Projektbeschreibung MeSATech:
Variantenreiche medizinische Produkte durch Kombination von subtraktiven und additiven Fertigungstechnologien

Einführung
Aufgrund des demografischen Wandels sowie verbesserter und häufigerer operativer Eingriffe erfolgt eine stetige Steigerung des Bedarfs an medizintechnischen Produkten. Die individuellen anatomischen Eigenschaften (bspw. Körpergröße) können dabei idealerweise durch patientennahe, möglichst genau auf diese individuellen Eigenschaften angepasste, Produkte berücksichtigt werden, um eine möglichst ideale Passung und Heilung zu realisieren. Die Herstellung dieser patientennahen Produkte führt allerdings zu einer enormen Zunahme der Produktvarianten und erfordert den Einsatz innovativer Produktionstechnologien, da mit konventionellen Fertigungsprozessen wie Guss- und Schmiedeverfahren die schrumpfende Stückzahl und entsprechend steigende Variantenvielfalt nicht wirtschaftlich realisiert werden kann.

Ziel des Forschungsvorhabens
In diesem Forschungsvorhaben wird anhand eines Standard-Kniesystems für die Primärversorgung die medizinisch sinnvolle Anpassung der Abmaße des Knieimplantats an unterschiedliche anatomische Voraussetzungen unter technologischen und wirtschaftlichen Aspekten untersucht. Das Ziel des Forschungsvorhabens „MeSATech“ ist die Befähigung zur wirtschaftlichen, effizienten und ressourcenschonenden Herstellung patientennaher Knieimplantate durch die Kombination konventioneller und additiver Herstellungsverfahren für eine flexible Produktion.

Methodik
Die additive Fertigung wird gezielt nur bei Produktbestandteilen eingesetzt, bei denen ein technischer oder wirtschaftlicher Vorteil resultiert. Andere Produktbestandteile werden kosteneffizient mit konventionellen Verfahren hergestellt. Dazu werden die konventionelle Fertigung, die reine AM-Fertigung und die hybride Fertigung (Kombination von konventionellen Verfahren und AM) des Kniegelenks befähigt, bewertend gegenübergestellt und Möglichkeiten der Übertragbarkeit auf andere medizintechnische Produkte analysiert. Grundlage dabei sind ein Abgleich der Produktanforderungen mit der Leistungsfähigkeit der jeweiligen Fertigungstechnologie. Dieser Abgleich ermöglicht die Ableitung der notwendigen technischen Prozesskettenbefähigung für die neu zu entwickelnden Fertigungsfolgen, wie bspw. 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 andere patientennahe Produkte innerhalb eines KI-basierten Planungs- und Bewertungstools implementiert.
Förderhinweis:
Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird/ wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.
This research and development project is/ was funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) within the “Innovations for Tomorrow’s Production, Services, and Work”and managed by the Project Management Agency Karlsruhe (PTKA). The author is responsible for the contents of this publication.