Optimierung des Rapid-Prototyping für Implantate

3D-Hilfe für Chirurgen: Bessere Vorbereitung für Operationen

Wissenschaftler der FH OÖ am Standort Linz haben eine neue Methode entwickelt, um aus Bildern der Computer- und MR-Tomographie kostengünstiger und rascher als bisher reale physische Modelle und Prototypen für die Medizin zu erzeugen. Mit Hilfe von Rapid-Prototyping werden aus Bildern des Körperinneren reale physische Modelle für Implantate erzeugt. Komplizierte Operationen können dadurch besser vorbereitet werden.

Das Team um den Medizintechniker Reinhard Hainisch will das System des Rapid-Prototyping noch verbessern. "Die Qualität soll besser werden, die Kosten reduziert und damit auch in der Anwendung günstiger werden", so Hainisch im pressetext-Interview. Die FH-Linz hat das Projekt erst Anfang Oktober begonnen. Nun soll das Verfahren für den Routineeinsatz optimiert und weiterentwickelt werden. "Zunächst wird aus den Schichtbildern der bildgebenden Verfahren mit Hilfe einer speziellen Software ein virtuelles 3D-Modell erstellt. Anschließend wird dieses von einem 3D-Drucker als ein reales 3D-Modell aus Gips ausgegeben", erklärt Hainisch. Der Vorgang dauert einige Stunden und ist damit wesentlich schneller als andere Verfahren, die bis zu Tagen oder Wochen dauern. "Mit dem Drucker lassen sich derzeit Knochen bis zu einem Maximalvolumen von 20 mal 20 mal 25 Zentimeter in Modellen herstellen. Ein Schädelknochen kann problemlos hergestellt werden. Bei Hüftknochen sind zwei Vorgänge notwendig", erklärt der Experte. Die Detailgenauigkeit beträgt dabei bis zu 0,1 Millimeter.

Was so einfach klingt, heißt komplizierte Strukturen in der Geometrie, die Oberflächenbeschaffenheit und mechanische Eigenschaften möglichst originalgetreu nachzubilden, um diese im entsprechenden Umfeld zu testen. "Im nächsten Schritt sollen nun genaue Maßvergleiche zwischen dem Modell und dem Original gemacht werden", erläutert Hainisch. "Auch den Medizinern soll schon bald das neue Verfahren gezeigt werden." Dadurch soll es dem Chirurgen möglich werden, schon in der Operationsplanung das Modell praxisgerecht zu bearbeiten. Hainisch ist überzeugt davon, dass die auf Gips basierenden Modelle dem menschlichen Knochen mehr ähneln als jene aus Kunststoff. Allerdings gesteht der Projektleiter ein, sollten auch andere Materialien genauer untersucht werden.