobilität zu unterstützen. Bei der Behandlung von Kindern kommt hinzu, dass sie sehr schnell wachsen und Hilfsmittel daher häufig erneuert werden müssen.

Plus Medica OT hat sich daher zum Ziel gesetzt, die Patientenversorgung mithilfe des industriellen 3D-Drucks zu optimieren. „Wir verbinden orthopädische Handwerkskunst mit den Vorteilen additiver Herstellung“, so Alexander Hülk, Orthopädietechnikmeister bei Plus Medica OT.

Das Potenzial des 3D-Drucks für orthopädische Betriebe nutzbar machen

Additiv gefertigte Orthesen entwickelt, konstruiert, produziert und vertreibt Plus Medica OT bereits seit 2015. Zentrales Anliegen ist es, das Potenzial dieser Technologie für eine bessere Patientenversorgung einzusetzen und für orthopädietechnische Betriebe nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck hat sich das Unternehmen auf die wirtschaftliche und technische Optimierung mit Blick auf die Form und Funktion solcher Bauteile spezialisiert. Als erster 3D-Druckdienstleister für die Orthopädietechnik weltweit arbeitet Plus Medica OT deshalb in enger Abstimmung mit den versorgenden Orthopädietechnikern vor Ort. Nur durch die Abstimmung aller Prozesse in Konstruktion und additiver Fertigung auf die Anforderungen der Orthopädietechnik sind bestmögliche Ergebnisse realisierbar.

Das Unternehmen kooperiert dabei mit Eos, einem Technologieanbieter im Bereich des industriellen 3D-Drucks. Dieser bietet nicht nur die nötigen Systeme und Werkstoffe, sondern unterstützt Anwender auch während des Entwicklungs- und Fertigungsprozesses. „Von Eos wurden wir sehr partnerschaftlich und kompetent beraten, zum Beispiel bei der Wahl des passenden Materials“, erklärt Alexander Hülk. Applikationsspezialisten mit Erfahrung in der Medizintechnik halfen ihm, eigenes Know-how aufzubauen und die Möglichkeiten der Technologie voll auszuschöpfen. Für Fragen zur Designoptimierung oder Funktionsintegration stehen sie ihm auch heute jederzeit als Ansprechpartner zur Verfügung.

Ein Laserstrahl baut Bauteile Schicht für Schicht auf

Ausgangsbasis für die Orthesen von Plus Medica OT bildet ein Gipsabdruck, der bei einem Orthopädietechniker vom Patienten abgenommen wird. Die Orthese wird direkt auf dem Gipsmodell geplant. Anschließend schickt der Orthopädietechniker das Gipsmodell mit einem Bestellformular zu Plus Medica OT. Dort wird das Gipsmodell über einen 3D-Scanner digitalisiert. Mit einem CAD-Programm konstruiert Plus Medica OT die Orthese und übergibt die Konstruktionsdaten an das Fertigungssystem, eine Eos P 396.

Ergänzendes zum Thema
 
Additive Fertigung (AM) – ihre Vorteile und Funktionsprinzipien
Die Additive Fertigung bezeichnet einen Prozess, bei dem auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird.

Ein Laserstrahl baut dann aus einem feinen Pulverwerkstoff Schicht für Schicht das Bauteil auf. So ist jede erdenkliche Form ohne den Einsatz eines speziellen Werkzeugs realisierbar. Als Material wird ein nylonbasiertes Polymer mit einer hohen Steifigkeit und Schlagzähigkeit verwendet, das bei hoher Belastung nicht splittert oder bricht. Die Verletzungsgefahr für den Patienten ist somit geringer.

Jeder Mensch ist einzigartig – das gilt besonders für die Orthopädie

Die additive Fertigung ermöglicht Plus Medica OT, Hilfsmittel mit neuen Lösungsansätzen in höchster Qualität zu fertigen. Dabei sind komplexe Strukturen problemlos möglich. Zudem können innerhalb einer Orthese unterschiedliche Materialstärken eingesetzt werden – je nachdem, ob für einen Bereich Flexibilität oder Steifigkeit gefordert ist. Standardteile wie Gelenke und Verschlüsse lassen sich an beliebiger Stelle in die Orthese integrieren. Dies gilt auch für Perforationen, die die Atmungsaktivität der Orthese verbessern. „Einige Geometrien, dünne Wandstärken und Funktionsintegrationen hätten sich mit traditionellen Herstellungsverfahren so nicht umsetzen lassen“, erklärt Alexander Hülk begeistert. So ist es möglich, Orthesen noch besser auf den Patienten abzustimmen als bisher. Auch optisch lässt sich das Hilfsmittel relativ einfach und kostengünstig individualisieren: Auf Wunsch des Patienten können Muster im Werkstück abgebildet werden, ohne den Produktionsprozess zu verlängern. Farbvarianten lassen sich durch nachträgliches Einfärben oder Lackieren realisieren.

Optimierungen im Hinblick auf Gewicht und integrierte Funktionen, hohe Atmungsaktivität, attraktives Design – für Alexander Hülk sind das entscheidende Faktoren für den Behandlungserfolg: „Niemand trägt gerne eine Orthese. Doch wenn man sie im Alltag kaum spürt und sie zudem noch gut aussieht, kann das die Tragedauer und damit den therapeutischen Erfolg der Orthese enorm erhöhen.“ Ein weiterer Vorteil der Eos-Technologie ist die einfache Reproduzierbarkeit der Bauteile: Einmal konstruiert, kann eine Orthese jederzeit erneut und in gleicher Qualität wieder produziert werden. Das ist zum Beispiel bei Kinderorthesen relevant, die mit gleicher Funktionalität und Struktur, aber veränderter Größe erneuert werden müssen. Setzen Orthopädietechniker zudem eigene 3D-Scanner ein, so wird auch der Designprozess verkürzt.

Lesen Sie auch:

Sitzt, passt, wackelt und hat Luft

3D-Druck

Sitzt, passt, wackelt und hat Luft

13.06.16 - Ob in der Forschung, der industriellen Fertigung oder im Krankenhaus: Der 3D-Druck revolutioniert die Medizintechnik. Denn mit ihm lassen sich Medizinprodukte passgenau fertigen. Welche Chancen bietet der Markt? Und welche Technik ist dafür bereits verfügbar? lesen

FDA-Sondergenehmigung für 3D-gedruckten Luftröhren-Splint

Eos

FDA-Sondergenehmigung für 3D-gedruckten Luftröhren-Splint

30.05.16 - Kürzlich wurde einem vierzehnjährigen Mädchen, das an der angeborenen Atemwegserkrankung Tracheobronchomalazie (TBM) leidet, ein 3D-gedruckter Luftröhren-Splint eingesetzt. Zuvor war es einem relativ kleinen Universitätsteam gelungen, ein OP-fertiges Implantat mit einem akademischen Forschungsbudget zu entwickeln. lesen

Weitere Artikel zu 3D-Druck finden Sie in unserem Themenkanal Fertigung.

Kommentare werden geladen....

Diesen Artikel kommentieren

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

DER COMMUNITY-NEWSLETTER Newsletter abonnieren.
* Ich bin mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung einverstanden.
Spamschutz:
Bitte geben Sie das Ergebnis der Rechenaufgabe (Addition) ein.
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44454971 / Fertigung)