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Nutzen additiver Fertigung von patientenspezifischen Implantaten
A. Weipert, OS Orthopedic Services GmbH, Mainhausen, Deutschland
EINFÜHRUNG: In den immer häufiger auftretenden
Fällen von wiederholten Hüftpfannen-
Revisionen oder bei Beckentumoren liegen zum
Teil erhebliche Knochendefekte vor, die an die
benötigten Implantate sehr unterschiedliche
Anforderungen stellen. Auf der Basis von CT-
Bildern lassen sich die Reste des noch tragfähigen
vitalen Knochens rekonstruieren, woran direkt die
Implantate angepasst werden. Speziell bei Tumorversorgungen
spielt die Herstellzeit eine
wesentliche Rolle. Die additiven Verfahren bieten
hier grundlegend neue Möglichkeiten.
METHODIK: Basis für die Planung und
Herstellung der Beckenteilersatzprothesen ist
grundsätzlich eine CT-Untersuchung nach
speziellen Richtlinien des Herstellers, wobei die
CT-Scans zu einem virtuellen 3D-Modell des
Beckens rekonstruiert werden. Dieses Modell dient
zunächst der biomechanischen Planung zur
Herstellung möglichst anatomischer Verhältnisse
und ermöglicht es auch, die Verankerungsflächen
des Implantats individuell an den noch
vorhandenen Knochen anzupassen.
Sowohl das Implantat (Material: Reintitan) als
auch reale Beckenmodelle (Material: PA) oder
zugehöriges Instrumentarium können dann im
additiven Fertigungsverfahren hergestellt werden.
Die Bauteile werden nach der virtuellen
Anformung an den Knochen direkt im STL-Format
ausgegeben und können mit einer speziellen
Software für den schichtweisen Aufbau in der
Maschine positioniert und mit entsprechenden
Stützelementen versehen werden.
Dank der SLM-Technik (Selective Laser Melting)
lassen sich erstmals Titanimplantate mit sehr
komplexem Design und stark strukturierten
Oberflächen in nur wenigen Tagen herstellen.
VORTEILE/NACHTEILE: Die Vorteile des
SLM-Verfahrens gegenüber alternativer Verfahren
wie z. B. Guss, Spanabhebung oder Blechkonstruktionen
liegen vor allem in der Möglichkeit nahezu
beliebig komplexe Designs inklusive Oberflächenstrukturierung
zu generieren. Der
wesentlich geringere zeitliche Aufwand zur
Herstellung spielt insbesondere bei Tumorversorgungen
eine wesentliche Rolle. Die Oberflächenstrukturierung
in Titan mit einer geringeren,
dem Knochen besser angepassten Steifigkeit und
der Verzahnungsmöglichkeit mit dem Knochen ist
noch alternativlos.
Nachteile der Methode sind sicherlich im
Vergleich mit den genannten Alternativmethoden
die höheren Herstellkosten, sofern ohne
Oberflächenstrukturierung gearbeitet wird und die
etwas geringeren Materialfestigkeitswerte. Letztere
lassen sich jedoch konstruktiv berücksichtigen, so
dass dadurch kein echter Nachteil entsteht.
ERGEBNISSE: Beckenteilersatzimplantate, die
rein mit virtueller Planung und im SLM-Verfahren
hergestellt werden, sind bereits seit über zwei
Jahren im Einsatz und haben gerade in
katastrophalen Fällen die Überlegenheit gegenüber
konventioneller Techniken zeigen können. Die
klinischen Ergebnisse rechtfertigen auch den
entsprechend höheren Preis.
SLM-Beckenteilersatz als Pfannenrevisionsimplantat
mit teilweiser Oberflächenstrukturierung
www.os-gmbh.com
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