Arbeitsablauf mit Apium M220
Arbeitsablauf eines patientenspezifischen PEEK-Implantats mit dem Apium M220
In den letzten Jahren hat der 3D-Druck die Fertigungsindustrie revolutioniert. Eine dieser Branchen ist die medizinische Industrie, insbesondere die Herstellung von Implantaten. Der 3D-Druck hat die Möglichkeit kosteneffiziente, patientenspezifische PEEK-Implantate herzustellen, eröffnet. Dadurch kann sich Wartezeit auf ein Implantat für Patienten von Wochen auf wenige Stunden oder Tage reduzieren.
Der 3D-Druck von patientenspezifischen PEEK-Implantaten in Krankenhäusern oder durch einen Lohnfertiger mit dem Apium M220 ist ein schrittweiser Prozess. Die einzelnen Schritte werden in den folgenden Abschnitten näher erläutert:
Arbeitsablauf eines patientenspezifischen PEEK-Implantats mit dem Apium M220
Schritt 1 :
Analyse des Bereichs der Rekonstruktion durch Gesundheitsexperten im Krankenhaus.
Gesundheitsexperten und Chirurgen analysieren den Bereich der Rekonstruktion
Die geschädigte Region oder der Bereich, der bei Patienten rekonstruiert werden muss, wird in einem CT- oder MRT-Scan untersucht. Die gesammelten Daten sind Schnittbilder, die im DICOM-Format gespeichert werden. Mit einer entsprechenden Segmentierungssoftware kann aus den einzelnen Schichten ein digitales Modell des untersuchten Körperteils des Patienten erstellt werden. Auf der Grundlage dieses virtuellen Modells kann der Chirurg den entsprechenden Eingriff planen. Dann wird entschieden, welche Knochenstücke entfernt werden müssen, welche ersetzt werden müssen oder wo Verstärkungen angebracht werden sollten.
MRI/CT Scan
CAD/Virtual Model
Schritt 2 :
Ein Experte für CAD und Implantat design erstellt ein virtuelles Modell des Implantats:
Nach der Analyse und Planung wird das Design des Implantats von einem Experten für die Herstellung von Implantaten erstellt. Der Designexperte erstellt mit Hilfe von CAD-Software ein virtuelles Modell des Implantats auf der Grundlage der von den Gesundheitsexperten vorgegebenen Richtlinien. Der Designexperte muss auch die Tatsache berücksichtigen, dass das zu rekonstruierende Teil additiv hergestellt wird. Daher müssen Faktoren wie die Ausrichtung des Teils während des 3D-Drucks im Hinblick auf Belastungsfälle, Stützstrukturen und die Einfachheit des Drucks berücksichtigt werden.
Schritt 3:
Herstellung eines patientenspezifischen Implantats mit dem Apium M220 durch einen Ingenieur/Techniker
AM-Techniker fertigt das Implantat mit Apium M220
Nach der Erstellung des virtuellen CAD-Modells besteht der nächste Schritt in der Extraktion von STL-Daten aus dem CAD-Modell. Die Umwandlung in das .STL Format ist eine Umwandlung in einen Hohlkörper. Dessen Oberfläche besteht kleinen Dreiecken. Die umgewandelten .STL-Daten werden in eine beliebige Slicing-Software geladen. Diese Slicing-Software berechnet wie der Hohlkörper im schichtweisen Aufbau gefüllt wird, die einzelene Schicht ist dabei eine Scheibe ober Slice. In diesem Berechnungsschritt werden auch Parameter für Material, Drucker und Teiledesign berücksichtigt. Das Ergebnis ist die Erzeugung einer G-Code-Datei. Der G-Code enthält alle für die Fertigung erforderlichen Parameter wie Werkzeugweg und Temperaturprofil. Die G-Code-Datei wird in den Apium M220 hochgeladen, um den 3D-Druck des Medizinprodukts zu starten.
3D-Druck
Nachbearbeitung
Schritt 4:
Nachbearbeitung des hergestellten patientenspezifischen Implantats
Der AM-Techniker führt die Nachbehandlung des 3D-gedruckten Implantats durch
Eine Nachbehandlung des hergestellten Medizinprodukts kann erforderlich sein. Die Nachbehandlung wird durchgeführt, um glattere Oberflächen zu erhalten oder um Stützstrukturen oder Rückstände zu entfernen. Für die Nachbehandlung gibt es keinen automatisierten Prozess, sie muss manuell durchgeführt werden. Es wird empfohlen, Werkzeuge aus biokompatiblen Materialien zu verwenden, aber das hängt auch von dem Material ab, das nachbehandelt werden muss. PEEK zum Beispiel ist ein maschinengängiges Material, daher können Schneid-, Schleif- und Fräsarbeiten durchgeführt werden.