Prothesen aus dem 3-D-Drucker
Nürnberger Forscher hilft Kriegsopfern

Christian Zagel von der Universität Erlangen-Nürnberg mit dem Entwurf einer Beinprothese aus dem 3-D-Drucker. Er will vor allem Menschen in Entwicklungsländern helfen und möglichst günstige Hilfsmittel entwickeln. Bild: dpa
 
Blick in einen 3D-Drucker an der Universität Erlangen-Nürnberg.

Vom Joghurtbecher zur Lebens-Hilfe: Ein Forscher aus Nürnberg will günstige Kunstglieder aus dem 3-D-Drucker für Minen- und Kriegsopfer herstellen. Dabei gibt es allerdings einige Probleme.

Nürnberg. Tausende Menschen verlieren jedes Jahr durch Landminen und Bomben Arme oder Beine. Doch nur die wenigsten von ihnen können sich eine teure Prothese leisten. Schätzungsweise 80 Prozent der Menschen mit Behinderung leben in Entwicklungsländern. Ein Nürnberger Forscher will diesen Menschen nun helfen und ein möglichst günstiges Hilfsmittel entwickeln. Seine maßgeschneiderten Prothesen sollen aus dem 3-D-Drucker kommen - die Maße dafür können Ärzte in Krisengebieten mit einer einfachen Handy-Kamera nehmen. Der Clou: Das Rohmaterial könnte von recycelten Plastikbechern stammen.

Stumpf per Handy scannen


Christian Zagel ist Wirtschaftsinformatiker an der Universität Erlangen-Nürnberg und leitet eine Machbarkeitsstudie, in der sein Team herausfinden will, ob und wie solche Prothesen Menschen in Entwicklungsländern helfen können. Die Grundidee: Ein Arzt soll nur mit einem Smartphone einen Beinstumpf vermessen können. Dafür muss er lediglich einmal um den Patienten herum gehen und 20 bis 30 Bilder von dem Stumpf machen, die sich jeweils leicht überlappen.

Eine Software berechnet dann ein 3-D-Modell mit den exakten Abmessungen. Denn jede Prothese muss ein Einzelstück sein: Nur wenn der Schaft genau passt, werden Druckstellen, Schmerzen oder Entzündungen vermieden. "Das ganze System soll so einfach zu bedienen sein, dass man kein technisches Vorwissen dafür braucht", betont der 34-Jährige. Forscher der Fachhochschule Lübeck testen daher die Benutzerfreundlichkeit des Systems. "Um einen Beinstumpf zu scannen, braucht man ein bis zwei Minuten." Danach wird die Prothese mit dem 3-D-Drucker gefertigt und mit Silikon ausgekleidet, um sie bequemer zu machen. Schicht für Schicht wird das Material im Drucker wie mit einer Heißklebepistole aufeinandergebaut. Der Druck dauert etwa 30 Stunden.

Die Forscher testen unterschiedliche Materialstärken und was diese jeweils aushalten. "Für diese Drucktechnik gab es bisher keine Erfahrungswerte." Ein weiteres Problem: "Die 3-D-Druck-Technik ist in dieser Preisklasse noch nicht ausgereift." Immer wieder gibt es Fehldrucke.

Und auch bei der zweiten Idee - dem Recycling von Plastikbechern - sind noch Hürden zu nehmen. Das Druckmaterial - Filament genannt - ist im Einkauf teuer: Die Kunststoffschnüre kosten pro Kilo 15 bis 20 Euro. Daher kam Zagel auf die Idee, kompostierbare Kunststoffbecher aus Polymilchsäure (PLA) zu zerkleinern und weiterzuverarbeiten. Die dafür nötigen kleinen Häcksler und einen sogenannten Extruder musste er lange suchen, denn diese Geräte gibt es fast nur im industriellen Großformat.

Es fehlt noch an Geld


Noch in diesem Jahr will Zagel seine Prothesen mit den ersten Testern ausprobieren. Im nächsten Jahr soll es erste Prothesen für Patienten geben. Im Moment fehlen vor allem noch Geldgeber. Zagel möchte daher unter anderem eine Crowdfunding-Initiative auf den Weg bringen. Irgendwann soll seine Prothese nur noch um die zehn Euro kosten. Nicht nur Zagel und sein Team, auch Handicap International (HI) arbeitet an solchen Lösungen. Die Vorteile liegen für Jérôme Canicave auf der Hand. Er ist Projektmanager für Orthopädietechnik bei der Hilfsorganisation. Seiner Ansicht nach kann das mobile Scannen und computergestützte Design die Abläufe bei der Versorgung von Menschen mit Prothesen in Entwicklungs- und Krisenländern deutlich effizienter machen.

"Anstatt die Menschen zum Rehabilitationszentrum kommen zu lassen, können Spezialisten die Gliedmaße scannen und die Daten zu den 3-D-Design- und Druck-Technikern schicken", sagt Canicave. Bisher genutzte einfache Prothesen kosteten im Schnitt um die 150 Euro. Der Bedarf an günstigen Prothesen sei groß: Nach Schätzungen brauchten 0,5 Prozent der Weltbevölkerung eine Prothese oder Orthese, die ein Körperteil entlastet oder stützt. Doch weniger als 20 Prozent der Betroffenen in Entwicklungsländern habe Zugang zu angemessener Hilfe.
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