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Medizintechnik 3D-Druck direkt im OP-Saal

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Ein 3D-Drucker mit integriertem Reinraum bringt die Additive Fertigung direkt in den OP-Saal. Entwickelt wurde der 3D-Drucker vom Start-up Kumovis.

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Mit dem 3D-Drucker R1 können individualisierter Medizinprodukte aus Hochleistungskunststoffen wie PEEK additiv gefertigt werden.
Mit dem 3D-Drucker R1 können individualisierter Medizinprodukte aus Hochleistungskunststoffen wie PEEK additiv gefertigt werden.
(Bild: Kumovis)

Implantate direkt im OP-Saal additiv fertigen? Bisher waren die Eintrittsbarrieren für den 3D-Druck in Kliniken hoch. Das Münchner Start-Up Kumovis ändert das nun. Sie haben mit dem 3D-Drucker R1 eine Lösung entwickelt, die den 3D-Druck direkt in den OP-Saal bringt. Das Besondere an dem 3D-Drucker: Mit dem integrierten Temperierungs- und Filtersystem können Nutzer den Bauraum zum Reinraum machen und die strengen Kriterien für die Zulassung patientenangepasster Medizinprodukte erfüllen.

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Das Temperaturmanagement-System in dem 3D-Drucker ermöglicht, den Bauraum homogen auf bis zu 250 Grad Celsius zu heizen, was unter anderem den Schichtzusammenhalt des jeweiligen Medizinprodukts verbessert.

Mit dem Filtersystem wird der Bauraum zum Reinraum. Fehlstellen durch Fremdkörper im Bauteil lassen sich damit vermeiden. Alle Systeme für ein umfassendes Monitoring sind integriert, Dokumentation und Sicherheit sind damit während des gesamten Druckprozesses gewährleistet.

Der 3D-Drucker basiert auf dem Fused-Layer-Manufacturing-Verfahren und kann nahezu alle thermoplastischen Kunststoffe von PLA bis hin zu PEEK verarbeiten. „Zudem ermöglichen wir mit Partnern wie den Software-Experten von Hyperganic künftig den schnellen Zugang zu individuellen Implantaten und Geräten, mit deren Hilfe ein Mehrwert für Patienten und Ärzte geschaffen wird“, sagt Co-Gründer Stefan Leonhardt.

Kurz erklärt: Fused Layer Manufacturing

Fused Layer Manufacturing wird auch oft als Fused-Deposition-Modelling bezeichnet und wurde von S. Scott Crump, Gründer von Stratasys, in den späten 1980er Jahren entwickelt und in den 1990er Jahren kommerziell angewendet. Im „Schmelzschicht“-Verfahren wird zunächst, ähnlich wie bei einem normalen Drucker, ein Raster von Punkten auf eine Fläche aufgetragen. Dabei entstehen die Punkte, indem drahtförmiges Kunststoff- oder Wachsmaterial durch Erwärmung verflüssigt wird, eine Düse bringt diesen durch Extrudieren auf und erhärtet durch Abkühlung an der gewünschten Position in einem Raster der Arbeitsebene. Dabei wird wiederholt jeweils zeilenweise eine Arbeitsebene abgefahren und dann die Arbeitsebene ‚stapelnd‘ nach oben verschoben, sodass eine Form schichtweise entsteht. Die Schichtdicken liegen je nach Anwendungsfall zwischen 0,025 und 1,25 mm. Es können Vollkörper und Hohlkörper gefertigt werden.

Prozesse nutzerspezifisch anpassen

Um die Implantate passgenauer zu gestalten kommt im Kumovis R1 eine lokale Kühlung zum Einsatz, die durch die firmeneigene Hardware und eine Software der Hyperganic Technologies AG bewerkstelligt wird. So ermöglicht die softwarebasierte Drucksteuerung Hyperganic Print, die Drucke über das gesamte Bauteil hinweg zu optimieren. Die Oberfläche ist so gestaltet, dass sich Prozesse nutzerspezifisch anpassen und automatisieren lassen. Auf der diesjährigen Rapid Tech 3D stellt Martin Herzmann, Business Development Manager des Münchner Start-Ups, das neue System für die Verarbeitung von Hochleistungs- und bioresorbierbaren Kunststoffen vor.

Dieser Beitrag wurde ursprünglich auf unserem Partnerportal Konstruktionspraxis veröffentlicht.

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