Generative Fertigungsverfahren - Möglichkeiten der Herstellung patientenspezifischer Implantate und medizintechnischer Komponenten

Generative Fertigungsverfahren ermöglichen die direkte, 3D-CAD-basierte Herstellung nahezu beliebig komplexer Objekte. Mit den Strahlschmelzverfahren lassen sich biokompatible Werkstoffe wie Titan, Kobalt-Chrom und Edelstahl in einem einstufigen, generativen Fertigungsprozess zu einem vollständig dichten Gefüge verarbeiten und ermöglichen so völlig neue Möglichkeiten zur Fertigung individueller Implantate. Der Trend vom Rapid Prototyping über das Rapid Tooling hin zum Rapid Manufacturing, d. h. zur generativen Fertigung von Endprodukten, setzt sich somit auch in der Medizintechnik durch. Der Verzicht auf Werkzeuge (z. B. Schmiedegesenke oder Tiefziehformen) oder NC-Fertigungsprogramme kann zu signifikanten Zeit- und Kosteneinsparungen bei der Implantatherstellung führen. Endoprothesen können patientenspezifisch gestaltet werden, z. B. auf Basis von CT-Daten, und mit Volumen- und Oberflächenstrukturen versehen, um die Festigkeit und Elastizität der Implantate optimal einstellen und das Einwachsverhalten verbessern zu können. Anwendungsbeispiele gibt es für Hüftschaft und -gelenkpfanne, Kniegelenk, Schädel- und Kieferknochenimplantate, Knochenplatten, Bandscheibenprothesen sowie Dentalanwendungen (Zahnkappen, Kronen, Brücken, Prothesengerüste). Auch Operationshilfsmittel (Beispiel: Trennschablone für maxillofaziale Chirurgie) bzw. andere medizintechnische Komponenten (Beispiel: Operationswerkzeug) lassen sich generativ in nahezu beliebiger Komplexität fertigen (z. B. innere Hohlräume wie komplexe Kanäle, variable und extrem geringe Wandstärken, Auflösung von Baugruppen in komplexe Integralteile, die konventionell nicht herstellbar sind). Weitere Anwendungen finden sich im Werkzeug- und Formenbau, wo konturbezogene Kühlkanäle mit kompletter geometrischer Freiheit bezüglich Gestalt, Querschnitt und Verlauf dargestellt werden können.