SLS 3D-Druck in der Medizin: Wie ein Exoskelett Kindern mit spinaler Muskelatrophie (SMA) helfen kann

Individuelle Medizintechnik mittels SLS 3D-Druck (selektives Lasersintern) realisieren

3D-Design trifft Medizintechnik

Zentraler Mittelpunkt der medizinischen Forschung ist die Gesundheit. Jedoch gibt es immer noch medizinische Bereiche, in denen es wenig bis keine Aussichten auf die Verbesserung oder Heilung von einzelnen Krankheitsbildern gibt.

Eines davon ist SMA (Spinale Muskelatrophie), eine genetisch bedingte neuromuskuläre Erkrankung. Diese betrifft Nerven, die für die allgemeine Muskelfunktion verantwortlich sind und bei Kindern mit einer schweren Form von SMA mit der Zeit fortschreitenden Muskelschwund, Verlust der Mobilität sowie der Motorik zur Folge haben können. Ohne spezifische Hilfsmittel können sich Kinder mit SMA in einem schweren Verlauf der Krankheit mitunter nicht mehr eigenständig bewegen.

Mit Hilfe eines individuell angepassten Exoskelett-Arm sind Kinder mit spinaler Muskelatrophie in der Lage ihre Hände zu bewegen, zu spielen und sich so auf vielfältige und kindgerechte Art und Weise ausdrücken zu können. Die Idee für das Exoskelett kam Eltern von Kindern mit SMA, die lange Zeit keine angemessene Lösung für eine Unterstützung bei eingeschränkter Mobilität und Motorik finden konnten.
Mit Unterstützung des SLS 3D-Druckherstellers Sinterit wurde im Rahmen einer Case Study in Zusammenarbeit mit dem polnischen Designstudio Barłomiej Gaczorek ein Exoskelett-Arm für einen an SMA leidenden Jungen entwickelt. Mit diesem Arm war es dem kleinen Patienten möglich seine Arme selbstständig zu bewegen. Für die Realisierung verwendete das Design Studio die SLS 3D-Drucktechnologie LISA von Sinterit.

Herausforderung Wirtschaftlichkeit

Eine zentrale Herausforderung bestand darin, einen preiswerten und einfach zu justierenden Exoskelett-Arm mit einer dynamischer Unterstützung für Kinder zu entwickeln und fertigen, der zudem sofort verwendet werden konnte. Tragekomfort und ein kindgerechter Umgang für die kleinen Patienten standen dabei an erster Stelle und bestimmten maßgeblich das Erscheinungsbild und Design des Medizingerätes sowie die Auswahl an technischen Lösungen. Zudem wurde sich auf eine Maximierung der Flexibilität bei Verwendung des Exoskelettarm konzentriert.

Wichtig war zudem, den gesamte Produktionsprozess mittels der SLS 3D-Drucktechnik so präzise, zeiteffizient und automatisiert wie möglich zu gestalten, damit die Kindern so schnell wie möglich den Exoskellet-Arm verwenden konnten und damit die Möglichkeit erhielten, ihre Arme zu bewegen.

Ergebnis: Innovative Protethik

Dank des SLS 3D-Druckes sowie modernsten Designtools konnten alle Anforderungen optimal erfüllt werden. Mittels der 3D-Konstruktionssoftware Autodesk Fusion 360 fanden zudem komplexe Bewegungsanalysen und Formoptimierungen bei der Fertigung des Exoskellets Anwendung. So konnte wiederum mit der SLS 3D-Drucktechnologie die Zeit für das Entwerfen, Testen und Entwickeln des Exoskelettarms erheblich verkürzt werden. Dies liegt in erster Linie an der Möglichkeit, Prototypen in nur wenigen Stunden dezentral herzustellen und optimieren zu können. Ein weiterer Vorteil des SLS 3D-Druck ist die Möglichkeit, die erforderliche Präzision sowie Toleranzen (0,05 mm) beibehalten zu können. So lassen sich sehr detaillierte und komplexe Modelle ohne zusätzliche Supportstruktur im selektiven Lasersintern ohne Konstruktionslimitierung fertigen.

„Ich habe mich dazu entschieden, Hauptelemente des Exoskelletts in der SLS 3D-Drucktechnologie zu fertigen, da hierbei die Realisierung einer komplexen inneren Struktur möglich ist. Bei anderen Technologien wie bspw. FDM könnte nicht die erforderliche Präzision und Toleranz (0,05 mm) eingehalten werden, die für Medizintechnik erforderlich ist. Zusätzlich ist das Drucken mit FDM zeitaufwändiger, da zusätzliche Supportstrukturen nach dem eigentlichen Druckvorgang manuell entfernt werden müssen. Auch in punkto Benutzerkomfort überzeugt mich die SLS / SLA-Technologie. Die Kosten für das Sinterit Lisa SLS 3D-Druckkompaktsystem sind im Vergleich zu anderen Industriemaschinen preiswert und die Qualität ist perfekt.“ Bartłomiej Gaczorek.

Zahlreiche Bereiche in der Medizin lassen sich mit einer Optimierung von motorischen Fähigkeiten verbinden. SLS 3D-Druck kann eine alternative zu herkömmlichen Fertigungstechniken darstellen, die sich zudem durch ihre Benutzerfreundlichkeit auszeichnet und hochpräzise Endergebnisse liefert. Der Exoskelett-Arm für Kinder mit SMA zeigt hierbei nur eine von vielen möglichen Anwendungen im selektiven Lasersintern.

Weitere Informationen zur Case Study von Sinterit in den Medien erhalten Sie unter folgenden Links:
– 3D Printing Industry
– 3D Print.com
– 3D Printing Media Network

Gedruckt auf dem Sinterit Lisa Kompaktsystem

Das Material PA12 bietet die perfekte Mischung aus Stabilität und Details.

Mehr zu den Sinterit Produkten im Link:

ZU DEN SINTERIT SYSTEMEN

SIE SIND IN DER MEDIZIN TÄTIG UND MÖCHTEN KOMPLEXE MODELLE FERTIGEN?

Sie möchten zu den Möglichkeiten individuell beraten werden?

0511 999 797 50

info@sls3d.de

Über uns | Ihr Partner für den professionellen 3D-Druck

Wir sind ein interdisziplinäres Team, bestehend aus Experten für den professionellen Einsatz von additive Fertigung (3D-Druck) in der Entwicklung & Fertigung von hochkomplexen Kunststoffbauteilen.

Unsere Spezialisierung liegt auf den Bedürfnissen von Unternehmen (vom Start-up, über den Mittelstand bis in die Industrie) und Instituten für die Bildung und Forschung (Universitäten, Hochschulen, Berufsschulen & Forschungseinrichtungen).

Folgende Dienstleistungen garantieren wir unseren Kunden in Deutschland:

✓ Kurze Reaktionszeiten bei Anfragen
✓ Fachkundige Beratung von geschulten Ingenieuren
✓ Installation von 3D-Druck Systemen durch Techniker
✓ Schulungsangebote bei Ihnen vor Ort & Online
✓ Garantieservice & Support
✓ Unterstützung bei Entwicklungsprojekten

KONTAKT | ANFRAGEN | ANGEBOT ANFORDERN

Hier können Sie direkten Kontakt zu unserem Team aufnehmen:

KONTAKTFORMULAR

✓ Anforderung von schriftlichen Angeboten
✓ Fragen/Terminvereinbarung mit einem unserer Vertriebsingenieure
✓ Serviceanfragen für Bestandskunden
✓ Beratung u.a. zu Sinterit Lisa 3D-Druck Systemen