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Forschungsprojekt Vollautomatisierte Produktionsanlage für 3D-gedruckte Brustimplantate

Redakteur: Julia Engelke

Patientinnen, die ihre Brust durch Brustkrebs oder eine andere schwere Erkrankung verloren haben, können diese heute dank Implantaten dauerhaft und kosmetisch unauffällig rekonstruieren lassen. Gemeinsam mit der Bella Seno GmbH entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT eine automatisierte Produktionsanlage für Implantate aus einer Polymerstruktur, die eine Brustrekonstruktion aus Eigengewebe der Patientinnen ermöglicht.

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Die additiv gefertigten Polycaprolacton-Implantate für die Brustrekonstruktion von Bella Seno können nach der Implantation von körpereigenen Zellen besiedelt werden.
Die additiv gefertigten Polycaprolacton-Implantate für die Brustrekonstruktion von Bella Seno können nach der Implantation von körpereigenen Zellen besiedelt werden.
(Bild: Bella Seno GmbH)

Das Leipziger Unternehmen Bella Seno entwickelt Brustimplantate aus einer Polymerstruktur, die nach der Implantation von körpereigenen Zellen besiedelt werden kann. Das implantierte Material wird vom Körper innerhalb von zwei Jahren vollständig abgebaut, sodass die rekonstruierte Brust der Patientinnen nach dieser Zeit wieder komplett aus Eigengewebe besteht. Die Herstellung der resorbierbaren Implantate im 3D-Druck-Verfahren wird heute jedoch noch von vielen manuellen und damit auch fehleranfälligen Produktionsschritten begleitet. Bella Seno und das Fraunhofer IPT entwickeln nun im Forschungsprojekt Bella Factum eine vollautomatisierte Produktionsanlage, mit der sich der gesamte Herstellungsprozess der Implantate kontrollierter, effizienter und kostengünstiger gestalten lässt. So können in Zukunft noch mehr Patientinnen von dieser Art des natürlichen Brustaufbaus profitieren.

Ein industriell einsatzfähiger Prototyp der neuen Produktionsplattform soll innerhalb der kommenden drei Jahre fertiggestellt werden. Indem die beiden Partner alle Schritte in der Herstellung der Polymergewebe vollständig automatisieren, sollen Qualitätsschwankungen, menschliche Fehler und eine Kontamination der Implantate verhindert und die Anzahl der gefertigten Implantate vervielfacht werden.

Drei- bis vierfache Produktivitätssteigerung möglich

„Bislang mussten die wichtigsten Schritte im additiven Fertigungsprozess manuell durchgeführt werden“, sagt Dr. Navid Khani, Leiter der Forschung und Entwicklung bei Bella Seno. „Die BMBF-Förderung und die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPT ermöglichen es uns, eine drei- bis vierfache Produktivitätssteigerung für die kommerzielle Fertigung durch Robotik und Automatisierung zu erreichen. Sobald wir die neue Infrastruktur vollständig aufgebaut haben, werden wir in der Lage sein, in einer cloudbasierten Fabrik an verschiedenen Standorten zu fertigen und die Designs per Knopfdruck anzupassen. Solch eine vollständig skalierbare, automatisierte, cloudbasierte additive Fertigungsinfrastruktur für medizinische Implantate wurde bisher noch nie aufgebaut.“

Das Fraunhofer IPT steuert im Projekt Bella Factum seine Expertise in der Auslegung von Mechanik, Elektronik, Messtechnik und Software bei, die die Aachener Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bereits verschiedenen erfolgreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten unter Beweis gestellt haben.

„Das gemeinsame Projekt kombiniert das umfangreiche Wissen von Bella Seno im 3D-Druck hochwertiger resorbierbarer Implantate mit der langjährigen Erfahrung des Fraunhofer IPT in der Entwicklung vollautomatischer Reinraum-Produktionsanlagen“, erläutert Ferdinand Biermann, Leiter des Geschäftsfelds Life Science Engineering am Fraunhofer IPT.

Robotersysteme und intelligente Software unterstützen

Ziel der beiden Partner ist es, den Prototypen einer Produktionsanlage aufzubauen, die die Polymerzufuhr, die Handhabung der Implantate, die Qualitätskontrolle, die Etikettierung und die Aufzeichnung der sämtlicher Daten zur Rückverfolgung der medizinischen Produkte vollautomatisch steuert. Robotersysteme und intelligente Software tragen dazu bei, dass die Fertigung in allen Prozessschritten ohne unmittelbare menschliche Eingriffe rund um die Uhr durchlaufen kann.

„Ein frei beweglicher, autonomer Roboter, voll vernetzte Prozesseinheiten und adaptive, serviceorientierte Software ermöglichen eine reproduzierbare und qualitativ hochwertige Fertigung bei voller Flexibilität im Produktionsprozess. So wird Bella Seno in die Lage versetzt, Produkte auf den Markt zu bringen, die die Versorgungsqualität der Patientinnen immens verbessern. Gemeinsam mit unseren Partnern in Leipzig setzen wir damit einen neuen Maßstab für die automatisierte Produktion medizinischer Implantate“, freut sich Ferdinand Biermann.

Das Projekt wird für drei Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms KMU-innovativ unter dem Förderkennzeichen 13GW0497B gefördert.

Weitere Artikel über Auftragsfertigung und Fertigungseinrichtungen finden Sie in unserem Themenkanal Fertigung.

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