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Additiv gefertigte Implantate / Prothesen in der Medizintechnik

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Additiv gefertigte Implantate / Prothesen in der Medizintechnik

Additiv gefertigte Implantate / Prothesen

Die verschiedenen Technologien der additiven Fertigung (auch 3D-Druck genannt) ermöglichen es Medizintechnikunternehmen, Kleinserien und komplexe und/oder patientenspezifische Implantatstrukturen kostengünstig herzustellen. Im Fokus stehen Implantate und Prothesen – in unterschiedlichen Ausführungen und unterschiedlichen Anwendungsbereichen. Alle gezeigten Komponenten können auch in der Praxis umgesetzt werden oder wurden am oder am Patienten eingesetzt. Dazu wird das EBM-Verfahren (Elektronenstrahlschmelzen) verwendet, bei dem Metallpulver im Hochvakuum mit Hilfe eines Elektronenstrahls schichtweise aufgeschmolzen werden. Dadurch entsteht Schicht für Schicht ein gleichmäßiges, dichtes Implantat. Im Vergleich zu Implantaten, die in anderen Körperregionen verwendet werden, erfordern Hüft- und Wirbelsäulenimplantate dynamische Eigenschaften und erfordern daher zähere und weniger steife Materialien.

Der große Vorteil der additiven Fertigung besteht darin, dass komplexere Geometrien einfach hergestellt werden können. Viele gefertigte Geometrien lassen sich einfach nicht wie gewohnt umsetzen. Von der Massenproduktion medizinischer Implantate bis hin zur Einzelanfertigung von kundenspezifischen Geräten entdecken die Hersteller medizinischer Implantate die Vorteile des 3D-Metalldrucks. Additive Manufacturing (AM) ermöglicht neue Designs, die vorher nicht realisierbar waren. Es kann komplexe Merkmale wie geordnete und zufällige Gitterstrukturen erzeugen, um die Funktionen von Gelenkprothesen, Wirbelsäulenimplantaten und Gesichtsimplantaten zu erweitern.

Der Vorteil liegt in der schnellen Herstellung durch den direkten schichtweisen Aufbau des Datenmodells, der Gestaltungsfreiheit zur exakten Abbildung der komplexen organischen Wachstumsstruktur, dem osteokonduktiven Knochenersatzmaterial ergänzt durch die prozessbedingte Rauheit und Mikrostruktur, und die Stabilität des Implantats und der Kontaktstelle Eigenschaften und Bruchfestigkeit. Die additive Fertigung ist ein innovatives Produktionsverfahren, bei dem Objekte nicht auf herkömmliche Weise durch Form-, Trenn- oder Fügeprozesse erzeugt werden, sondern diese werkzeuglos auf Basis von 3D-Daten in Schichten aufbaut. Die sonst zeitaufwändige und teure Werkzeugherstellung entfällt, sodass selbst individuelle Implantate in drei bis vier Arbeitstagen gefertigt werden können.

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