Implantatherstellung in Höchstgeschwindigkeit

Die Herausforderung bei künstlichen Knie-, Schulter- oder Hüftgelenken besteht darin, dass die Materialen wie Titan oder Chromkobalt sehr schwer zu bearbeiten sind, aber die komplexen Formen exakt gefertigt werden müssen, um optimal an die Patienten angepasst zu sein.

Der Bedarf an Implantaten wächst, weil die Menschen immer älter werden und dabei aktiv bleiben wollen. In Deutschland liegt die Zahl der jährlichen Gelenk- und Hüftimplantate bereits bei 200.000. Damit die Implantate möglichst widerstandsfähig sind und lange halten, werden sie aus immer härteren Materialien gefertigt. Dadurch erhöhen sich Kosten und Anforderungen bei der Implantatherstellung. Mit einer neuen Frästechnolo­gie und dem sogenannten High-Speed-Cutting-Verfahren von Siemens Industry Automation und Drive Technologies können Implantate nicht nur mit höchster Präzision, sondern auch in kürzerer Zeit und damit kostengünstiger gefertigt werden.

Auf dem Weg zu einem optimal passenden Implantat werden zuerst Aufnahmen des zu ersetzenden Gelenkes mit einem Computertomographen oder einem Kernspintomographen gemacht. Anhand dieser Bilder wählt der Arzt virtuell am Computer ein geeignetes Implantat aus und positioniert es mit Unterstützung einer 3D-Planungssoftware an der Stelle, an der das Gelenk ausgetauscht werden soll. Ein Planungstool von Siemens, die CAD/CAM-Software NX CAM, simuliert in einem Testlauf die Herstellung des Gelenkes, um spätere Beschädigungen des aus teurem Titan- oder einer Chromkobaltlegierung bestehenden Werkstückes zu vermeiden. Diese Maschinenverfahrwege werden an die Werkzeugmaschinen weitergeleitet, die dann im Zerspannungsverfahren die Implantate präzise und passgenau herstellt. Die Maschinen arbeiten dabei mit einer Spindeldrehzahl von 40.000 bis 60.000 Umdrehungen in der Minute.

Die Technologie kann auch bei der Herstellung von Zahnimplantaten angewandt werden. Hier bringt eine schnelle und präzise Herstellung von Implantaten nicht nur eine Zeit- und Kostenersparung für den Arzt, sondern auch für den Patienten. Die Herausforderung ist die Massenfertigung von individuellen Werkstücken – eigentlich ein Widerspruch in sich. Nur mit einer optimal abgestimmten Prozesskette von der Bildaufnahme der Patientensituation bis hin zur Fertigung des Implantates lässt sich die Dentalfertigung hochproduktiv ausführen. (IN 2010.12.3)