Das Fraunhofer IPA und die inomed Medizintechnik GmbH haben gemeinsam eine Methode gesucht, ein neurochiurgisches Stereotaxiesystem ohne den Einsatz von für die Bildgebung störenden Materialien zu entwickeln. In ihren Untersuchungen fanden sie ein 3D-Druckverfahren, das ihnen als besonders geeignet erschien. Nun wollen sie die Fertigungstechnik und das Produktdesign optimieren.

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inomed und Fraunhofer IPA LogosWird einem Parkinson-Patienten ein Hirnschrittmacher eingesetzt oder bei einem Hirntumor eine Gewebeprobe entnommen kommt das sogenannte Stereotaxiesystem zum Einsatz. Diese Vorrichtung wird von Neurochirurgen in den Kopf des Patienten eingespannt und dient als Referenz, damit die Ärzte ihre Instrumente genau an der richtigen Stelle ansetzen können, um ihren minimalinvasiven Eingriff vornehmen zu können. In einer Pressemitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin berichtet das Fraunhofer IPA jetzt von einer Möglichkeit Stereotaxiesysteme mit 3D-Druckern herstellen zu können.

Details zur Arbeit der Forscher

3D-gedruckte Schwalbenschwanzschiene
Forscher druckten unter anderem mit Fused Layer Modelling Schwalbenschwanzschienen (im Bild) wie sie in Stereotaxie-Systemen zum Einsatz kommen (Bild © Fraunhofer IPA).

Maßgenauigkeit und Wiederverwendbarkeit sind dabei zwei wichtige Anforderungen an ein Stereotaxie-System. Sie werden nach dem Gebrauch sterilisiert und gereinigt, müssen somit hohem Druck und Temperaturen sowie erhöhten pH-Werten standhalten. Derzeit verfügbare Systeme sind aus Titan, Aluminium und Edelstahl. Bei der Computertomographie verursachen sie im Bild Artefakte durch Absorption der Röntgen- oder Streustrahlung. Die Fertigung mit spanenden Verfahren ist außerdem teuer und zeitaufwendig. Diese Produkte müssen mehr als 100 Operationen überstehen und werden in Kleinserien gefertigt.

Ein Team von Forschern vom Zentrum für additive Produktion am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (Fraunhofer IPA) hat gemeinsam mit der inomed Medizintechnik GmbH nach Wegen für qualitativ hochwertige Stereotaxie-Systeme aus Kunststoff, die kostengünstig in 3D gedruckt werden können. Sie untersuchten drei mögliche Fertigungsverfahren: die Stereolithographie (SLA), das Selektive Lasersintern (SLS) und das Fused Layer Modelling (FLM). Es gelang ihnen, damit testweise einzelne Komponenten herzustellen. Eine Überprüfung zeigte, dass sich das FLM-Verfahren besonders den Anforderungen im OP-Saal gerecht wird. Als Material setzten sie auf Polyetherketone oder Polyetherimide, da diese die Bildgebung nicht stören. Die Kunststoffe waren als transparente hellgraue Fläche zu sehen und ließen sich ohne Weiteres vom Knochen unterscheiden.

In den kommenden zwei Jahren will das Forschungsteam eine entsprechende Fertigungstechnik und auch ein besseres Produktdesign für das Stereotaxie-System entwickeln. Mehr aktuelle Neuigkeiten zum medizinischen 3D-Druck erhalten Sie täglich im 3D-grenzenlos Magazin (Newsletter abonnieren).

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