Konstruktion und Herstellung eines Implantats
Konstruktion
Die Konstruktion eines Implantates wird mit Hilfe eines 3D-CAD*-Systems in mehreren Schritten durchgeführt:
Die Konstruktion eines Implantates wird mit Hilfe eines 3D-CAD*-Systems in mehreren Schritten durchgeführt:
Schritt 1 | Als Basis dienen extrahierte Daten des Schädels einer Magnetresonanztomographie-Aufnahme. Diese besteht aus ungefähr 23000 Punkten, welche räumlich die Außen- und Innenseite der Schädelknochenoberfläche darstellen. (Bild 1) |
Schritt 2 | Zur Visualisierung werden diese automatisch zu Dreiecken miteinander verbunden, deren Flächen gemeinsam den Schädel darstellen (Triangulierung). (Bild 2) |
Schritt 3 | Der für das Implantat benötigte Schädelbereich wird ausgeschnitten. (Bild 3) |
Schritt 4 | Eine Fläche wird erzeugt, die alle ausgeschnittenen Punkte enthält. Diese Fläche dient dann als Grundstock für die eigentliche Implantatkonstruktion. (Bild 4) |
Schritt 5 | Gemäß der Funktion des Implantates werden auf der Grundfläche die entsprechenden Konturen gezeichnet. (Bild 5) |
Schritt 6 | Auf den Konturen werden weitere Flächen aufgebaut, die dann im Verbund die Hülle des Implantates ergeben. Bei der Erstellung der Teilflächen wird jeweils auf einen tangentialen Übergang zur Nachbarfläche geachtet, wodurch Kanten, die Gewebe beschädigen könnten, vermieden werden. (Bild 6, 7, 8) |
Schritt 7 | In einem letzten Schritt werden Bohrungen und Hohlräume definiert. (Bild 9) |
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Herstellung
Die Herstellung der Implantate wird mit einem CAM-System** vorbereitet und erfolgt an 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentren, die sich dadurch auszeichnen, dass die Fräswerkzeuge in verschiedensten Winkeln und Positionen mit höchster Präzision (Toleranz: <0,01 Millimeter) arbeiten können.
Die eigentliche Herstellung erfolgt in zwei Schritten:
Schritt 1 | Grobes Herausarbeiten der Form mit höchstmöglicher Geschwindigkeit. |
Schritt 2 | Feinbearbeitung, um eine möglichst glatte Oberflächen und größte Passgenauigkeit des Implantates zu erhalten. |
* CAD: Computer-Aided Design (rechnergestütztes Konstruieren)
** CAM: Computed-Aided Manufacturing (rechnergestützte Fertigung)