Die gemeinnützige Organisation (NGO) LifeNabled hat gemeinsam mit dem Software-Start-up nTopology einen digitalen Workflow für die effizientere und günstigere Prothesenherstellung in Entwicklungsländern mit Hilfe von 3D-Druck entwickelt. Das große Ziel von LifeNabled-Gründer Brent Wright wäre ein globales Netzwerk von Prothesenanbietern in Entwicklungsländern aufzubauen, die mit dem digitalen Workflow und 3D-Druckern einfach und schnell passgenaue Prothesen herstellen können.

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Menschen, die in Entwicklungsländern eine Amputation ihrer Gliedmaßen erleiden, haben kaum Zugang zu hochwertigen Prothesen. Selbst wenn dem so wäre, würden sie schon nach einem Jahr wieder eine neue Prothese benötigen, da sich das Stumpfvolumen verändert. Gemeinnützige Organisationen wie das Team von LifeNabled sind hier eine große Hilfe.

LifeNabled hilft seit 15 Jahren regelmäßig mit individuellen Prothesen. In diesem Jahr hat die NGO Unterstützung vom Engineering-Software-Start-up nTopology. Brent Wright, Mitbegründer von LifeNabled, entwickelte laut einer Fallstudie von nTopology einen digitalen Workflow zur Herstellung individueller 3D-gedruckter Prothesenschäfte mit flexiblem Innenfutter. 35 Patienten können ihre fertigen Prothesen bereits nutzen. Vor zwei Jahren haben wir die Arbeit von LifeNabled in Guatemala vorgestellt. Ihr Ziel war es schon damals, die Prothesenherstellung deutlich günstiger zu machen.

Entstehung der 3D-gedruckten Prothesen

Beispiele für 3D-gedruckte Prothesen
(im Bild: Beispiele von 3D-gedruckten Prothesen in Guatemala)(Bild © nTopology).

Mit den Patientenscans generierte das Team Prothesenschaft-Designs automatisch und druckten diese mit der Multi Jet Fusion – Technologie von HP in strapazierfähigem TPU. Der digitale Workflow sparte dem Team mehr als drei Tage an Arbeit. Sie konnten den digitalen Prozess so skalierbar und kostengünstig wie möglich gestalten. In wenigen Minuten erhält Wright Mesh-Dateien, die kaum Benutzereingaben erforderten.

Damit die Menschen vor Ort auch alleine mit der Prothesenerstellung zurechtkommen, bringt Wright dem medizinischen Personal bei, wie Patienten bewertet werden und die Patientengeräte dementsprechend angepasst werden.

Um eine maßgeschneiderte Prothese zu erhalten, werden 3D-Scans der Patienten erstellt. Anschließend entwirft das Ingenieurteam die Prothese und fertigt die Schäfte mit der MFJ-3D-Druck-Technologie von HP an. Innerhalb von 30 Tagen lieferte LifeNabled die Prothesen für die 35 guatemaltekischen Patienten und benötigte dafür nur einen Bruchteil des bisherigen Aufwands.

3D-Druck-Design maßgefertigter Prothesen
Das endgültige Design eines der über 30 maßgefertigten flexiblen Innenfutter (Bild © nTopology).

Komfortabel und langlebig

Standard-Prothesenauskleidungen sind teuer und würden im tropischen Klima in Guatemala nur drei bis sechs Monate halten. Das bedeutet für die Menschen, die dort von 2 höchstens 3 US-Dollar pro Tag leben, dass sie mehr als 160 US-Dollar für einen traditionellen gelartigen Innenliner bezahlen müssten. Das Team wählte eine waschbare, kostengünstige und Hygiene gewährleistende Socke. Der Prothesenschaft wurde mit einem komfortablen und flexiblen 3D-gedruckten Schaumstoff-Liner versehen. Mit kontrollierten Gitterparametern wie Balkendicke und Porosität erzielte nTopology den gewünschten Dämpfungseffekt. Ohne nTopology wäre das Aufbringen von 3D-gedrucktem Schaum auf 35 einzelne Schaftdesigns bedeutend aufwendiger gewesen.

Globales Netzwerk von Prothesen-Anbietern in Entwicklungsländern

Die wiederverwendbaren Workflows von nTopology brachten fertigungsbereite STL-Dateien einfach und schnell, wiederholbar und halbautomatisch und sparten LifeNabled mehr als einen Tag der rechnerischen Verarbeitung. Wright möchte die einzelnen Schritte vollständig digitalisieren. Mit budgetfreundlichen Scan-Lösungen will er ein globales Netzwerk von Prothesen-Anbietern in Entwicklungsländern aufbauen.

Detailbilder zur Prothesenherstellung
Um die Prothesenherstellung zu rationalisieren, wird ein 3D-Scan des Patienten gemacht (links) und dann der individuelle Schaft und das Innenfutter aus einem digitalen Design in 3D gedruckt (Bild © nTopology).

Brent Wright, Mitbegründer von LifeNabled, sagt dazu:

 „Meine Hoffnung und mein Traum wäre es, diese Beziehungen zu denjenigen zu nutzen, die pulverbasierte Fusionsmaschinen, insbesondere HP Multi Jet Fusions, besitzen, und da die Kapazitäten vorhanden sind, diese Maschinen mit Sockeln und Prothesen auszustatten und sie dann zu bedürftigen Patienten zu bringen.”

Sucht jemand beispielsweise in der Türkei eine Prothese, die mit einem MJF-System gedruckt werden und niemand ist verfügbar, könnte sich der Suchende an LifeNabled wenden. Das Team würde die Daten dann durch die Software laufen lassen und eine Designdatei erstellen. Anschließend würde LifeNabled ein türkisches Unternehmen mit MJF-Plattformen für den 3D-Druck kontaktieren und es so auf den Weg zum Vertrieb schicken.

Wright ergänzt abschließend:

„Es ist ein Traum, aber ich denke, es ist absolut möglich.“

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