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Erschienen in:
Integration spezifischer Effekte in Strukturbauteilen mittels additiver Fertigungsverfahren Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Konstruktion eines individuellen Knieimplantates für die Fertigung mittels EBM

verfasst von : Lydia Mika, Philipp Sembdner, Sebastian Heerwald, Christoph Hübner, Stefan Holtzhausen, Ralph Stelzer

Erschienen in: Konstruktion für die Additive Fertigung 2019

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Individuelle Kniegelenkimplantate bieten den Vorteil einer hinreichend genauen Anpassung an jeden Patientenfall in Größe, Form und Funktion. Dabei ermöglichen additive Fertigungsmethoden die patientenspezifische Herstellung sowie die Funktionsintegration der Gelenkknochen- (Metall) und Inlay-Komponenten (Kunststoff). Beschrieben ist die Entwicklung eines universellen parametrischen Knieimplantatmodells, welches durch Parametervariierung im CAD-System an den Patienten angepasst wird. Die Fertigung der Metall-Komponenten erfolgt im EBM-Verfahren aus Titan.
Die Konstruktion erfordert als Eingangsgrößen verschiedene Parameter des menschlichen Kniegelenkes, welche im Vorfeld der Designentwicklung festzulegen sind. Diese patientenspezifischen Daten werden aus CT-Datensätzen gewonnen und umfassen Metadaten (Diagnostik) sowie anatomische und geometrische Parameter (Anatomie, Biomechanik). Aus deren effizienter Bereitstellung im Modellierungswerkzeug mittels Eingangsgrößenbewertung resultieren die Parameter des Implantatmodells. Anschließend wird das Modell für tabellengesteuerte individuelle Maßanpassungen konstruiert.
Ziel ist die form- und maßgetreue Knieimplantat-Adaption für optimale Gelenkflächenrückführung und -erstattung. Um die Individualität auf das reale Produkt zu übertragen, wird die Fertigung mittels EBM-Verfahren aufgrund seiner spezifischen Vorteile für Medizinprodukte genutzt.

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Literatur
1.
2.
3.
4.
Mika, L.: Erstellung eines parametrischen Knie-Implantatmodells zur patientenspezifi-schen Anpassung. Diplomarbeit, Technische Universität Dresden (2018)
5.
6.
Gebhardt, A.: Generative Fertigungsverfahren: Additive Manufacturing und 3D Drucken für Prototyping – Tooling – Produktion. Carl Hanser, Aachen (2013). ISBN: 978-3-446-43651-0CrossRef
7.
Sembdner, P., Mika, L., Heerwald, S., Holtzhausen, S., Stelzer, R.: Design of a parametric knee implant model based on Active Shape Model output data for individualized knee implants. In: 33th Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS) (17.–21. Juni 2019), Rennes, Frankreich (2019)
8.
Seidler, A.: Entwurf und Umsetzung einer Methodik zur Ableitung geometrischer Parameter von einem Kniegelenkmodell. Projektarbeit zum Forschungspraktikum, Technischer Universität Dresden (2019)
Metadaten
Titel
Konstruktion eines individuellen Knieimplantates für die Fertigung mittels EBM
verfasst von
Lydia Mika
Philipp Sembdner
Sebastian Heerwald
Christoph Hübner
Stefan Holtzhausen
Ralph Stelzer
Copyright-Jahr
2020
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Buch
Konstruktion für die Additive Fertigung 2019

Print ISBN: 978-3-662-61148-7

Electronic ISBN: 978-3-662-61149-4

Copyright-Jahr: 2020

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-61149-4_5

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