Eine Maschinenbaustudentin der TU Delft in den Niederlanden hat einen 3D-gedruckten Unterarmprothesenschaft entwickelt, die sich an Personen mit Unterarmamputationen richtet. Diese kommt bei der Herstellung ohne 3D-Scans aus und kann bei Bedarf auch mit Messschiebern angepasst werden. Sie kostet lediglich 30 Euro und kann in nur vier Stunden mit einem 3D-Drucker ausgedruckt werden.

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Eine Prothesenpfanne für obere Gliedmaßen, entwickelt von einer Maschinenbaustudentin der TU Delft, kann bereits für circa 30 Euro mit einem einfachen Desktop-3D-Drucker in nur vier Stunden hergestellt werden. Das Gerät trägt den Namen „V3D“ und hat ein volumenregulierbares Verschlusssystem, mit dem der Anwender künstliche Gliedmaßen einfacher anbringen kann. Die Konstruktion lässt sich im hohen Beugebereich und mit voller Ellbogenstreckung bewegen. Der norddeutsche Jungunternehmer Philipp Barluschke hat 2017 3D-gedruckte Unterarmprothesen vorgestellt.

Details zur Prothesenpfanne für obere Gliedmaßen

Prothesenschaft
Der 3D-gedruckte Prothesenschaft (im Bild) richtet sich an Menschen mit Unterarmamputationen (Bild © TU Delft).

In den USA gibt es jährlich bis zu 10.000 Amputationen von Teilen des Unterarms. Damit diese Menschen bestimmte Körperfunktionen weiterhin nutzen können, werden sie mit einer Prothese ausgestattet. Um eine Extremitätenpfanne herzustellen, wird ein zeitintensiver Prozess mit Gipsformen durchgeführt. Das kann oft bis zu fünf Wochen dauern und ist eher an Patienten mit Unterschenkelamputationen gerichtet. Ändert sich das Gewicht oder die Körpergröße des Patienten, muss das Ganze nochmals angepasst werden. Der 3D-Druck hilft, den Prozess mit anatomischen 3D-Scans schneller in personalisierte Prothetik umzuwandeln.

Der von der Studentin der TU Delft, Israa Kamal, entwickelte Prothesenschaft kann bedarfsgerecht angefertigt und individuell angepasst werden kann. Sie entwickelte insgesamt fünf Schaftkonzepte mit unterschiedlichen Mechanismen und Atmungsaktivität. Für das finale Ergebnis kombinierte sie das Beste aus den einzelnen Designs. Das Design setzt sich aus einer Hauptschale, verstellbaren Flügeln und einem oberen Aufsatz zusammen, der über Drehgelenke am Ellbogen mit der Prothetik verbunden werden sollte.

3D-Druck und Belastungstests

Mit einem Ultimaker S5 3D-Drucker und PLA-Material stellte sie den 30 Euro günstigen Prototypen her, der mit seinen 170 Gramm um 70 Gramm leichter als vergleichbare Modelle ist. Er hält bei axialen Belastungs-, Biege- und Schlagtests 10 kg Belastung, induzierten Belastungen bis 50 N und Stürzen aus bis 2,4 Meter Höhe ohne sichtbare Schäden aufzuweisen. Tests zeigten, dass die Anpassung einer funktionellen Pfanne von den Abmessungen des Stumpfes des Patienten an der Stelle abhängt, an der der Ellenbogen um 90° gebeugt ist.

Das Design wurde an die Radboud University Medical Center (RUMC) weitergegeben, wo 3D-gedruckte Prothetik für die Behandlung von Patienten in den Niederlanden und in Sierra Leone entwickelt werden. Der Sockel kann, wenn kein 3D-Scanner verfügbar ist, auch mit einem Messschieber montiert werden.

Kamal ergänzt:

„Dieser Vorteil macht die Produktion von V3D in Gemeinden möglich, die keinen Zugang zu 3D-Scannern haben. Außerdem kann der Schaft so parametriert werden, dass Anwender mit ähnlicher Geometrie und vergleichbaren Stumpfgrößen auf den gleichen Schaft passen, was den Herstellungsprozess weniger arbeits- und zeitaufwendig machen würde, wie es angestrebt wurde.“

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