Wirtschaftliche Herstellung individueller Implantate

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Daneben werden insbesondere im Bereich des Kopfes nach Tumorresektionen oder schweren Traumata vermehrt Individualimplantate eingesetzt, um sowohl ästhetische als auch funktionale Defekte bestmöglich zu behandeln. Aufgrund der Einzigartigkeit des Schädels beziehungsweise des Kiefers ermöglicht erst eine steigende Verfügbarkeit von Individualimplantaten eine adäquate Versorgung.

Schädelimplantate werden noch überwiegend gefräst oder umgeformt

Zurzeit werden beispielsweise Schädelimplantate überwiegend durch Fräsen oder Umformen hergestellt. In beiden Fällen können durch die konventionelle Fertigung hohe Kosten entstehen, weil geometrisch komplexe Teile in einer Stückzahl von eins erstellt werden müssen. Für diese Art von metallischen Implantaten stellt das SLM-Verfahren aus medizinischer und wirtschaftlicher Sicht eine Alternative dar.

Das in Bild 5 dargestellte Schädelimplantat wird auf Basis von Computertomografie-Daten individuell konstruiert. Die resultierenden 3D-CAD-Daten werden für den SLM-Prozess aufbereitet und das Implantat innerhalb weniger Stunden hergestellt.

Selective Laser Melting ermöglicht Knochenersatzimplantate mit definierbaren Eigenschaften

Darüber hinaus können zukünftig Knochenersatzimplantate mit definierbaren mechanischen Eigenschaften entwickelt werden. Dies könnte zum Beispiel bei der Entwicklung von Wirbelfusionskörpern Anwendung finden, indem durch die Auslegung einer geeigneten internen Struktur die Steifigkeit der Titanimplantate an die des Knochens angepasst wird. Ein erster Demonstrator zur ist in Bild 6 dargestellt.

Die generative Fertigung stellt jetzt bereits ein wertvolles wirtschaftliches Werkzeug dar, um individuelle Defekte schnell mit angepassten Implantaten hoher Qualität zu versorgen. Durch konsequente Nutzung der neuen geometrischen Möglichkeiten können zukünftig Implantate mit verbesserter Funktionalität entwickelt und mittels SLM realisiert werden. Durch die Qualifizierung des Verfahrens zur Verarbeitung weiterer Werkstoffe können diese Vorteile beispielsweise für die Herstellung bioresorbierbarer Implantate genutzt werden.

Dipl.-Phys. Simon Höges ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik in 52074 Aachen.

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