(September 2024) Eine Unterschenkel-Fuß-Orthese im 3D-Drucker fertigen, die dem Vergleich mit einer handwerklich gefertigten standhält: Dass dies funktioniert, hat das Team um Prof. Dr. David Hochmann im Labor für Biomechatronik am Fachbereich Physikingenieurwesen der FH Münster bewiesen. Auf den guten Ergebnissen bauen Hochmann und die wissenschaftliche Mitarbeiterin Ann-Kathrin Carl nun in Zusammenarbeit mit Praxispartnern auf – im Projekt „INDiGO“, kurz für „Innovative nachhaltige digitale gendergerechte Orthesenversorgung“. „Im Vorgängerprojekt SIGMA3D haben wir die Machbarkeit der individualisierten Versorgung bewiesen“, sagt Hochmann. „Nun möchten wir ein Versorgungskonzept entwickeln, das in der Praxis umsetzbar ist.“
Nachhaltigkeit in der 3D-Drucker Orthesenproduktion
Dazu fokussiert sich das Team auf die namensgebenden Faktoren des Projekts. „Das Thema Nachhaltigkeit etwa wurde in der Orthesenproduktion bisher nur rudimentär behandelt“, so Carl. Dazu will das Team zum Beispiel die Tauglichkeit von recyceltem oder biologisch abbaubarem Kunststoff für den 3D-Druck prüfen oder Methoden zur Energieersparnis testen. „Ressourcen können außerdem durch Materialeinsparungen geschont werden“, ergänzt Hochmann.
Individuelle und gendergerechte Orthesen durch 3D-Druck
Der individuelle 3D-Druck ermögliche darüber hinaus, geschlechterspezifische Anforderungen bei der Orthesenherstellung zu berücksichtigen. Zum Beispiel benötigen Männer in der Regel größere und schwerere Orthesen als Frauen. „Unser Ziel ist es, die Orthesen individuell anzupassen und mithilfe einer Zuordnungsmatrix die notwendigen Parameter für die jeweiligen Patientinnen und Patienten zu bestimmen“, sagt Carl. Dazu sollten die Patient*innenbedürfnisse mit speziellen Mess-Orthesen ermittelt werden: Sensoren sammeln in einer Ganganalyse Informationen etwa zur Steifigkeit der Gelenke, die wiederum Aufschluss geben, wie steif die Federn in der jeweiligen Orthese sein müssten. „Aus solchen Informationen können wir dann das Design der Orthese ableiten“, so Hochmann.
Entwicklung einer vollständigen Prozesskette für nachhaltige Orthesen
Im Rahmen des Projektes soll eine nachhaltige vollständige Prozesskette zur individualisierten gendergerechten Konzeption und Fertigung von hochbelasteten Unterschenkel-Fuß-Orthesen entwickelt und erprobt werden. „Der 3D-Druck ist aus der Orthopädietechnik nicht mehr wegzudenken“, sagt Hochmann. „Aber der Transfer des alten Fertigungswissens in neue Verfahren ist weiterhin eine Herausforderung. Das Projekt soll dazu beitragen, digitale Technologien in der Orthopädietechnik weiter zu etablieren.“
Projektkooperationen und Förderung von INDiGO
„INDiGO“ entsteht in Kooperation mit dem Kompetenzzentrum Technische Orthopädie & Rehatechnik Kramer GmbH & Co KG in Papenburg, dem Sozialpädiatrischen Zentrum Westmünsterland der Christophorus-Kliniken in Coesfeld, der MUUV GmbH in Münster und der Care Center Deutschland GmbH in Bochum. Gefördert wird das Projekt im Rahmen des Innovationswettbewerbs Gesünder.IN.NRW aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) mit Mitteln der Europäischen Union. Die Arbeit an „INDiGO“ ist auf drei Jahre angelegt.
Quelle Text: FH Münster
Quelle Bild: FH Münster/Frederik Tebbe
