Optimierte OP-Planung mit MIMICS und Rapid Prototyping

Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. Roland Mastel, Tel.: 0711 / 397 – 3203
Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Norbert Babel, Tel.: 0711 / 397 - 3142

Im Labor für Konstruktion und Simulation steht seit Sommer 2011 ein 3D-Drucker vom Modell Dimension Elite der Firma Stratasys, USA zur Verfügung. Die 3D-Modelle werden aus dem Kunststoff ABS schichtweise (Schichtdicke 0,25 oder 0,17 mm) aufgebaut.
Der Druck ist in verschiedenen Farben (weis, rot, blau, grün, orange, schwarz, gelb) und mit unterschiedlichen Porositäten (hohe Porosität, mittlere Porosität, vollgefüllt) im inneren Aufbau möglich.
Mit Hilfe des 3D-Druckers konnten schon verschiedene Forschungsaktivitäten im Bereich der Medizintechnik (Wirbelsäulen- und Hüftprothetik) sowie studentische Projekte im Bereich der Konstruktion (Prototypenfertigung) und Werkstoffprüfung (Ermittlung von Materialkennwerten beim schichtweisen Aufbau von Probestäben in verschiedenen Richtungen) durchgeführt werden.
Der Vorteil dieses 3D-Drucksystems liegt darin, dass aufgrund des Materials (ABS) nicht nur optische und haptische Eigenschaften eines Modells, sondern auch Funktionsteile erzeugt werden können.

Forschungsaktivitäten:

Aufgrund einer Anfrage der chirurgischen Abteilung der Berufsgenossenschaftlichen Unfallklinik Tübingen für die Planung einer komplizierten Operation unterstützend tätig zu sein, wurde im Labor für Konstruktion und Simulation das 3D-Modell eines Oberschenkelknochens vom Becken bis einschließlich des Kniegelenks im Maßstab 1:1 auf Basis vorhandener CT-Daten erzeugt.
Für die Generierung des 3D-Modells wurden die CT-Daten zunächst mit dem Programm MIMICS von Materialise, Belgien entsprechend aufbereitet und die Knochenbereiche segmentiert um im Anschluss daran ein STL-File für den 3D-Drucker vom Modell Dimension Elite der Firma Stratasys, USA, zu erzeugen.
Die einzelnen Schritte des Gesamtprojekts wurden in einem Poster dokumentiert (siehe Anhang), welches in der englischen Version zum MIMICS Innovation Award (April 2012) eingereicht wurde.

Poster im pdf-Format