FORBILD

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR MEDIZINISCHE BILDGEBUNG UND BILDVERARBEITUNG

II.2 Individualimplantate für den Schädelbereich

Arbeitsfeld:

In diesem Projekt sollen Verfahren entwickelt werden, mit denen patientenspezifische Implantate am PC automatisch entworfen und anschließend binnen kurzer Zeit hergestellt werden können. Dabei ist nicht nur an Titanimplantate zur Abdeckung von Knochenverletzungen, sondern auch an Trägerstrukturen für Knochenersatzmaterialien gedacht. Knochenersatzmaterialien bauen sich nach der Implantation mit der Zeit in körpereigenen Knochen um, sind aber am Anfang nicht in der Lage, die mechanischen Belastungen z.B. im Kieferbereich aufzunehmen. Daher sind für die Anfangsphase Trägerstrukturen notwendig, die die Stabilität garantieren. Im ersten Projektjahr ist es gelungen, bereits zwei Individualimplantate zu entwerfen und herzustellen. Ausgehend von einem dreidimensionalen CT-Datensatz wurden die knöchernen Strukturen segmentiert, die Implantate im CAD-System entworfen und mittels geeigneter Techniken hergestellt. Ein erster Patient wurde am 20.12.1999 mit einem solchen Implantat versorgt. Auf Seiten der Segmentierung wird momentan daran gearbeitet, Algo-rithmen zu finden, die deutlich bessere Ergebnisse liefern, als der momentan allgemein verwendete Schwellwert- Ansatz. Das Design des Implantats soll in Zukunft automatisch erfolgen. Hierfür werden derzeit geeignete Algorithmen wie 3D-Spiegelung oder "deformable models" untersucht. Die Anforderungen an Trägerstrukturen für Knochen-ersatzmaterialien werden im nächsten Projektjahr untersucht. Auf Seiten des Herstellers galt es, eine geeignete Form der Fabrikation für das Implantat zu finden. Hier hat sich herausgestellt, daß CNC-Fräsen zu den besten Ergebnissen führt. Im weiteren Projektverlauf muß das Verfahren noch optimiert werden. Auch müssen Werkzeuge bereitgestellt werden, die ein einfaches Einbringen der Implantate ermöglichen.