Wel­chen Stel­len­wert hat digi­ta­le Fer­ti­gung im Werkstattalltag?

T. Kempf, J. Steil, H. Metzger
Die Ortho­pä­die­tech­nik ist ein Hand­werk, das vie­le ver­schie­de­ne Mate­ria­li­en und Ver­ar­bei­tungs­me­tho­den ver­eint, um dar­aus hoch­wer­ti­ge, ästhe­tisch über­zeu­gen­de und funk­tio­nell anspruchs­vol­le Hilfs­mit­tel her­zu­stel­len. Seit eini­gen Jah­ren gibt es jedoch ein neu­es Werk­zeug in die­sem bereits gut gefüll­ten Werk­zeug­kas­ten: die digi­ta­le Fer­ti­gung. Wie bei jedem neu­en Hand­werks­zeug wird nun dis­ku­tiert, wo und wann sei­ne Anwen­dung sinn­voll ist und wie es in den ver­schie­de­nen Fach­be­rei­chen gehand­habt wer­den kann. Dabei gibt es kein „Patent­re­zept“ – viel­mehr muss jedes Unter­neh­men selbst ent­schei­den, inwie­fern die digi­ta­le Fer­ti­gung den Ver­sor­gungs­all­tag ver­ein­fa­chen kann. Der Arti­kel ver­mit­telt einen Über­blick über die aktu­el­len Mög­lich­kei­ten und beleuch­tet, wel­chen Stel­len­wert das Werk­zeug „digi­ta­le Fer­ti­gung“ der­zeit im hand­werk­li­chen All­tag ein­nimmt und in wel­chen Berei­chen es sich durch das Spek­trum neu­er Mög­lich­kei­ten als beson­ders effi­zi­ent erweist (Abb. 1).

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3D-Druck – Mög­lich­kei­ten und Gren­zen in der Orthopädietechnik

A. Grus­ka, I. Heu­zeroth, K. Popp
Der 3D-Druck ist wei­ter auf dem Vor­marsch und bahnt sich ange­sichts der Her­stell­bar­keit indi­vi­dua­li­sier­ter Pro­duk­te mit­tels digi­ta­ler und auto­ma­ti­sier­ter Fer­ti­gungs­ket­te auch sei­nen Weg in die Medi­zin. Der Ober­be­griff „Addi­ti­ve Fer­ti­gung“ umfasst dabei ein brei­tes Spek­trum unter­schied­li­cher Ver­fah­ren, von denen jedes bestimm­te Vor- und Nach­tei­le auf­weist. Pul­ver­ba­sier­te Tech­no­lo­gien wie das Laser­sin­tern (LS) bie­ten dabei die größ­ten Frei­heits­gra­de bezüg­lich der Kom­ple­xi­tät der Bau­tei­le, ohne dass spe­zi­el­les Stütz­ma­te­ri­al ver­wen­det wer­den muss. Im Fol­gen­den wird das LS-Ver­fah­ren bezüg­lich sei­ner Ver­wen­dungs­mög­lich­kei­ten in der Ortho­pä­die­tech­nik ins­be­son­de­re im Hin­blick auf die ein­setz­ba­ren Mate­ria­li­en und die beson­de­ren Eigen­schaf­ten der auf die­se Wei­se gedruck­ten Bau­tei­le dis­ku­tiert – auch in Abgren­zung zu alter­na­ti­ven Tech­no­lo­gien wie „Mul­ti Jet Fusi­on“ (MJF) und „Fused Lay­er Mode­ling“ (FLM).

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Ent­wick­lung und Eva­lua­ti­on einer 3D-gedruck­ten bio­ni­schen Fuß­orthe­se mit Unter­stüt­zung des Windlass-Effekts

Th. Stief, T. Sprekelmeyer
Eine hohe Beweg­lich­keit des Fußes ist not­wen­dig, um Belas­tun­gen zu dämp­fen. Ande­rer­seits muss der Fuß aber auch eine star­re Kon­fi­gu­ra­ti­on ein­neh­men kön­nen, da er als Hebel für den Vor­trieb essen­zi­ell ist. Gewähr­leis­tet wird dies durch den soge­nann­ten Wind­lass-Mecha­nis­mus („Seil­win­den-Mecha­nis­mus“): Wer­den die Zehen dor­salex­ten­diert, span­nen sich die plan­taren Mus­keln, Seh­nen und Bän­der an – Mit­tel- und Rück­fuß wer­den auf­ge­rich­tet, supi­niert und auf die­se Wei­se ein rigi­der Hebel erzeugt. Bei vie­len Fehl­stel­lun­gen ist die­ser Mecha­nis­mus beein­träch­tigt oder gar nicht vor­han­den; kei­ne Ein­la­ge kann ihn bis­her aktiv unter­stüt­zen oder erset­zen. Die hier vor­ge­stell­te 3D-gedruck­te bio­ni­sche Fuß­orthe­se unter­stützt den Wind­lass-Mecha­nis­mus, wodurch eine dyna­mi­sche Unter­stüt­zung des Fußes ermög­licht wird. In einer bio­me­cha­ni­schen Stu­die konn­ten die posi­ti­ven Effek­te der 3D-gedruck­ten bio­ni­schen Fuß­orthe­se nach­ge­wie­sen werden.

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Neu­ar­ti­ge modu­la­re Gehorthe­se zur leis­tungs­fä­hi­gen Kor­rek­tur von Gang­ab­wei­chun­gen bei neu­ro­lo­gisch beding­ten Gehstörungen

J.-H. Schrö­der, G. A. Baran­dun, P. Lei­mer, R. Morand, B. Göp­fert, E. Rutz
Die Orthe­sen­ver­sor­gung von Men­schen mit Läh­mun­gen, ins­be­son­de­re bei Zere­bral­pa­re­se, ist kom­plex. Der Arti­kel stellt in die­sem Zusam­men­hang ein neu­ar­ti­ges inte­grier­tes Ver­sor­gungs­kon­zept vor, bei dem mit­tels fort­schritt­li­cher Tech­no­lo­gien inner­halb einer kom­plett digi­ta­len Pro­zess­ket­te eine modu­la­re Orthe­se pro­du­ziert wird, bei der von vorn­her­ein alle Para­me­ter für den jewei­li­gen Ver­sor­gungs­fall berück­sich­tigt wer­den. Aus Sicht der Autoren sind sol­che neu­en Ver­sor­gungs­kon­zep­te viel­ver­spre­chend und wer­den hel­fen, eine effi­zi­en­te­re Ver­sor­gung in einem mul­ti­dis­zi­pli­nä­ren Team zu erstellen.

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Anzei­geInno­va­ti­ve Sitz­scha­len­ver­sor­gung mit 3D-Druck

Der Ein­satz von digi­ta­len Fer­ti­gungs­tech­ni­ken wie Soft­ware­mo­del­lie­rung und Scan­nen hat sich in der moder­nen Sitz­scha­len­her­stel­lung durch­ge­setzt. Das Modell wird jedoch kon­ven­tio­nell aus einem Schaum­stoff­block her­aus­ge­fräst – hier kann der 3D-Druck eine inno­va­ti­ve Alter­na­ti­ve aufzeigen.

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Das Ver­sor­gungs­spek­trum 3D-gedruck­ter Rumpf­orthe­sen, dar­ge­stellt anhand von vier Fallbeispielen

S. B. Wür­sching, A. Würsching
Der 3D-Druck stellt für die Kon­struk­ti­on und die Ver­sor­gung mit Rumpf­orthe­sen einen neu­en Weg dar, um noch bes­ser und effek­ti­ver auf die indi­vi­du­el­len Bedürf­nis­se von Pati­en­tin­nen und Pati­en­ten ein­ge­hen zu kön­nen. Mit die­ser Tech­nik wird das mög­li­che Ver­sor­gungs­spek­trum erwei­tert, weil die bio­me­cha­ni­sche Kon­struk­ti­on einer erfolg­rei­chen Ver­sor­gung bes­ser an die All­tags­be­dürf­nis­se der zu Ver­sor­gen­den ange­passt wer­den kann. Ziel ist es, dass die Pati­en­ten das Hilfs­mit­tel anneh­men – sei es ein Klein­kind, ein Teen­ager oder ein Erwach­se­ner im fort­ge­schrit­te­nen Alter. Das Hilfs­mit­tel muss sich gut in den All­tag inte­grie­ren las­sen, denn erst dann kön­nen die bio­me­cha­ni­schen Errun­gen­schaf­ten und das Wis­sen um die Ver­bes­se­rung der Gesund­heit zum Tra­gen kom­men. Dabei hat die addi­ti­ve Fer­ti­gung im Kor­sett­bau nach Ansicht der Autoren nichts mit „Rapid Pro­to­typ­ing“ oder kos­ten­güns­ti­ger Schnell­fer­ti­gung zu tun. Viel­mehr stellt sie eine hoch­spe­zia­li­sier­te Mög­lich­keit dar, durch eine maxi­mier­te Indi­vi­dua­li­sie­rung die All­tags­taug­lich­keit und den Kom­fort einer Rumpf­orthe­se zu opti­mie­ren. Die Pati­en­ten erhal­ten ein ver­bes­ser­tes Tra­ge­ge­fühl, wäh­rend die Tech­ni­ker die­se Metho­de leicht in den gewohn­ten Ver­sor­gungs­ab­lauf inte­grie­ren kön­nen. Wie viel­fäl­tig das Ver­sor­gungs­spek­trum mit 3D-gedruck­ten Rumpf­orthe­sen sein kann, zeigt der fol­gen­de Arti­kel anhand von vier Fallbeispielen.

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„KURT“ – ein gelenk­scho­nen­der manu­el­ler Rollstuhlantrieb

M. Gföh­ler, M. Puch­in­ger, K. Gstaltner
Ein Roll­stuhl wird von etwa 65 Mil­lio­nen Men­schen welt­weit zur täg­li­chen Fort­be­we­gung ver­wen­det. Die her­kömm­li­che Antriebs­form mit­tels Greif­ring ist jedoch unphy­sio­lo­gisch, wenig effi­zi­ent und führt auf­grund gro­ßer Gelenk­be­las­tun­gen in Kom­bi­na­ti­on mit extre­men Aus­len­kun­gen häu­fig zu Gelenk­pro­ble­men. In der die­sem Arti­kel zugrun­de lie­gen­den Stu­die wur­den nume­ri­sche und expe­ri­men­tel­le bio­me­cha­ni­sche Metho­den ange­wen­det, um eine neue Bewe­gungs­form für den manu­el­len Roll­stuhl­an­trieb zu ent­wi­ckeln, die für das Mus­kel-Ske­lett-Sys­tem der obe­ren Extre­mi­tät opti­miert und für den täg­li­chen Gebrauch auch im Innen­be­reich geeig­net ist. Die neue Antriebs­form „KURT“ („Kur­bel­ba­sier­ter Roll­stuhl­an­Trieb“) besteht aus einem Hand­kur­bel­an­trieb mit vari­ie­ren­der Kur­bel­län­ge in der Ebe­ne der Hin­ter­rä­der; die Antriebs­kraft kann über den gan­zen Bewe­gungs­zy­klus auf­ge­bracht wer­den. In Tests mit Roll­stuhl­fah­rern konn­ten eine höhe­re Effi­zi­enz und gerin­ge­re Gelenk­be­las­tun­gen beim manu­el­len Roll­stuhl­an­trieb mit „KURT“ im Ver­gleich zum Greif­ring ermit­telt werden.

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Ent­wick­lung einer neu­ar­ti­gen 3D-gedruck­ten Zervikalorthese

M. Gebau­er, J. Pop­kes, O. Dobrindt
Die orthe­ti­sche Ver­sor­gung der Hals­wir­bel­säu­le ist ein anspruchs­vol­les Gebiet der Ortho­pä­die­tech­nik. Bei chro­ni­schen Beschwer­den mit der Gefahr dau­er­haf­ter neu­ro­lo­gi­scher Schä­di­gun­gen ist eine maß­ge­fer­tig­te Orthe­sen­ver­sor­gung unab­ding­bar, um einem ope­ra­ti­ven Ein­griff vor­zu­beu­gen. Moder­ne Tech­no­lo­gien zum digi­ta­len Maß­neh­men, zur Model­lie­rung sowie zur Fer­ti­gung per 3D-Druck bie­ten dabei neue Mög­lich­kei­ten. Die hier vor­ge­stell­te neu­ar­ti­ge 3D-gedruck­te Zer­vi­kal­orthe­se stellt das Ergeb­nis eines erfolg­rei­chen Pro­jekts zur Ver­sor­gung von Pati­en­ten mit Spi­nal­ka­nals­teno­sen dar. Anhand die­ses Pro­jekts sowie einer beglei­ten­den quan­ti­ta­ti­ven Stu­die soll auf­ge­zeigt wer­den, inwie­fern sowohl betrof­fe­ne Pati­en­ten als auch Ortho­pä­die­tech­ni­ker von der Anwen­dung einer digi­ta­len Pro­zess­ket­te pro­fi­tie­ren können.

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Grei­fen trotz Hand­läh­mung – Ver­sor­gungs­bei­spiel mit myo­elek­tri­scher Handorthese

S. Matys­sek, D. Hepp
Durch die Ent­wick­lung exo­ske­let­tä­rer Struk­tu­ren wird der Ver­such unter­nom­men, ver­lo­ren­ge­gan­ge­ne Funk­tio­nen des Bewe­gungs­ap­pa­ra­tes mög­lichst gut zu erset­zen. In die­sem Zusam­men­hang stellt die Nach­bil­dung der kom­ple­xen Greif­funk­ti­on einer Hand eine beson­de­re Her­aus­for­de­rung dar. Das Orthe­sen­sys­tem „exo­mo­ti­on® hand one“ ermög­licht es sei­nem Anwen­der, mit Hil­fe eines EMG-Signals einen akti­ven Orthe­sen­auf­bau anzu­steu­ern und ver­schie­de­ne Griff­mus­ter aus­zu­füh­ren. Mit Hil­fe digi­ta­ler Fer­ti­gungs­me­tho­den sowie der ent­spre­chen­den Bau­grup­pen der Her­stel­ler­fir­ma ist es somit mög­lich, ein adäqua­tes Gesamt­sys­tem mit indi­vi­du­el­ler Pass­form zu ver­wirk­li­chen, das sei­nem Anwen­der einen Mehr­wert im All­tag bie­tet. Der Bei­trag erläu­tert den kom­plet­ten Ver­sor­gungs­vor­gang mit einer myo­elek­tri­schen Hand­orthe­se und geht dabei auch auf das Zusam­men­spiel zwi­schen Her­stel­ler und Ortho­pä­die­tech­ni­ker ein.

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