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Medizintechnik

Individuelle Handorthesen mittels additiver Fertigung

Veröffentlichungsart

Wissenschaftliche Poster

Medien

Postersymposium Medizintechnik, Hochschule Landshut, 29.06.2023

Veröffentlichungsdatum

2023-06-29

Zitierung

Kreis, Raimund; Babel, Norbert; Dietz, Nicolas; Ersch, Helmut (2023): Individuelle Handorthesen mittels additiver Fertigung. Postersymposium Medizintechnik, Hochschule Landshut, 29.06.2023.

Autoren

Prof. Dr.-Ing. Raimund Kreis
Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel
Nicolas Dietz
Helmut Ersch

Medizintechnik

Individuelle Handorthesen mittels additiver Fertigung

Abstract

Orthesen kommen häufig nach Verletzungen oder bei Krankheiten zum Einsatz, wo sie den Heilungsprozess unterstützen sollen. Dabei umschließen sie Körperteile, um sie zu entlasten oder schädliche Bewegungen einzuschränken.
In einigen Fällen reichen Standardorthesen nicht aus, sondern sie müssen individuell an Patienten angepasst werden. Abform-ungen oder Eingipsungen am Patienten können unkomfortabel sein oder den Heilungsprozess sogar einschränken. Bei extra- und teilweise auch intraartikulären Grundgliedfrakuren der drei-gliedrigen Finger beispielsweise führten die Erfahrungen der Vergangenheit immer häufiger zu einer frühfunktionellen Be-handlung. Dabei soll ein nebeneinander zwischen Frakturheilung und Beübung stattfinden, Einsteifungen der Fingergelenke durch starre Gipsruhigstellung dadurch vermieden werden.
Die Fraktur wird in Lokalanästhesie reponiert und in Syndaktyliestellung mit einer sog. Fingerflinte an einen gesunden Nachbarfinger elastisch fixiert. In der geschaffenen, individuellen Schie-nenanordnung in intrinsic plus-Stellung ist ein aktives Bewegen der Finger in DIP- und PIP-Gelenk möglich (mehrmals täglich). Die funktionelle Anatomie mit umgebendem Zancolli-Haltekomplex führt zu einer Stabilisierung des Bewegungsablaufes mit Brace-ähnlichem Effekt und verhindert eine Redislokation Die funktionelle Orthese wird für 4 Wochen belassen, Röntgen-kontrollen erfolgen in der Orthese nach 1 und 4 Wochen.
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 wird unter-sucht, ob sich mit CAD-Programmen Standardorthesen model-lieren lassen, die on demand gedruckt werden können.
In den Abbildungen ist ein möglicher Ablauf zur Herstellung individueller Handorthesen, unter Verwendung eines Scanners, dem STL-Editor Meshmixer® sowie zwei verschiedenen 3D-Druckverfahren (Filament- und Pulverdruck), dargestellt. Pulverdrucker (Lasersinterverfahren) sind zwar im Verhältnis zu Filament-druckern (FFF-Verfahren) teurer, liefern dafür aber sehr gute Oberflächen und erfordern fast keine Nacharbeit. Bei Filament-drucken ist das Entstützen zeitaufwändig und die Oberfläche muss meist nachbearbeitet werden.
Zur Funktionserfüllung ist ein Schalenmodell zwar ausreichend, bei gleicher Wandstärke ist ein Gittermodell jedoch leichter und zudem atmungsaktiv. Bedeckte Hautpartien schwitzen nicht so stark, und von außen eintretende Feuchtigkeit trocknet schneller, was sich positiv auf Hygiene und Tragekomfort auswirkt. Der abgebildete Pulverdruck wiegt inkl. Klettbändern rund 50 g.
Bisher wurden verschiedene Protoypen gedruckt. Anwendungen an Patienten stehen noch aus.