Stentgrafts aus der 3D-Webmaschine

Forscher weben maßgeschneiderte Herz-Implantate

Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems sind nach wie vor die häufigste Todesursache in Deutschland. So können beispielsweise Aneurysmen, also ballonartige Aussackungen von Blutgefäßen, reißen und Schlaganfälle verursachen.

Man behandelt Aneurysmen mit künstlichen Blutgefäßen aus Kunststoff in Assoziation mit stabilisierenden Drahtringen. Diese so genannten Stentgrafts werden fast vollständig in Handarbeit gefertigt; ihre Herstellung ist zeitlich aufwändig und teuer. Auch biologische Herzklappen vom Schwein oder Rind werden von Hand mit rund 1.200 Stichen auf eine Trägerstruktur aufgenäht. Dabei muss ein einzelner Stich häufig minutenlang unter der Lupe oder sogar unter dem Mikroskop vorgeplant werden.

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Die im Modell gezeigten Herzklappenprothesen (weiß) wurden im Webvervahren hergestellt

© ITM/TUD

Ein Team der Technischen Universität (TU) Dresden hat jetzt im Rahmen eines Projekts der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) eine effektive Alternative zu den bisherigen Standardmethoden entwickelt: Die Diplomingenieure Dr. Ronny Brünler und Philipp Schegner lassen passgenaue Implantate für Patienten von Webmaschinen herstellen. Die von ihnen umgesetzte Prozesskette ist volldigital, automatisiert und schnell und verursacht nur einen Bruchteil der bisherigen Herstellungskosten. Mit ihrem Projekt waren Brünler und Schegner unter den drei Finalisten für den Otto von Guericke-Preis der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Gueri­­­cke“ e.V. (AiF). Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der IGF vergeben und ist mit 10.000 Euro dotiert. Die vorwettbewerbliche IGF wird im Innovationsnetzwerk der AiF und ihrer 101 Forschungsvereinigungen organisiert und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit öffentlichen Mitteln gefördert.

Wir generieren aus Computertomographie-Daten ein 3D-Modell, das in mehreren Schritten so weiterentwickelt wird, dass wir es letztendlich als maschinenlesbaren Code in eine konventionelle Webmaschine übertragen können

Ronny Brünler

Die Ergebnisse des nominierten IGF-Projekts, das vom AiF-Mitglied Forschungskuratorium Textil e.V. (FKT) koordiniert wurde, ermöglichen eine sehr kosteneffiziente Produktentwicklung und eine flexible, individuelle Fertigung. „Wir generieren aus Computertomographie-Daten ein 3D-Modell, das in mehreren Schritten so weiterentwickelt wird, dass wir es letztendlich als maschinenlesbaren Code in eine konventionelle Webmaschine übertragen können“, erklärt Brünler das neue Verfahren. „So können wir maßgeschneiderte, komplexe Geometrien rasch umsetzen“, ergänzt sein Kollege Schegner.

„Die Ergebnisse des Dresdner Teams sind in vielerlei Hinsicht ein großer Fortschritt“, betont Key Account Manager Daniel Gehendges von der Mageba International GmbH. Das Unternehmen war als Industriepartner am Projektbegleitenden Ausschuss des ausgezeichneten Projekts beteiligt. „Sie ermöglichen eine bessere Patientenversorgung unter Berücksichtigung wichtiger Aspekte wie Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz und bergen gleichzeitig ein enormes Potenzial für weitere Anwendungsfelder im Webmaschinensektor unseres Unternehmens“, so Gehendges.

Johannes Diebel, Leiter Forschung bei der Forschungsvereinigung FKT, hebt die Vielfalt der Anwendungsfelder hervor. „Der wichtigste Bereich ist ohne Zweifel die Medizin, wo wir durch bessere und kostengünstigere Implantate mit erheblichen Einsparungen im Gesundheitssystem rechnen können. Die Projektergebnisse können auch branchenübergreifend für die Entwicklung von Leichtbaustrukturen für eine bessere Ressourceneffizienz genutzt werden“, ist Diebel überzeugt.


Quelle: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Gueri­­­cke“ (AiF)

09.12.2020

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