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3D-gedruckte Wirbelsäulenimplantate aus Zusammenarbeit von Renishaw, IMR und nTopology

Auf 3. April 2019 von Ann-Kathrin L. veröffentlicht
wirbelsäulenimplantate

Renishaw hat vor kurzem angekündigt, dass es mit Irish Manufacturing Research (IMR) und nTopology zusammenarbeiten wird, Wirbelsäulenimplantate durch additive Fertigung herzustellen und die Vorteile davon aufzuzeigen. Diese Zusammenarbeit soll auch zeigen, wie viel effizienter der Übergang von Design zur additiven Fertigung sein kann, wenn man mit Partnern zusammenarbeitet.

Additive Fertigung revolutioniert Anwendungen im medizinischen Bereich

Renishaw, mit Sitz in Großbritannien, ist ein globales Maschinenbauunternehmen und ein führendes Unternehmen in der additiven Fertigung. Das Unternehmen liefert Produkte für unterschiedliche Anwendungen wie die Herstellung von Strahltriebwerken und Windkraftanlagen bis hin zur Zahnmedizin und Gehirnchirurgie. Das jüngste Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung einer Lösung für Patienten mit Erkrankungen, die ihre Wirbelsäule betreffen. Zu den Erkrankungen gehören degenerative Bandscheibenerkrankungen, Bandscheibenvorfälle, Spondylolisthese, Spinalkanalstenose und Osteoporose. Wenn sich die 3D-gedruckten Wirbelsäulenimplantate als erfolgreich erweisen, könnten sie bei der Operationszeit optimieren und die Zahl der Revisionsoperationen senken. Dies würde zu einer Minimierung der Ressourcen und einer Senkung der Kosten im Gesundheitswesen führen.

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Bindnachweis: Renishaw

3D gedruckte Wirbelsäulenimplantate: Der Herstellungsprozess

IMR, führendes Unternehmen für Forschung und Technologie, entwickelte ein repräsentatives Titan-Wirbelsäulenimplantat mit der generativen Designsoftware von nTopology. Anschließend wurden die entsprechenden Implantate mit dem Renishaw RenAM 500M Metall-3D-Drucker hergestellt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden ermöglicht der 3D-Druck die Erstellung komplexer  Strukturen, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden gar nicht hergestellt werden könnten.

Ed Littlewood, Marketing Manager der Medical and Dental Products Division von Renishaw, erklärt: „AM kann zur Herstellung von Implantaten mit Gitterstrukturen verwendet werden, die mit herkömmlichen Fertigungstechniken nicht erreicht werden können. Ein Implantat mit Gitterstruktur ist leicht, kann auf die erforderlichen Belastungsbedingungen optimiert werden und hat eine größere Oberfläche, die die Osseointegration unterstützen kann. Daher können AM-Implantate so konzipiert werden, dass sie die mechanischen Eigenschaften des Knochens nachahmen, was zu besseren Ergebnissen bei Patienten führt. Aber all das führt zu nichts, wenn man nicht über die Werkzeuge verfügt, um das Design zu erstellen.

Das Gleiche gilt für die Software zur Konstruktion der Implantate: Traditionelle CAD-Tools wurden nicht für die Konstruktion komplexer Strukturen entwickelt. Die Software von nTopology vereinfachte den gesamten Konstruktionsprozess. Matt Rohr, Application Engineering Manager bei nTopology, erklärt: „Wir haben die Konstruktionszeit komplexer Strukturen von Tagen auf Minuten reduziert, was eine wichtige Komponente war, um in diesem Projekt auf dem Laufenden zu bleiben„.

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Schließlich kommentierte Sean McConnell, Senior Research Engineer am IMR, „Renishaw arbeitete unermüdlich mit uns zusammen, um den AM-Prozess zur Herstellung der Wirbelsäulenimplantate zu verbessern. Gemeinsam haben wir eine Reihe von Experimenten entwickelt, die die am besten geeigneten Parametereinstellungen für das Produkt liefern. Dadurch haben wir den Nachbearbeitungsaufwand für die wichtigsten Merkmale der Implantate um den Faktor zehn reduziert.

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