Fünf Masterstudierende der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik an der Universität Rostock haben mit ihrer innovativen Geschäftsidee „BoneTech“ den landesweiten Businesswettbewerb gewonnen. Ihr Projekt, welches Kunstknochen für mechanische Untersuchungen von Implantaten entwickelt, wird nun auf dem „Annual Meeting der Orthopedic Research Society“ in Phoenix, Arizona, vom 7. bis 11. Februar 2025 präsentiert. Die Einladung zum internationalen Event stellt für das Team eine herausragende Gelegenheit dar, ihre Idee einem breiten Publikum vorzustellen und wertvolle Kontakte zu knüpfen, so die Einschätzung von Dr. Sybille Bachmann, Prorektorin für Internationales, die das Vorhaben unterstützt und finanzielle Mittel bereitstellt.
Die Kunstknochen, die im Rahmen von „BoneTech“ entwickelt werden, sollen eine realistische Nachbildung der inneren Knochenarchitektur bieten. Bisher gab es einen Mangel an hochwertigen Kunstknochen für derartige Untersuchungen. Diese Kunstknochen werden in einem speziellen 3D-Druckverfahren hergestellt, das berücksichtigt, dass individuelle anatomische Unterschiede von Patienten eine Rolle spielen. Die additive Fertigung eröffnet neue Wege für patientenspezifische Implantatentwicklungen, auch für die weibliche und kindliche Anatomie.
Technologische Grundlagen des 3D-Drucks
Der Einsatz von 3D-Drucktechnologien ermöglicht die Herstellung von implantatähnlichen Strukturen, die auf die spezifischen anatomischen Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten sind. Die Verfahren umfassen vier grundlegende Schritte: Rohdatenakquise, Vorverarbeitung, Druck der Komponenten und schließlich die Nachbearbeitung. Besonders in Bereichen wie Orthopädie, Zahnmedizin und Kieferchirurgie wird der 3D-Druck immer relevanter.
Für die Erstellung von Druckmodellen benötigen Mediziner hochauflösende klinische Bilder, wie von PMC beschrieben. Diese Bilder müssen in CAD-Dateien umgewandelt werden, um die genauen Dimensionen und Formen der Implantate zu gewährleisten. Komplexe Strukturen können mithilfe fortschrittlicher Software optimiert werden, während die Nachbearbeitung zur Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften und biologischen Leistung notwendig ist. Die Qualitätssicherung und geometrische Genauigkeit dieser Implantate sind von größter Bedeutung, da Fehler von bis zu 2,3 mm zwischen bildgebenden Verfahren und Endimplantat festgestellt wurden.
Vorteile der additiven Fertigung
Der 3D-Druck bietet nicht nur eine kosteneffiziente Prototypenentwicklung, sondern auch erhebliche Vorteile hinsichtlich Materialeinsparung, da nur das benötigte Material verwendet wird. Zudem ermöglichen die porösen Strukturen der 3D-gedruckten Implantate ein verbessertes Einwachsen von Knochen und Gewebe, was die Integration und Stabilität der Prothesen steigert. Dies ist besonders wichtig, da optimale Porengrößen von 100–400 μm für das Wachstum von Knochenzellen entscheidend sind.
Zusammengefasst bietet die Zusammenarbeit von Wissenschaft, Technologie und innovativem Denken, wie sie im Projekt „BoneTech“ verkörpert wird, nicht nur Antworten auf aktuelle Herausforderungen in der Implantatforschung, sondern auch einen vielversprechenden Blick in die Zukunft personalisierter Medizintechnik. Mit der Unterstützung von Institutionen wie der Universität Rostock wird deutlich, dass gute Ideen auch internationale Anerkennung finden können, was für alle Beteiligten eine bedeutende Wertschätzung ihrer bisherigen Arbeit darstellt.
Für weitere Informationen zu den technologischen Möglichkeiten im 3D-Druck in der Medizin ist ein Besuch bei Taniobis empfehlenswert.