Erforschung von 3D-gedruckten medizinischen Hilfsmitteln

3D-Drucker bieten nahezu unbegrenzte Gestaltungsmöglichkeiten – auch im Bereich der medizinischen Hilfsmittel. Denn so lassen sich zum Beispiel Orthesen individualisiert, kostengünstig, schnell und überall produzieren.

Tillmann Krane hat im Rahmen seiner Bachelorarbeit an der FH Münster mehrere Prototypen einer Handgelenks-Orthese für den 3D-Druck entwickelt. (Foto: Care Center Deutschland GmbH)

Ein Team im Labor für Biomechatronik der FH Münster unter Leitung von Prof. Dr. David Hochmann untersucht seit März 2020 dieses große Potenzial. Jetzt hat Tillmann Krane im Rahmen seiner Bachelorarbeit mehrere Prototypen einer Handgelenks-Orthese für den 3D-Druck entwickelt. Das Besondere daran: Die Designs nutzen die Möglichkeiten des 3D-Drucks gezielt aus.

„Die klassische Orthese ist meist schalenförmig. Dort legt man die Hand ein, ein Klettverschluss sorgt für sicheren Halt. Von diesen bekannten Designs wollte ich mich gedanklich lösen“, erklärt Krane, der vor seinem Studium eine Ausbildung zum Orthopädietechniker absolviert hat. Sein Prototyp ist atmungsaktiver und einfacher anzuwenden, bei einer vergleichbaren biomechanischen Wirkung. Und er ist individuell anpassbar. „Das ist der große Vorteil des 3D-Drucks. Denn hier wird die Orthese mit Hilfe eines digitalen Modells konstruiert und das bietet beim Design vielfältige Möglichkeiten. Zukünftig wird es auch möglich sein, vor dem Druck per Computer-Simulation zu prüfen, ob die Orthese die funktionellen und sicherheitstechnischen Anforderungen erfüllt.“

Seine Abschlussarbeit ist in Kooperation mit der Care Center Deutschland GmbH in Bochum entstanden. Dass er bereits im Studium die Möglichkeit hatte, an einem spannenden und gleichzeitig praxisrelevanten Thema zu arbeiten, findet Krane toll. „Es ist die enge Verbindung zwischen der methodischen Ausbildung und der praktischen Anwendung, die das Bachelorstudium der Technischen Orthopädie an der FH Münster so interessant macht“, sagt der 24-Jährige. Sein Studium hat Krane inzwischen abgeschlossen, an dem Thema 3D-Druck in der Orthetik arbeitet er jedoch weiter. Denn jetzt hat er bei dem Auftraggeber der Bachelorarbeit, der Care Center Deutschland GmbH, die Verantwortung für den Bereich 3D-Druck übernommen. „Immer mehr Sanitätshäuser rücken das Thema 3D-Druck in den Fokus und suchen Fachkräfte, die eine entsprechende Expertise mitbringen“, sagt Hochmann. „Darauf bereiten wir unsere Studierenden ideal vor, indem wir sie frühzeitig in laufende Projekte einbinden und ihnen dadurch die Möglichkeit bieten, sich weiterzuentwickeln und herauszufinden, in welchem Bereich sie später beruflich tätig sein möchten.“

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Die Designs nutzen die Möglichkeiten des 3D-Drucks gezielt aus. Sein Prototyp ist atmungsaktiver und einfacher anzuwenden, bei einer vergleichbaren biomechanischen Wirkung. Und er ist individuell anpassbar. (Foto: Care Center Deutschland GmbH)

Von den großen Vorteilen des 3D-Drucks sind Krane und Hochmann überzeugt. Manchmal müssen sie aber Überzeugungsarbeit leisten. „Es handelt sich um eine relativ neue Fertigungstechnologie, die natürlich kritisch beäugt werden darf. Ich bekomme das im Betrieb immer ganz gut gelöst, indem ich einfach mal zeige und erkläre, was sich mit 3D-Druck alles anstellen lässt – das überzeugt“, sagt Krane.

Seine Prototypen sind entstanden in einem von mehreren Arbeitspaketen im Projekt SIGMA3D – das steht für „Simulationsgestützte Medizintechnikplattform zur individuellen 3D-Hilfsmittelversorgung“. An dem von Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt arbeiten seit 1. März 2020 mehrere Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Das Labor für Biomechatronik der FH Münster ist an mehreren Arbeitspaketen federführend beteiligt.

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