Unterschenkel-Fuß-Orthese aus dem 3D-Drucker

Unterschenkel-Fuß-Orthesen werden normalerweise in aufwendiger Handarbeit von Spezialisten hergestellt. Aber auch im Bereich Orthopädietechnik mangelt es an Fachkräften. Um die Situation für die Sanitätshäuser und die betroffenen Patienten zu verbessern, könnte der Einsatz von 3D-Druck eine Möglichkeit sein. Mit dem Thema befasste sich Carsten Dilthey von der Hochschule Münster in seiner Masterarbeit. Unterstützt von Prof. Dr. David Hochmann fertigte er eine hochbelastete Orthese im 3D-Drucker. Außerdem arbeitete Dilthey mit Experten aus dem Bereich Maschinenbau und Physikingenieurwesen zusammen. Später wurde das Team ergänzt um Kooperationspartner aus dem Handwerk und der Klinik.

Dilthey untersuchte zunächst in einer Vorstudie verschiedene 3D-gedruckte Materialien und führte eine umfangreiche Anforderungsanalyse durch. Anschließend wurde eine anforderungs- und fertigungsgerechte Orthese methodisch entwickelt, konstruiert und additiv gefertigt. Die Fertigung der tragenden Elemente gelang mit Unterstützung von Prof. Dr. Hilmar Apmann aus dem Fachbereich Maschinenbau. Danach wurde die Orthese umfangreichen Tests unterzogen. Dabei konnte Dilthey auf existierende komplexe Prüftechnik zurückgreifen, die von Maxim Kirillov im Rahmen seiner Promotion am Fachbereich Physikingenieurwesen entwickelt wurde.

Der direkte Vergleich der handwerklich gefertigten und der 3D-gedruckten Orthese fand bei einem unabhängigen klinischen Partner mit Hilfe der 3D-Ganganalyse statt. Das Ergebnis: Beide Orthesen sind biomechanisch gleichwertig, die 3D-gedruckte Orthese ist dabei fast 30 Prozent leichter und bietet eine Reihe weitere Vorteile wie zum Beispiel das bessere Mikroklima.

Bis das Modell jedoch in der Versorgung ankommt, wird noch einige Zeit vergehen. Die Unterschenkel-Fuß-Orthese aus dem 3D-Drucker entstand im Rahmen des Projekts SIGMA3D – Simulationsgestützte Medizintechnikplattform zur individuellen 3D-Hilfsmittelversorgung. Das Projekt wurde zwischen März 2020 und Februar 2023 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.