3D-Metalldruck für die Kardiologie

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Stabilisierung des Herzmuskels

Auch beim zweiten Beispiel verhilft der 3D-Druck zu einer individuellen und schnellen Fertigungsmethode eines medizinischen Instruments – nämlich eines Herzstabilisators.

Allein in Grossbritannien leben etwa eine halbe Millionen Menschen mit einem Herzfehler. Die Behandlung mit Medikamenten führt nur zu geringen Verbesserungen. Häufig ist daher eine Operation die einzige Möglichkeit, das Leben des Patienten zu retten. Während einer Herz-OP muss der Herzmuskel stabilisiert werden, damit ein sicherer Eingriff möglich ist. Richard Trimlett, Berater am Royal Brompton-Krankenhaus in Grossbritannien, erklärt: „Wir führen eine Operation bei schlagendem Herzen durch. Das Herz befindet sich ‚in Bewegung‘, und dennoch müssen wir den kleinen Bereich, in dem wir arbeiten, möglichst ruhig halten. Wenn der Brustkorb geöffnet ist, können wir ein grosses Sauggerät einführen, aber wenn wir Arthroskopien durchführen, benötigen wir sehr kleine Teile, die wir ein- und ausführen können. Was wir nicht wollen, sind Nachteile für den Patienten aufgrund einer schlechteren Stabilität des Herzens. Daher haben wir etwas gesucht, das aus Einzelteilen besteht, durch einen sehr kleinen Schnitt passt und das wir verwenden können, um das Herz stabil zu halten. Bestenfalls einen Einwegartikel, den man an unterschiedliche Formen und Grössen anpassen kann.“

Biokompatibler Prototyp

Für Richard Trimlett war klar, dass der Herzstabilisator klein und zerlegbar sein sollte. Zudem sollte das Instrument vormontiert mit freiliegenden Kanälen entwickelt werden. Alex Berry stellte sich der Herausforderung und präsentierte einen biokompatiblen Prototypen des Herzstabilisators: Ein Teil des Prototypen war aus Kunststoff (SLS) und ein Teil aus Metall (Lasercusing). Die Komponente besteht aus einem Stab, in den der U-förmige Herzstabilisator wie ein Stempel eingesetzt wird. Der Chirurg drückt den Stabilisator auf die OP-Stelle, die stillgehalten werden soll, um den Eingriff vorzunehmen.

Der Herzstabilisator wurde in drei Monaten entwickelt. Die metallische Komponente wird von ES Technology auf einer Mlab cusing von Concept Laser innerhalb von drei bis vier Stunden ausgedruckt. Sie besteht aus einem metallischen Grundkörper und mehreren Kunststoff-Saugpunkten, die mithilfe eines Vakuums angesaugt werden können. Beide Teile werden in Sandwich-Technik zusammengefügt.

Schlagwort: künstliches Herz

Das Sutrue-Team beschäftigt sich seit über 10 Jahren mit der Entwicklung von medizinischen Operationsgeräten. Eine genaue Analyse der OP-Methode ist unerlässlich, damit geeignete medizinische Instrumente entwickelt werden können. Um dies zu erreichen, arbeiten Chirurgen eng mit medizinischen Beratungsexperten wie Richard Trimlett zusammen. Trimlett und Berry sehen für die Zukunft noch eine grosse Herausforderung. Das Schlagwort lautet „künstliches Herz“, also mechanische Pumpen, die die Funktion des Herzens übernehmen. Die bisherigen Modelle haben ihre Schwächen. AM könnte in diesem Bereich zu einer neuen Denkweise führen. Die Pumpe könnte kleiner gestaltet werden. Laut Richard Trimlett ist das wirklich Faszinierende die Möglichkeit, elektromagnetische Funktionen für den Antrieb der Pumpe zu integrieren. Dies sind nur einige Überlegungen bei der Neuentwicklung von mechanischen Herzpumpen. AM scheint die Experten im Bereich der Kardiologie zu inspirieren. (sh)

Dieser Beitrag ist zuerst auf unserem Schwesterportal Konstruktionspraxis erschienen.

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