{"id":42792,"date":"2022-12-05T12:00:23","date_gmt":"2022-12-05T11:00:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=42792"},"modified":"2022-12-02T10:40:35","modified_gmt":"2022-12-02T09:40:35","slug":"fuenf-fraunhofer-fingergelenken-051220221","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/fuenf-fraunhofer-fingergelenken-051220221\/","title":{"rendered":"F\u00fcnf Fraunhofer-Institutionen arbeiten an KI-gest\u00fctzten und 3D-gedruckten Fingergelenken"},"content":{"rendered":"

Es kann viele Gr\u00fcnde geben, weshalb die eigene Mobilit\u00e4t der Fingergelenke eingeschr\u00e4nkt ist: ob durch den Sport, einen Unfall oder auch durch Krankheiten wie rheumatoide Arthritis. Diese enorme Einschr\u00e4nkung, die Menschen mit eingeschr\u00e4nkten Fingergelenken erfahren, hat nicht nur physische, sondern auch psychische Auswirkungen, da sowohl im Privat- wie auch im Berufsleben nahezu jeder Mensch darauf angewiesen ist. Das Fraunhofer Institut f\u00fcr Additive Produktionstechnologien (IAPT<\/a>), Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Keramische Technologien und Systeme (IKTS), Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM), Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Werkstoffmechanik (IWM) und das Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Digitale Medizin (MEVIS) haben sich dahergehend zusammengeschlossen, um zuk\u00fcnftig an einer additiven L\u00f6sung f\u00fcr solche Menschen zu forschen, die unter nicht funktionsf\u00e4higen Fingergelenken leiden.<\/p>\n

Die f\u00fcnf Fraunhofer-Institutionen haben die Wichtigkeit von funktionierenden Fingergelenken erkannt, zumal diese Remobilisierung auch als Zukunftsmarkt der optimalen Versorgung von Betroffenen z\u00e4hlt. Unter dem Konsortium „FingerKIt“, stellen die Fraunhofer-Institutionen Fingerteile her, die mittels KI erstellt und anschlie\u00dfend auf den Patienten zugeschnittene Gelenksimplantate aus dem 3D-Drucker<\/a> her, welche bei Bedarf die eignen Fingerteile ersetzen k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Diese Herstellungsweise bietet Detailgenauigkeit und unterschiedliche Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4ten (Bild: Fraunhofer-Gesellschaft)<\/p><\/div>\n

Fingergelenke sollen aus Metall oder Keramik hergestellt werden<\/h3>\n

F\u00fcr das Projekt FingerKIt sollen f\u00fcr die personalisierbaren Fingergelenksimplantate Metall<\/a> oder Keramik<\/a> als Material hinzugezogen werden, welches eine schnelle, sichere und zertifizierte Herstellung mit sich bringt. Um dies auch tats\u00e4chlich in die Tat umsetzen zu k\u00f6nnen, entwickelte das Fraunhofer MEVIS in erster Linie eine KI gest\u00fctzte Software, die zur Errechnung der 3D-Modelle der Fingerknochen, ausgehen von 2D R\u00f6ntgenaufnahmen, dient. Zus\u00e4tzlich zeigt diese ebenfalls Fehlstellungen der Finger an und m\u00f6gliche Korrekturvorschl\u00e4ge. Im n\u00e4chsten Schritt geht es an den 3D-Druck durch das Fraunhofer IAPT, welche die individuellen Implantatdesigns drucken, wobei hier auf Metall-Binder-Jetting<\/a> zur\u00fcckgegriffen wird. Ist dieser wichtige Schritt durchgef\u00fchrt, geht es bei den additiv hergestellten Fingergelenke noch um die gew\u00fcnschte Endkontur, sodass das Fraunhofer IKTS die Implantate im Near-Net-Shape-Manufacturing behandelt. Teile, die mittels Keramik hergestellt worden sind, werden jedoch im Schlickerguss, einem bestimmten Verfahren mit Gipsform und Guss, verarbeitet. Wenn die additive Fertigung ihren Einsatz in der Medizin findet, dann ist es immer wichtig die Frage nach der biologischen Vertr\u00e4glichkeit und Zertifizierung zu kl\u00e4ren. In diesem Fall st\u00fctzt man sich hierbei auf das Fraunhofer ITEM, die die Fingergelenke auf diese Faktoren pr\u00fcft, die mechanischen Eigenschaften und Belastungen werden am Fraunhofer IWM kontrolliert.<\/p>

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Die M\u00f6glichkeit, aus einem 2D R\u00f6ntgenbild mittels KI und 3D-Druck tats\u00e4chlich funktionsf\u00e4hige Fingergelenke herstellen zu k\u00f6nnen, ist auch f\u00fcr die Fraunhofer-Institutionen ein Durchbruch: „Die KI-basierte Berechnung eines dreidimensionalen Implantatdesigns aus 2D-Vorlagen wie R\u00f6ntgenbildern ist v\u00f6llig neuartig und inzwischen zum Patent angemeldet“<\/em>, erkl\u00e4rt Dr. Arthur Seibel aus dem Bereich Bauteil-Design am Fraunhofer IAPT. Auch sein Kollege Dr. Philipp Imgrund, Abteilungsleiter Prozessqualifizierung am Fraunhofer IAPT, zeigt sich erfreut \u00fcber das Projekte und seine Erfolge: „Auch die Prozesstechnik ist etwas Besonderes: Weil die Struktur des Implantat-Schafts sehr filigran ist, haben wir als 3D-Druck-Verfahren das Metall-Binder-Jetting f\u00fcr Titan eingesetzt. Das Verfahren erm\u00f6glicht die sehr pr\u00e4zise Fertigung der kleinen, komplexen Implantate und erlaubt es gleichzeitig, die Oberfl\u00e4che des Schafts so zu strukturieren, dass dieser besser in den Knochen einw\u00e4chst. Weiterhin k\u00f6nnen wir so die Nachbearbeitung der Gelenkfl\u00e4chen minimieren, die m\u00f6glichst glatt und reibungsarm sein m\u00fcssen.“<\/em><\/p>\n

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Bisher Therapien zeigen keine optimale Versorgungsm\u00f6glichkeit<\/h3>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n

Verliert ein Patient seine Mobilit\u00e4t der Fingergelenke, so ist es laut aktuellen Stand der Forschung und Medizin mit gerade einmal zwei Alternativen m\u00f6glich, diese zu behandeln: zum einen k\u00f6nnen Silikonimplantate eingesetzt werden, welche allerdings den Nachteil bringen, dass sie sich oftmals schnell wieder l\u00f6sen und durch einen weiteren Eingriff wieder korrekt eingesetzt werden m\u00fcssen. Zum anderen k\u00f6nnen Standard-Implantate genutzt werden, welche allerdings nur in limitierten Gr\u00f6\u00dfenstufen zur Verf\u00fcgung stehen und daher nicht alle Bewegungen erm\u00f6glichen. Das zeigt, dass es bisher auf dem Markt der Medizin<\/a> noch keine personalisierbare L\u00f6sung f\u00fcr Patienten mit eingeschr\u00e4nkter Mobilit\u00e4t ihrer Fingergelenke gibt, welche zus\u00e4tzlich auch nicht verrutscht.<\/p>\n

Daher tr\u00e4gt das Projekt FingerKIt einen Hoffnungsschimmer f\u00fcr betroffene Personen. Auch ob stark gekr\u00fcmmte Finger, fehlende Teile des Knochens oder auch sehr kleine und feine Gelenke k\u00f6nnen mit der L\u00f6sungsalternative der f\u00fcnf Fraunhofer-Institutionen behandelt werden. Au\u00dferdem ist diese Individualisierbarkeit der Fingergelenke nicht nur zeitsparend, da sie bis zu 60 % der sonst ben\u00f6tigten Zeit einsparen, sondern sie bringt auch geringere Kosten mit sich.<\/p>\n

Was ist Ihre Meinung zu den neuartigen Fingergelenken? Teilen Sie es uns mit und kontaktieren Sie uns. M\u00f6chten Sie eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung<\/a>\u00a0direkt und bequem in Ihr Postfach? Registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>\u00a0und folgen Sie uns auf\u00a0Facebook<\/a>\u00a0und\u00a0Twitter<\/a>\u00a0um stets auf dem Laufenden zu bleiben! Au\u00dferdem sind wir auch auf\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0und auf\u00a0Youtube<\/a> zu finden.<\/p>\n

*Titelbildnachweis: Fraunhofer-Gesellschaft<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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