PATIENTENINDIVIDUELLE SCHULTERIMPLANTATE DURCH FE-SIMULATIONEN UND ADDITIVE FERTIGUNG
unter Verwendung der additiven Fertigungstechnologie und einer
präoperativen Simulation
Die IMPETUS Plastics Engineering erarbeitet gemeinsam mit dem LMU Klinikum München und der Technischen Hochschule Rosenheim eine Prozesskette zur Erstellung patientenindividueller Schulterimplantate im Rahmen eines Forschungsprojektes der Förderlinie Digitalisierung (BayVFP) des Freistaates Bayern.
Die mechanische FE-Analyse der Schulterpartie spielt dabei eine zentrale Rolle. Ebenso das automatische Generieren einer optimalen Form des individuellen Implantats, angepasst auf die additive Fertigung.
Ein häufiger Grund für unvermeidliche Folgeeingriffe nach dem Einsetzen eines Schulterimplantats ist die Instabilität der Prothese. Meist ist hier die Verankerung in der Knochenstruktur der entscheidende Faktor. Jeder Mensch besitzt eine individuelle Form der Schulter und einen stets unterschiedlichen Aufbau der Knochenstruktur.
Mittels hochspezialisierter Verfahren übernehmen wir die Steifigkeiten der unterschiedlichen Knochenschichten in die FE-Analyse. Quelle ist der Computertomografie-Scan der Schulter. Anhand der Grauwerte lässt sich die Steifigkeit der Knochenschichten bestimmen und in die mechanische Analyse einbinden. Die Simulationsergebnisse werden mit Tests von realen Schulterknochen abgeglichen.
So ist es das Ziel des Forschungsvorhabens, lange vor der OP virtuell zu testen wie sich das eingesetzte Implantat bei Belastung verhält und wie stabil es sitzt. Es sollen so iterativ patientenindividuelle Implantate generiert werden. Die Gestalt der Implantate ist dabei auf den Einsatz der additiven Fertigungstechnologie als Fertigungsverfahren optimiert. Diese Techniken eignen sich sowohl wegen der individuellen Fertigung einzelner Komponenten als auch wegen der besonderen Designfreiheit. Weiterhin ist es Ziel des Vorhabens, die Prozesskette voll automatisiert zu gestalten.
Wir bedanken uns sehr beim Bayrischen Staatsministeriums für Wirtschaft für die Förderung dieses Forschungsprojekts.
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