Orthe­se aus dem 3D-Dru­cker trotzt extre­men Bedingungen

Individuell entwickelt, unter Extrembedingungen getestet: Eine 3D-gedruckte Orthese zeigt das Potenzial additiver Fertigung in der Orthopädie-Technik.

Ste­phan Scher­zer lebt seit sei­nem zwölf­ten Lebens­jahr mit einer kom­plet­ten Fuß­he­ber­schwä­che. Durch inten­si­ven Sport hat er die Ein­schrän­kung über vie­le Jah­re kom­pen­siert. Seit gut vier Jah­ren setzt der 61-Jäh­ri­ge auf eine indi­vi­du­el­le Poly­mer­or­the­se aus dem 3D-Dru­cker, die eigens für ihn ent­wi­ckelt wurde.

Sport war für Scher­zer schon immer Teil sei­nes Lebens. Im Alter von zwölf Jah­ren traf ihn beim Fuß­ball­trai­ning ein Tritt gegen das rech­te Knie. Die Fol­ge: hef­ti­ge Schmer­zen und ein blau­er Fleck. „Das geht wie­der weg“, hieß es beim Arzt. Doch der Tritt hat­te das Fibu­la­köpf­chen getrof­fen. Der Blut­erguss drück­te auf den Pero­ne­us­nerv, der maß­geb­lich für das Anhe­ben des Fußes und der Zehen zustän­dig ist. Als der Schmerz nicht nach­ließ und eine Fuß­he­ber­schwä­che offen­sicht­lich wur­de, war es für eine Ope­ra­ti­on bereits zu spät. Der Nerv war irrepa­ra­bel durchtrennt.

Als Hilfs­mit­tel erhielt Scher­zer 1976 einen Hei­del­ber­ger Win­kel – eine fes­te Schie­ne, die den Fuß gera­de hält. „Dazu sag­te man mir: ‚Sport kannst du ver­ges­sen. Wenn du nor­mal gehen kannst, bist du schon weit. Wahr­schein­lich gehst du irgend­wann an Krü­cken‘“, erin­nert er sich. Doch der Aus­schluss vom Schul­sport hielt den energie­geladenen Jugend­li­chen nicht davon ab, zwei Jah­re spä­ter mit Tae­kwon­do zu beginn­nen. Schon ein Jahr nach der OP leg­te er den Hei­del­ber­ger Win­kel end­gül­tig ab. Aus­schlag­ge­bend war sein dama­li­ger Phy­sio­the­ra­peut, der ihn dazu moti­viert hat­te. Die Pero­neu­s­pa­re­se glich er fort­an durch Sport, Mus­kel­auf­bau und ange­pass­te Bewe­gun­gen aus. Mit Erfolg: Scher­zer erreich­te im Tae­kwon­do den 3. Schwar­zen Gür­tel und trat bei EM-Wett­kämp­fen im klas­si­schen Tae­kwon­do an. Par­al­lel begann er mit Berg­stei­gen, Klet­tern und Ski­fah­ren. „Ich habe mei­ne Ein­schrän­kung mus­ku­lär und mit viel Trai­ning kom­pen­siert, auch wenn mein Gang­bild immer auf­fäl­lig war. Der Sport hat mich da durch­ge­tra­gen. Und ich habe immer wie­der mei­ne Gren­zen aus­ge­tes­tet.“ Auf anspruchs­vol­len alpi­nen Rou­ten wie der Watz­mann-Ost­wand war er genau­so unter­wegs wie auf Hima­la­ya-­Ex­pe­di­tio­nen oder beim Extrem­schwim­men „Escape from Alca­traz“ in der Bucht von San Francisco.

Stan­dard reicht nicht aus

Eine Gren­ze erreich­te Scher­zer aller­dings mit Mit­te 50. Nach­dem er bei einer Grat­wan­de­rung in den Alpen star­ke Hüft­schmer­zen bekom­men hat­te, dia­gnos­ti­zier­te sei­ne Ortho­pä­din eine viert­gra­di­ge Arthro­se in der rech­ten, eine dritt­gra­di­ge Arthro­se in der lin­ken Hüf­te und einen fei­nen Riss im Kno­chen. „Damit war klar, dass ich etwas tun muss. Und als tech­nik­af­fi­ner Mensch habe ich mich gefragt, ob es mitt­ler­wei­le nicht mehr gibt als den Hei­del­ber­ger Win­kel.“ Genau die­se Fra­ge stell­te er 2021 Petra Men­kel, Ban­da­gis­ten-Meis­te­rin, und Ste­phan Schild­hau­er, bei­de geschäfts­füh­ren­de Gesell­schaf­ter der Paul Schul­ze Ortho­pä­die & Ban­da­gen GmbH Ber­lin. Eins war klar: „Ich brauch­te etwas für den All­tag, aber vor allem fürs Berg­stei­gen und anspruchs­vol­le Touren.“

„Wir haben zunächst stan­dar­di­sier­te Fuß­he­ber­or­the­sen aus­pro­biert, die sich an Schuh­grö­ße und Waden­um­fang ori­en­tie­ren“, erzählt Men­kel. „Die haben aber nicht zu den beson­de­ren Anfor­de­run­gen gepasst. Herr Scher­zer hat­te die Pero­neu­s­pa­re­se schon über vie­le Jah­re, der Mus­kel am Schien­bein war dadurch nie gefor­dert und der Kno­chen lag sehr pro­mi­nent. Das führ­te zu Druck­stel­len an der Schien­bein­kan­te. Zugleich hat­te er durch sei­ne Aktivi­täten hohe Ansprü­che an die Belast­bar­keit einer Orthese.“

Pro­to­typ auf dem Prüfstand

Ste­phan Schild­hau­er war mit Tino Gal­lo, Geschäfts­füh­rer der Fir­ma Neja, die auf com­pu­ter­ge­stütz­te Fer­ti­gungs­ver­fah­ren für die Ortho­pä­die-Tech­nik spe­zia­li­siert ist, frü­her gemein­sam auf der Bun­des­fach­schu­le für Ortho­pä­die-Tech­nik (Bufa) in Dort­mund. Gal­lo war von der Idee der Anfer­ti­gung einer indi­vi­du­el­len Orthe­se eben­falls ange­tan. Die größ­te Her­aus­for­de­rung war zunächst die genaue For­mu­lie­rung der Anfor­de­run­gen. „Immer­hin wur­de die­se Orthe­se so noch nie her­ge­stellt“, erklärt Men­kel. Mit ­einem 3D-Scan des Unter­schen­kels und einem Gips­abdruck schick­te sie die genau­en Maße und die Beschrei­bung der gewünsch­ten Orthe­se an das Inge­nieurs­team. „Die ers­ten Dru­cke waren Ver­su­che mit unter­schied­li­chen Stär­ken und Mate­ria­li­en.“ Nach vier Mona­ten konn­te ­Scher­zer einen ers­ten Pro­to­typ anpro­bie­ren und ihn bei Berg­tou­ren inten­si­ven Tests unter­zie­hen. Durch sei­ne Doku­men­ta­ti­on von Druck­stel­len und schmer­zen­den Berei­chen wur­de der Pro­to­typ immer wei­ter opti­miert, das Gewicht ange­passt und eine Soll­bruch­stel­le am Über­gang von der Soh­le zum Schien­bein verstärkt.

Belast­bar, elas­tisch und leicht

Nach einem Jahr waren alle Betei­lig­ten mit dem Ergeb­nis zufrie­den: Die voll­kom­men neue Form von Bein­or­the­se aus dem 3D-Dru­cker ver­läuft von einer dün­nen Fuß­soh­le über das Schien­bein hin­auf zum Knie und wird durch Klett­ver­schlüs­se an der Wade befes­tigt. Die Polymer­orthese ist hoch­gra­dig belast­bar, elas­tisch und wiegt kaum mehr als 130 Gramm. Sie ist so dyna­misch, dass der Mus­kel am Schien­bein wie­der akti­viert wird. Damit ist das Uni­kat per­fekt aus­ge­rich­tet auf die Bedürf­nis­se von Scher­zer. „Ich war begeis­tert von der Bereit­schaft, gemein­sam Erfah­run­gen zu sam­meln. Das gan­ze Team hat sich auf die­se Her­aus­for­de­rung ein­ge­las­sen und geschaut, was wir gemein­sam raus­ho­len kön­nen“, sagt er. Auch Men­kel beschreibt den gemein­sa­men Lern­pro­zess als ech­te Berei­che­rung für ihre Arbeit und betont ­Scher­zers Moti­va­ti­on: „Er hat die­se gan­ze Entwicklungs­arbeit mit­ge­macht und wur­de nicht müde aus­zu­tes­ten, bis alles gepasst hat.“ Zugleich muss­te sich sein Kör­per nach rund 45 Jah­ren auf das neue Hilfs­mit­tel ein­stel­len. „Über ein Jahr hat sich mein gesam­ter Mus­kel­ap­pa­rat noch ein­mal ver­än­dert, was mit­un­ter sehr schmerz­haft war“, erzählt er. Neben sei­nen sport­li­chen Akti­vi­tä­ten hal­fen ihm Phy­sio­the­ra­pie, Fas­zi­en­yo­ga und eine antientzünd­liche Ernäh­rung bei der Umstellung.

Lizenz zum Tüfteln

„Mein Kol­le­ge Ste­phan Schild­hau­er und ich kön­nen uns die­se Ent­wick­lungs­ar­beit leis­ten, weil wir bei­de begeis­ter­te Hand­wer­ker und Chefs sind“, sagt Men­kel. „Wir muss­ten nie­man­dem erklä­ren, war­um wir so lan­ge an einer Ver­sor­gung getüf­telt haben. Das ist das Glück der Selbst­stän­di­gen. Wir haben nie eine Kos­ten­ana­ly­se durch­ge­führt, wahr­schein­lich ist es vom Wert her eine ver­gol­de­te Orthe­se.“ Der Pro­fit ste­he in sol­chen Fäl­len nicht im Vor­der­grund, son­dern der Wunsch, einen Men­schen mit dem mög­lichst bes­ten Hilfs­mit­tel zu ver­sor­gen. „Außer­dem hat es super viel Spaß gemacht. In sol­chen Situa­tio­nen lie­be ich mei­nen Beruf ganz beson­ders und weiß, war­um ich den bes­ten Beruf aller Zei­ten gelernt habe“, so Men­kel wei­ter. „Dass wir in Bezug auf die Medi­cal Device Regula­tion gemein­sam mit dem Pati­en­ten Kom­pro­mis­se ein­ge­gan­gen sind, ist uns auch bewusst, aber es hat sich gelohnt, wie man an einem glück­li­chen Ste­phan Scher­zer sieht.“

Und der sagt heu­te: „Ich gehe ohne Schmer­zen – die künst­li­che Hüf­te ist in wei­ter Fer­ne.“ Und er tes­tet wei­ter sei­ne Gren­zen aus: 2025 meis­ter­te er den Berg­lauf „Kilo­met­re Ver­ti­cal de Ful­ly“ in der Schweiz – 1.000 Höhen­me­ter auf 1,9 Kilo­me­tern mit durch­ge­hend 50 bis 60 Pro­zent Stei­gung. Im Mai 2026 wird er beim „Trans­vul­ca­nia Ver­ti­cal Kilo­me­ter“ auf La Pal­ma an den Start gehen. Auf sie­ben Kilo­me­tern erwar­ten ihn dann fast 1.200 ­Höhen­me­ter. „Mei­ne größ­te Sor­ge – dass ich das Knie immer extra hoch­zie­hen muss, um beim Berg­stei­gen nicht zu stol­pern oder hän­gen­zu­blei­ben – ist weg­ge­fal­len. Die auf mich ­opti­mier­te Orthe­se ermög­licht anspruchs­vol­le Berg­tou­ren und im All­tag ent­spann­tes Gehen – ein­fach großartig.“

 

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