LEBENSQUALITÄT IN NEUER DIMENSION

Text: Carolin Manggold; Fotos: Autodesk, Mecuris, Optimus, 

Wie 3D-Drucktechnologie den Alltag für Menschen mit Handicap grundlegend verändern kann.

Die vierjährige Emma ist ein fröhliches Mädchen. Sie liebt es zu tanzen und mit Gleichaltrigen herumzutollen, zu klettern, zu rutschen – einfach Spaß zu haben wie andere in ihrem Alter auch. Ganz ungezwungen und frei. Doch das konnte sie nicht immer. Seit ihrer Geburt hat Emma mit einem Handicap zu kämpfen: Aufgrund des sogenannten Amniotischen Bandsyndroms wurden ihr noch im Mutterleib unter anderem der rechte Fuß bis zum Sprunggelenk und manche Zehen an ihrem linken Fuß abgeschnürt. Doch Emma ist eine Kämpfernatur. Schon im Alter von einem halben Jahr bekam sie ihre erste Prothese – manuell durch das Gipsdruckverfahren sehr aufwendig produziert und im Verhältnis zu Prothesen für Erwachsene deutlich teurer in der Herstellung.

 

 

»Wir sind überzeugt davon, dass auch Kinder mit Amputation ein Recht darauf haben, selbstbewusst erste Schritte im Leben zu machen.«

 

Die prothetische Versorgung für Kinder unter fünf Jahren gestalte sich äußerst schwierig, erklärt Emmas Vater René Siebenlist: »Ein Problem sehe ich persönlich bei der Aufklärung bzw. Beratung zum Thema Orthesen und Prothesen« und ergänzt, dass er insbesondere auch die Krankenkassen in dieser Hinsicht in der Pflicht sehe, trotz der glücklicherweise geringen Fallzahlen. Eine weitere Schwierigkeit sei, dass es laut Experten keine konkrete ISONorm gebe, die Kinderfüße in dieser Größe abdecke.

Mit der Situation wollten sich Emmas Eltern nicht zufrieden geben. Eine bessere Lebensqualität für ihre Tochter versprachen sie sich durch die 3D-Drucktechnik und wandten sich auf Anraten ihres Orthopädie-Spezialisten an einen Branchenneuling auf diesem Gebiet – die Mecuris GmbH. Seit Mitte 2016 nimmt sich das Münchner Unternehmen mit ihrem »FirStep«-Modell für Kleinkinder der Problematik einer individuellen prothetischen Versorgung eines Kinderfußes an.

 

 

PASSGENAUE PROTHESEN FÜR KINDER JEDES ALTERS

»Dank der additiven Fertigung mit selektiven Lasersinterns von Kunststoffpulvern (Polyamid) konnten wir Emmas Prothese nach einem komplett parametrisch aufgebauten CAD-Modell ihres Fußes passgenau herstellen und drucken lassen. Unsere Druckpartner nutzen vor allem Maschinen von EOS, wie die Formiga, die P395/396 oder auch die P760/770, welche es erlauben, ein ganzes künstliches Bein am Stück und liegend herzustellen«, erklärt Manuel Opitz, CEO Mecuris GmbH. Und nicht nur Emma ist von ihrem »neuen, pinkfarbenen Fuß« aus dem 3D-Drucker begeistert.

FIRSTEP 1.0 ÜBERZEUGTE DESIGNAWARD-JURY

Das Modell überzeugte auch eine hochkarätige Jury des Design-Awards »Purmundus Challenge« im Rahmen der formnext 2016. Bei dem Wettbewerb präsentierten 18 Finalisten aus aller Welt herausragende Designs zum Thema »3D-Druck für den mobilen Menschen«. Die Mecuris GmbH wurde für die zukunftsweisende Idee ihres »FirStep 1.0«-Kinderfußes mit der begehrten Trophäe in Gold ausgezeichnet.

Und die Designer sind stolz auf ihre 3D-Konstruktion. Manuel Opitz erklärt, warum die neue 3D-Drucktechnik das Leben und das damit verbundene Selbstwertgefühl vieler Kinder grundlegend verändern kann:

»Wir sind überzeugt davon, dass auch Kinder mit Amputation ein Recht darauf haben, selbstbewusst erste Schritte im Leben zu machen. Dazu gehört, dass sie nicht nur funktional, sondern auch ›schick‹ versorgt werden. Wir wollten etwas Altersgerechtes, Schönes anbieten und dies auch der Welt vorstellen – die Purmundus Challenge bot dafür eine ausgezeichnete Plattform.«

Mithilfe von Additiver Fertigung und deren digitaler Qualitätssicherung verspricht Mecuris ganz neue Möglichkeiten der Prothesenversorgung für Kinder im Vergleich zu Serienherstellern.

»Mit unserer Plattform können wir anhand von Bilddaten Prothesen in der Cloud konstruieren und dann vor Ort ›drucken‹ lassen. Dies ersetzt keinesfalls den Fachmann, aber steigert dessen Produktivität um bis zu 400 Prozent, so dass er sich mehr auf seine Patienten statt auf die Produktion konzentrieren kann«, ergänzt Opitz.

BIS ZU 400 PROZENT PRODUKTIVITÄTSSTEIGERUNG DURCH 3D-DRUCK »ON-DEMAND«

Auch Emma und ihre Eltern freuen sich über die schnelle additive Produktion der Kinderfuß- Prothese, genau dann wenn sie gebraucht wird. Eine solch »on-demand«-Versorgung hat große Vorteile: Zahlreiche Fahrten zum Orthopädietechniker bleiben ihnen erspart.

Nicht zu unterschätzen: Der Kostenfaktor, denn die Krankenkasse erstattet laut Manuel Opitz bei Kindern weniger als für Erwachsenenfüße. Da Emma kontinuierlich wächst, braucht sie alle drei bis sechs Monate eine neue Prothese. In den vergangenen vier Jahren wurden für sie insgesamt sieben Prothesen angefertigt. Die 3D-gedruckte Variante ermöglicht laut Mecuris eine noch individuellere Versorgung für Kinder jeden Alters. Und kann könne vor allem innerhalb einer Woche und kostengünstiger hergestellt werden als in herkömmlicher Produktion. Die eingebaute Carbon- oder Glasfaserfeder sorgt darüber hinaus für eine gute Energierückgabe, wie es auch bei hochpreisigen Prothesenfüßen für Erwachsene der Fall ist.

Für Emma heißt das, es eröffnen sich durch ihre moderne Prothese von Jahr zu Jahr größere Chancen, noch eigenständiger zu leben und ihre Träume trotz Handicap ungehindert zu verfolgen.

Dank der Prothese aus dem 3D-Drucker »ist es Emma möglich, anderen auf Augenhöhe zu begegnen«, freut sich René Siebenlist und fügt hinzu, dass sie dadurch noch eigenständiger wurde.

 

 

 

NEUES FREIHEITSGEFÜHL AUS DEM 3D-DRUCKER

Dieses neue Freiheitsgefühl kennt auch Denise Schindler. Die 31-Jährige ist erfolgreiche Paralympionikin. Seit sie im Alter von zwei Jahren ihren rechten Unterschenkel bei einem Unfall verloren hat, ist sie auf eine Prothese angewiesen. Seit 2010 gibt diese der Athletin auch Kraft bei der Ausübung ihrer Profisportaktivitäten. Denise Schindler möchte außergewöhnliche Wege im Behindertensport gehen und strebt deshalb nach technischer Perfektion.

Besondere Aufmerksamkeit kommt hierbei der Technik des 3D-Drucks zu, wie Schindler als Keynotespeakerin auf der Konferenz der formnext powered by tct 2016 in Frankfurt am Main erläuterte. Die Weltmeisterin sieht in der Additiven Fertigung einen »Türöffner, um ein selbstbestimmtes, sportliches Leben führen zu können.«

Gemeinsam mit Autodesk, einem US-amerikanischen Software-Spezialisten für 3D-Design, und ihrem Prothesenhersteller Reha-Technik Wellmer aus der Nähe von Regensburg, startete sie bereits vor zweieinhalb Jahren ein Verfahren, um ihre sportlichen Karriere voranzutreiben. Ihr Ziel: Medaillen bei den Paralympischen Spielen in Rio de Janeiro 2016 zu gewinnen.

An ihrem persönlichen Beispiel schilderte Denise Schindler, wie additive Technologien sportliche Höchstleistungen ermöglichen und sie dadurch ihren Erfolg im Rennradfahren in Rio versilbern konnte. Mehrere Unternehmen tüftelten an ihrer perfekten Sportprothese. Zunächst wurde mit Laserscanning Denise Schindlers rechter Stumpf digital vermessen. Autodesk Produktdesigner Paul Sohi aus London erstellte im Anschluss mit der Software Fusion 360 ein Modell und die Prothese wurde in nur einem Tag durch den Stratasys Fortus 450 MC 3D Drucker im »Autodesk’s Workshop Pier 9« in San Francisco produziert.

EXPERTEN AUS ALLER WELT BETEILIGT – UNABHÄNGIG VON ORT UND ZEIT

Insgesamt mehr als 20 Personen waren international an diesem Projekt involviert. »Das Spannendste an diesem Projekt war, dass Experten aus der ganzen Welt beteiligt waren und wir von überall aus arbeiten konnten«, erklärt Schindler und fügt hinzu, alle Mitwirkenden hätten unabhängig von Ort und Zeit Zugriff auf die ›Cloud-Software‹, wodurch der digitale Herstellungsprozess weniger umständlich und zeitaufwendig gewesen sei. Darüber hinaus bestehe mehr Spielraum, mit dem Design zu experimentieren und aerodynamische Aspekte noch gezielter einfließen zu lassen. Unterstützung fand die Profisportlerin in dieser Hinsicht auch durch das Institut für Forschung und Entwicklung von Sportgeräten (FES) in Berlin. Um das Gewicht der Prothese gering zu halten, wurde zusätzlich die Software Autodesk Within verwendet.

DANK »DIGITALEM GIPSABDRUCK« IN 48 STUNDEN ZUR PROFISPORTPROTHESE

Während manuell gefertigte Prothesen laut Schindler mehrere Wochen in der Herstellung dauern und viele Besuche beim Orthopädietechniker erfordern, konnte ihre Sportprothese aus Polycarbonat in nur 48 Stunden hergestellt werden. Diese basiere auf einem »digitalen Gipsabdruck, der für immer hält« und es ermögliche, die Daten beliebig digital zu verändern und individuellen Belastungsproben im Training anzupassen. Wichtig, um vor allem Entzündungen an ihrem Stumpf zu vermeiden.

Denise Schindler hat ihre Zukunft bereits fest im Blick und sieht in der 3D-Technologie für sich weiterhin großes Potenzial. Bei den Paralympischen Spielen in Tokio 2020 will sie wieder höchst motiviert und top in Form angreifen, um nach Silber und Bronze die Goldmedaille zu erkämpfen. Dann mit einer noch besseren, passgenaueren Prothese aus dem 3D-Drucker.

Die Profisportlerin will Menschen mit Behinderung und insbesondere kleine Kinder wie Emma motivieren an sich selbst zu glauben, Dinge zu wagen, Träume zu leben und fügt hinzu »wenn ich da eine Inspiration sein kann, freut es mich.« Ihr Beispiel kann auch Emma helfen, dank digitaler 3D-Drucktechnik neue Wege zu gehen. Unterstützung findet die Vierjährige weiterhin in der Zusammenarbeit mit Mecuris. Das Unternehmen hat bereits ein verbessertes Nachfolgermodell ihrer Prothese – den »FirStep 1.1« – entwickelt und tüftelt auch künftig an neuen kreativen Designprozessen.

Vor allem sieht Mecuris-Chef Manuel Opitz große Chancen darin, dass Additive Fertigung bei Prothesen in wenigen Jahren nicht mehr die Ausnahme, sondern die Regel sein werde: »Es gibt bereits ermutigende Signale aus anderen Bereichen der Medizintechnik. Erste additiv gefertigte Implantate sind auf dem Markt. Chirurgen üben bereits Operationen an additiv gefertigten Anatomiemodellen. Auch Hörgeräte oder Dentalimplantate kommen vermehrt aus 3D-Druckern. Und das sind erst die Anfänge einer Entwicklung, die wir noch gar nicht abschätzen können.«

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