Endoprothetische Eingriffe, also das Einsetzen von künstlichen Gelenken, gehören in Deutschland zu den häufigsten Operationen und sind mitunter sehr komplex. Das Gelingen einer solchen Operation und damit die Gesundheit der Patienten hängt von vielen Faktoren ab, unter anderem auch von einer soliden und qualitativ hochwertigen OP-Vorbereitung. Neben diversen bildgebenden Verfahren kommt hier auch dem 3D-Druck eine immer größer werdende Bedeutung zu. Die niederbayerische mediCAD Hectec GmbH ist sowohl Pionier als auch Global Player in Sachen Software für die digitale OP-Vorbereitung und vertraut bei der additiven Fertigung von realistischen Knochen- und Gelenkmodellen auf die BAM GmbH aus Weiden i.d.OPf.

Im Jahr 1999 stellten die Experten von mediCAD als weltweit erstes Unternehmen orthopädischen Chirurgen eine Software zur Verfügung, mit der Operateure mit wenigen Eingaben eine vollständige präoperative Planung eines Gelenkersatzes professionell erstellen konnten. Mithilfe automatischer Berechnungen und spezieller Algorithmen konnte damit der Zeitaufwand für die OP-Planung um bis zu 85 % reduziert, gleichzeitig die Qualität der Planung gesteigert werden. Um orthopädische Operationen – zum Beispiel an Hüfte, Knie oder Schulter – noch besser planen und vorbereiten zu können, kommt zusätzlich zu den digitalen, bildgebenden Verfahren jetzt auch 3D-Druck zum Einsatz. Diese Erweiterung seines Leistungsportfolios realisiert mediCAD mit dem Lohnfertiger BAM.

Knochen aus dem Drucker – wie funktioniert das?

Aus einer CT-Aufnahme der entsprechenden anatomischen Region – zum Beispiel dem Kniegelenk – kann die mediCAD-Software eine druckbare STL-Datei erzeugen. Über ein Onlineportal können die Ärzte diese Datei hochladen, konfigurieren und den Druck in Auftrag geben. Innerhalb von zwei bis vier Werktagen erhält der Operateur sein gedrucktes Modell, völlig originalgetreu in Bezug auf Größe und Form. Vorteil: Er kann damit seinen Eingriff am 1:1 Modell präzise planen und vorbereiten.

3D-Druck Polyjet Medizin
Mit der mediCAD-Software können Operateure auf Basis von CT-Aufnahmen von Knochen oder Gelenken eine druckbare STL-Datei erzeugen, aus der anschließend mit dem sogenannten Polyjet-Verfahren ein 1:1-Modell gedruckt wird. Die Details des gedruckten Knochens sind auf 0,1 mm genau. Bildquelle Christian Skiefe/BAM GmbH

Aufs Zehntel genau

Die BAM GmbH verfügt über mehrere Druckverfahren und einen hochmodernen Maschinenpark an 3D-Druckern. Zu diesem speziellen Zweck kommt das sogenannte Polyjet-Verfahren zum Einsatz. Die Besonderheit dabei ist, dass eine bestimmte Shore-Härte definiert werden kann, also die Elastizität des gedruckten Materials. Somit kann die Beschaffenheit der Knochen original nachempfunden werden. Mit einer Toleranz von +/- 0,1 mm gelingt es, auch noch so kleine Details am Knochen oder dem Gelenk realistisch abzubilden und extrem feine Oberflächen zu generieren. Nach dem Druckvorgang wird der Knochen in einem Wasser-Laugebad gereinigt, um die für den Druck nötigen Stützstrukturen rückstandslos zu entfernen.

3D-Druck Polyjet Wirbelsäule BAM
Egal ob Hüftgelenk, Kniescheibe oder wie hier ein Teil einer Wirbelsäule: Mit einem 3D gedruckten Original-Modell des entsprechenden Bereichs können sich Operateure optimal auf komplexe Eingriffe vorbereiten. Das steigert die Erfolgs- und Heilungschancen für die Patienten enorm. Bildquelle Christian Skiefe/BAM GmbH

Eine Partnerschaft mit Zukunft

Für den optimalen Workflow und um die gewünschten Ergebnisse erzielen zu können, haben die BAM-Spezialisten vorab intensive Tests gemeinsam mit mediCAD durchgeführt. Dabei hat sich eine Kombination der Druck-Materialien VeroPureWhite und Agilus 30 als ideal herausgestellt, um sowohl die Farbe als auch die ideale Shore-Härte generieren zu können. Seit Ende 2020 besteht die Partnerschaft zwischen mediCAD und BAM, durch die sowohl Operateure als auch Patienten nachhaltig profitieren – nicht nur in der OP-Planung, sondern auch in der Patientenkommunikation oder in der Weiterbildung von medizinischem Personal.