Projekte

MeSATech

Variantenreiche medizinische Produkte durch Kombination von subtraktiven und additiven Fertigungstechnologien (MeSATech)

Programm: PDA Forschung für Produktion
Bekanntmachung: Produktion für Medizintechnik - wirtschaftlich und in höchster Qualität (ProMed)
Wettbewerb: Produktion für Medizintechnik - wirtschaftlich und in höchster Qualität (ProMed)

Kurzbeschreibung:
Das Ziel des Forschungsvorhabens MeSATech ist die Entwicklung einer wirtschaftlichen, effizienten und ressourcenschonenden Prozesskette zur Herstellung patientennaher Knieimplantate durch die Kombination konventioneller und additiver Herstellungsverfahren (AM-Fertigung). Es wird anhand eines Standard-Kniesystems die medizinisch sinnvolle Anpassung der Abmaße des Knieimplantats an unterschiedliche anatomische Voraussetzungen unter technologischen und wirtschaftlichen Aspekten untersucht und fertigungstechnisch umgesetzt.

Projektdauer: 01.08.2019 − 31.07.2022

Projektkoordinator:
Patricia Graf
Aesculap AG
Telefon: +49 7461 95-2689
E-Mail: Patricia.Graaf@aesculap.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Wirtschaftsing. Heike Menzel
Telefon: +49 721 608-31479
E-Mail: heike.menzel@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
Der demographische Wandel und häufigere operative Eingriffe haben eine stige Steigerung des Bedarfs an medizintechnischen Produkten, wie z.B. von Knieimplantaten, zur Folge. Die individuellen anatomischen Eigenschaften, wie etwa Körpergröße und -gewicht, können dabei idealerweise durch patientennahe, individuell angepasste Produkte berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird eine möglichst optimale Anpassung und Heilung erleichtert. Die Herstellung dieser patientennahen Produkte führt allerdings zu einer enormen Zunahme der Produktvarianten und erfordert den Einsatz innovativer Produktionstechnologien. Mit den bisher eingesetzten konventionellen Fertigungsprozessen, wie Guss- und Schmiedeverfahren, kann eine sinkende Stückzahl und entsprechend steigende Variantenvielfalt nicht wirtschaftlich hergestellt werden.

Projektziel
Das Ziel des Forschungsvorhabens MeSATech ist die Entwicklung einer wirtschaftlichen, effizienten und ressourcenschonenden Prozesskette zur Herstellung patientennaher Knieimplantate durch die Kombination konventioneller und additiver Herstellungsverfahren (AM-Fertigung). Es wird anhand eines Standard-Kniesystems die medizinisch sinnvolle Anpassung der Abmaße des Knieimplantats an unterschiedliche anatomische Voraussetzungen unter technologischen und wirtschaftlichen Aspekten untersucht und fertigungstechnisch umgesetzt.

Vorgehensweise
Die additive Fertigung wird dabei gezielt nur bei Produktbestandteilen eingesetzt, bei denen sich ein technischer oder wirtschaftlicher Vorteil ergibt. Dazu werden die konventionelle Fertigung, die additive Fertigung und die hybride Fertigung (Kombination aus beiden Verfahren) des Kniegelenks bewertend gegenübergestellt. Grundlage dabei sind ein Abgleich der Produktanforderungen mit der Leistungsfähigkeit der jeweiligen Fertigungstechnologie. Dieser Abgleich ermöglicht die Ableitung der notwendigen technischen Prozessschritte für die neu zu entwickelnden Fertigungsfolgen, wie beispielsweise Prozessparameterentwicklung oder Vorrichtungskonstruktion. Ebenso wird die Wirtschaftlichkeit der Prozessketten und der einzelnen Technologien durch die Erstellung von Kostenmodellen untersucht. Die technischen und wirtschaftlichen Anforderungen werden abschließend zur Überprüfung der Übertragbarkeit auf weitere patientennahe Produkte innerhalb eines KI-basierten Planungs- und Bewertungstools implementiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Im Ergebnis entsteht ein hybrides Fertigungsverfahren zur Umsetzung und Bewertung der Prozessketten für die Herstellung patientennaher Kniegelenke. Gleichzeitig liegen Ergebnisse von Übertragbarkeitsuntersuchungen auf weitere individualisierte medizintechnische Produkte vor. Aus dem Einsatz derart innovativer Medizinprodukte resultieren die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Medizintechnikhersteller, eine Verbesserung der individuellen Lebensqualität und eine Entlastung des deutschen Gesundheitssystems.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu