Renishaw Kooperation demonstriert die Möglichkeiten additiv gefertigter Wirbelsäulenimplantate

Februar 2019

Renishaw, ein weltweit führendes Engineering- und AM-Unternehmen hat in Zusammenarbeit mit zwei innovativen Technologieunternehmen nachgewiesen, welche Vorteile die additive Fertigung (AM) bei der Herstellung von Wirbelsäulenimplantaten bietet. In der Zusammenarbeit mit Irish Manufacturing Research (IMR) und nTopology hat dieses Projekt gezeigt, wie einfach der Übergang vom Design zur additiven Fertigung sein kann, wenn man mit den richtigen Partnern zusammenarbeitet.

IMR (Irish Manufacturing Research), ein Institut für Fertigungsforschung, hat ein repräsentatives Wirbelsäulenimplantat aus Titan für die Halswirbelsäule (HWS) konstruiert und dabei die generative Designsoftware von nTopology, einem Softwareunternehmen für fortschrittliche Fertigungstechnik, verwendet. Anschließend hat IMR das RenAM 500M, ein additives Fertigungssystem auf Metallbasis von Renishaw, verwendet, um die Implantate anzufertigen.

„AM kann zur Herstellung von Wirbelsäulenimplantaten mit Gitterstrukturen eingesetzt werden, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht zu verwirklichen sind“, erklärt Ed Littlewood, Marketing Manager des Geschäftsbereichs „Medizinische und zahnmedizinische Produkte“ bei Renishaw. „Ein Implantat mit Gitterstruktur ist leicht, kann optimiert werden, um die erforderlichen Lastbedingungen einzuhalten, und hat eine größere Oberfläche, die für die Knocheneinheilung hilfreich sein kann. AM-Implantate können daher so konstruiert werden, dass sie die mechanischen Eigenschaften des Knochens imitieren und somit bessere Ergebnisse für die Patienten erzielen. Das alles ist aber ziemlich sinnlos, wenn nicht die richtigen Tools für die Umsetzung des Designs verfügbar sind.“

„Herkömmliche CAD-Funktionen wurden nicht für die Konstruktion komplexer Gitterstrukturen entwickelt. Eine solche Aufgabe wäre schwierig oder gar unmöglich“, erklärt Matt Rohr, Application Engineering Manager bei nTopology. „nTopology ist darauf ausgelegt, bereits vorhandene Arbeitsabläufe zu ergänzen und Aufgaben zu erleichtern. Wir haben die Konstruktionszeit für komplexe Strukturen von Tagen auf Minuten verkürzt. Das war ein entscheidender Beitrag für die pünktliche Ausführung dieses Projekts.

„Renishaw arbeitet unermüdlich mit uns daran, den AM-Prozess für die Herstellung von Wirbelsäulenimplantaten zu optimieren“, bemerkt Sean McConnell, leitender Forschungsingenieur bei IMR. „Gemeinsam haben wir eine Reihe von Experimenten entwickelt, durch die wir die besten Parametereinstellungen für das Produkt erzielt haben. Wir konnten den erforderlichen Aufwand für die Nachbearbeitung entscheidender Implantat-Merkmale daher um das Zehnfache reduzieren.”

Patienten mit Beschwerden, wie unter anderem Bandscheibendegeneration, Spondylolisthese, Spinalstenose und Osteoporose, benötigen gegebenenfalls Wirbelsäulenimplantate, um die Zwischenwirbelhöhen wiederherzustellen. Das verbesserte Implantatdesign, das durch AM möglich gemacht wurde, dürfte kürzere Operationszeiten und weniger Revisionseingriffe für die Patienten mit sich bringen. Gleichzeitig werden Ressourcen und Kosten im Gesundheitswesen gespart.

Renishaw verwendet seine AM-Systeme außerdem, um medizintechnische Produkte, wie beispielsweise Gesichtsimplantate und Dentalgerüste, am eigenen Standort in Miskin, Südwales, herzustellen.

Erfahren Sie mehr unter www.renishaw.de/spinalimplants.