Instrumente nach Maß

Die moderne Chirurgie zielt immer stärker darauf ab, minimal-invasive Operationsverfahren so weiterzuentwickeln, dass sie den Patienten so wenig wie möglich belasten. Um jedoch Eingriffe im menschlichen Körper so schonend durchzuführen, braucht der Operateur sehr präzise und zuverlässige biokompatible Instrumente.

Der nach eigenen Angaben weltgrößte Hersteller von Implantaten und Instrumenten für die Wirbelsäulenchirurgie, die US-amerikanische DePuy Spine, geht heute soweit, sogar maßgefertigte Präzisionsinstrumente für Chirurgen anzubieten. Die Entwicklungszeit dafür sei extrem kurz, heißt es.

Die Ursache dafür ist der Einsatz des so genannten E-Manufacturing: Was früher mehrere Monate in Anspruch nahm, lässt sich mit Hilfe dieser Verfahren zum Teil in wenigen Tagen vollbringen. Die Zukunftstechnologie dafür kommt aus Deutschland und wird von der EOS GmbH Electro Optical Systems in Krailling bei München angeboten. Diese nutzt ein Schichtbauverfahren auf Basis der Laser-Sinter-Technologie, mit dem komplexe geometrische Formen innerhalb sehr kurzer Zeit konstruierbar sind.

Bei DePuy Spine geht es darum, die Hilfsmittel, die Chirurgen für die minimal-invasiven Operationsmethoden einsetzen, einerseits so zu dimensionieren, dass sie einen verbesserten Zugang und die Steuerung über kleinere Einschnitte ermöglichen. Andererseits müssen sie so stabil sein, dass sich beispielsweise Knorpel und Knochen sicher durchtrennen lassen. Um das zu erreichen, kooperiert DePuy Spine seit über 20 Jahren mit Klinikärzten und Forschern aus aller Welt. So fließen Erkenntnisse über Wirbelsäulenerkrankungen in die Weiterentwicklung von Produkten ein, mit denen sich dieses Krankheitsbild behandeln lässt.

Mit Einführung der Laser-Sinter-Technologie im Entwicklungszentrum von DePuy hat ein Paradigmenwechsel in der Konstruktion der Instrumente stattgefunden. „Unsere Konstruktionen zielen nun nicht mehr auf Herstellbarkeit, sondern auf Funktionalität“, kommentiert Peter Ostiguy, Team-Leiter in der Entwicklungsabteilung. „Als Konstrukteure waren wir früher ständig damit beschäftigt, wie wir etwas innerhalb von Prozessgrenzen herstellen können. Mit dem neuen Verfahren spielen diese Grenzen keine Rolle mehr.“

Mit einer Laser-Sinter-Maschine vom Typ Eosint M 270 wurden schon im ersten Einsatzjahr 1300 chirurgische Prototypenteile aus Metall hergestellt, darunter Biegeinstrumente, Extraktoren, chirurgische Schrauben, Klemmen, Reduktionsinstrumente und weitere Hilfsmittel.

Das Entwicklungsteam arbeitet dafür zunächst mit einem Basisdesign, aus dem ein Prototyp gefertigt wird. Dieser wird verschiedenen Chirurgen vorgeführt. Laut DePuy sind die beratenden Ärzte in ihren Anforderungen an Instrumente wie Klingen, Ablagen, Pinzetten und Tastzangen sehr anspruchsvoll. „Das Schöne am Laser-Sinter-Verfahren ist, dass wir problemlos mehrere Iterationen eines Prototyps herstellen können, um unseren Ärzten eine größtmögliche Auswahl zu bieten“, erklärt Ostiguy.

Aufgrund des Erfolgs mit dem Laser-Sinter-Verfahren hat DePuy kürzlich eine weitere Maschine erworben. „Wenn wir in der Lage sind, Instrumente auf unseren eigenen Maschinen herzustellen, können wir dadurch Zeit und Geld sparen und auf die Anforderungen unserer Ärzte flexibel reagieren“, so Ostiguy.

Martin Bullemer Key Account Manager Medical bei EOS

Weitere Informationen: www.eos.info

Beim E-Manufacturing per Laser- Sintern entwerfen Entwickler und Konstrukteure die zu fertigenden Produkte zunächst digital am Computer. Aus dem so entstandenen virtuellen Modell produziert eine Laser-Sinter-Anlage dann detailgetreu das physische Endprodukt.

Während des Produktionsprozesses werden pulverförmige Kunststoffe oder Metalle Schicht für Schicht aufgetragen und von einem Laser so geschmolzen, wie es das virtuelle Modell vorgibt. Nach dem Auftragen der letzten Schicht gibt die Maschine das fertige Produkt aus.

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