Konstruktion und Fertigungsverfahren
Der 3D-Druck hat in der Medizintechnik einen wichtigen Platz eingenommen, da er es ermöglicht, komplexe anatomische Strukturen und Komponenten für medizinische Geräte schnell und präzise herzustellen. Ein Beispiel für den Einsatz von 3D-Druck in der Medizintechnik ist die Herstellung von patientenspezifischen Orthesen, die perfekt an die individuelle Anatomie des Patienten angepasst sind. Daneben können anatomische Drucke bei der Anpassung von Implantaten helfen. Die Forschungsgruppe untersucht daneben auch weitere Fertigungsverfahren wie den Silikonguss für die Herstellung von Phantomen für die Validierung von Bildgeführten Navigationsverfahren.
Kontakt
Augewählte Projekte
3D Druck für die orthopädische Chirurgie
Ansprechpartner: Prof. Dr. N. Babel, Prof. Dr. S. Remmele
Partner: Dr. Helmut Ersch, Orthopädie, Krankenhaus Agatharied
Bachelorarbeit Edith Gramotke (2021)
Zurzeit werden in der Medizintechnik verschiedenste Verfahren erforscht, um Implantate präoperativ entweder an virtuellen Knochenstrukturen oder mittels 3D-gedruckter Modelle vorab an die Anatomie anzupassen.
In dem Projekt wurde ein Prozess zur Generierung von patienten-individuellen 3D Drucken entwickelt, an welchen präoperativ Implantatanpassungen vorgenommen werden können. Durch die Planung vor der Operation lässt sich die Operationszeit verkürzen, da die Implantatform nicht mehr mehrmalig während der Operation optimiert werden muss. Dies bedeutet für den Patienten einen geringeren Blutverlust und damit einhergehend eine schnellere Genesung und ein kürzerer Krankenhausaufenthalt. Es wurden sowohl der Prozess zur Segmentierung der CT-Daten als auch zum 3D Druck optimiert und in Zusammenarbeit mit dem Krankenhaus Agatharied evaluiert. Bis heute konnten bereits einige Operationen auf diese Weise geplant werden, laut Aussage der Ärzte werden dabei ca. 45min Operationszeit gespart. Edith Gramotke und der Hochschule Landshut wurden dafür der Innovationspreis der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Krankenhaustechnik 2022 verliehen (mehr).
Unterarmgehstütze
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel, Prof. Dr.-Ing. Raimund Kreis
Projektpartner: Björn Furche (Ossenberg GmbH)
Bachelorarbeiten: Veronika Selmaier (2022), Asena Kus (2023)
Gehhilfen wie z.B. Unterarmgehstützen nach DIN EN ISO 11334-1 (ugs. Krücke) werden häufig kurzzeitig nach Unfällen oder Verletzungen eingesetzt. Der demographische Wandel und die steigende Lebenserwartung lassen jedoch eine zunehmende, langjährige Nutzung erwarten. Denn Gehstützen können einen wertvollen Beitrag zur Aufrechterhaltung der Mobilität bis ins hohe Alter leisten. Zur Erhöhung der Akzeptanz muss die Gehhilfe jedoch bzgl. Ergonomie und Komfort bestmöglich an den jeweiligen Nutzer angepasst sein. Außerdem muss sich das Image von der Krücke - womit umgangssprachlich jede Form von unausgegorenem Notbehelf bezeichnet wird – hin zum stylischen Accessoire wandeln.
Die Individualisierbarkeit bestehender Lösungen begrenzt sich häufig noch auf eine Längenverstellbarkeit. Aller-dings ist bereits ein Trend zu einer größeren Farben- und Formenvielfalt erkennbar. Ziel dieses Projektes ist es, z.B. mit Hilfe additiver Fertigungsverfahren, Unterarmgehstützen stärker an die individuellen Bedürfnisse und Wünsche der Nutzer anpassen zu können. Dies betrifft z.B. die Geometrie, Farben und Formen der Gehstütze so-wie die Integration von Zusatzfunktionen.ie Firma EBM Papst in Landshut über 40 Cardboard Headsets! (Video)
KREIS, R. Individuelle Unterarmgehstützen – Zeit- und Kostenersparnis durch Einsatz der Additiven Fertigung [online]. 2023. (Link) [Letzter Zugriff 08.03.2023]
KREIS, R., V. SELMAIER und N. BABEL. Individualisierte Unterarmgehstützen. Konstruktion & Entwicklung. 2022. Nr. 5, S. 28–31. (link) [Letzter Zugriff 27.09.2022].
KREIS, R., V. SELMAIER und N. BABEL. Individuelle Herstellung von Unterarmgehstützen durch 3D-Druck. Management & Krankenhaus. 2022. Nr. 4, S. 13. (link) [Letzter Zugriff 27.09.2022]
Opus
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel, Prof. Dr.-Ing. Raimund Kreis
Projektpartner: Dr. med. Helmut Ersch, Krankenhaus Agatharied
Bachelorarbeit: Nicolas Dietz (2023)
Orthesen kommen häufig nach Verletzungen oder bei Krankheiten zum Einsatz, um den Heilungsprozess zu unter-stützen. Dabei umschließen Orthesen Körperteile, um sie zu entlasten und/oder ruhig zu stellen.
In einigen Fällen reichen Orthesen mit Standardgeometrien nicht aus, sondern müssen individuell an den Patienten angepasst werden. Abformungen oder Eingipsungen am Patienten können, aufgrund des Körperkontaktes und der Dauer, während der der Patient in einer bestimmten Stellung verharren muss, unkomfortabel oder sogar schmerzhaft sein.
Ziel des Projektes ist es, Methoden zu entwickeln, mit denen patientenschonend und geringstmöglichem Aufwand individuelle Handorthesen hergestellt werden können, ggf. sogar direkt in einer medizinischen Einrichtung. Parallel dazu soll untersucht werden, ob sich mit Hilfe von CAD-Programmen Standardorthesen modellieren lassen, die on demand 3D-gedruckt werden können.