Zusammenfassung
Individuelle Kniegelenkimplantate bieten den Vorteil einer hinreichend genauen Anpassung an jeden Patientenfall in Größe, Form und Funktion. Dabei ermöglichen additive Fertigungsmethoden die patientenspezifische Herstellung sowie die Funktionsintegration der Gelenkknochen- (Metall) und Inlay-Komponenten (Kunststoff). Beschrieben ist die Entwicklung eines universellen parametrischen Knieimplantatmodells, welches durch Parametervariierung im CAD-System an den Patienten angepasst wird. Die Fertigung der Metall-Komponenten erfolgt im EBM-Verfahren aus Titan.
Die Konstruktion erfordert als Eingangsgrößen verschiedene Parameter des menschlichen Kniegelenkes, welche im Vorfeld der Designentwicklung festzulegen sind. Diese patientenspezifischen Daten werden aus CT-Datensätzen gewonnen und umfassen Metadaten (Diagnostik) sowie anatomische und geometrische Parameter (Anatomie, Biomechanik). Aus deren effizienter Bereitstellung im Modellierungswerkzeug mittels Eingangsgrößenbewertung resultieren die Parameter des Implantatmodells. Anschließend wird das Modell für tabellengesteuerte individuelle Maßanpassungen konstruiert.
Ziel ist die form- und maßgetreue Knieimplantat-Adaption für optimale Gelenkflächenrückführung und -erstattung. Um die Individualität auf das reale Produkt zu übertragen, wird die Fertigung mittels EBM-Verfahren aufgrund seiner spezifischen Vorteile für Medizinprodukte genutzt.
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Literatur
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Mika, L., Sembdner, P., Heerwald, S., Hübner, C., Holtzhausen, S., Stelzer, R. (2020). Konstruktion eines individuellen Knieimplantates für die Fertigung mittels EBM. In: Lachmayer, R., Rettschlag, K., Kaierle, S. (eds) Konstruktion für die Additive Fertigung 2019. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-61149-4_5
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