{"id":428173,"date":"2022-12-12T13:18:23","date_gmt":"2022-12-12T12:18:23","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=428173"},"modified":"2022-12-12T13:18:23","modified_gmt":"2022-12-12T12:18:23","slug":"neue-massgefertigte-gelenke-entworfen-mit-ki-software-und-3d-drucker","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/neue-massgefertigte-gelenke-entworfen-mit-ki-software-und-3d-drucker\/","title":{"rendered":"Neue ma\u00dfgefertigte Gelenke entworfen mit KI-Software und 3D-Drucker"},"content":{"rendered":"\n

Das Konsortium FingerKIt, in dem sich f\u00fcnf Fraunhofer-Institute zusammengeschlossen haben, entwickelt KI-erstellte, individualisierte Gelenksimplantate aus dem 3D-Drucker, um die filigranen Fingerteile wenn n\u00f6tig zu ersetzen. Die Remobilisierung von Fingergelenken, die durch Erkrankungen oder Verletzungen beeintr\u00e4chtigt sind, ist ein Zukunftsmarkt der bedarfsgerechten Versorgung von Patientinnen und Patienten, so Fraunhofer Insitute in einer Pressemeldung<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

Warum wir \u00fcber dieses Thema schreiben:<\/summary>

Durch den Einsatz neuer Technologien im Gesundheitswesen k\u00f6nnen Behandlungen billiger, effizienter und besser werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts setzen zwei solcher Verfahren ein und setzen damit einen neuen Standard f\u00fcr die Implantatversorgung. Aus diesem Grund hat Innovation Origins diesen Beitrag ausgew\u00e4hlt.<\/p><\/div><\/details>\n\n\n\n

Ob durch einen Unfall beim Sport oder die Volkskrankheit rheumatoide Arthritis: Wenn Fingergelenke unbeweglich werden, ist das eine gravierende Einschr\u00e4nkung und physische und psychische Belastung \u2013 f\u00fcr bestimmte Berufsgruppen wie Musiker, Chirurginnen oder Handwerker bedeutet es h\u00e4ufig sogar das Karriereende. In Zukunft k\u00f6nnte eine Entwicklung der Fraunhofer-Einrichtung f\u00fcr Additive Produktionstechnologien IAPT, des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Keramische Technologien und Systeme IKTS, des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM, des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Werkstoffmechanik IWM und des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Digitale Medizin MEVIS dazu beitragen, dass Finger mit zerst\u00f6rten oder gesch\u00e4digten Gelenken ihre Beweglichkeit zur\u00fcckerlangen.<\/p>\n\n\n

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Forschung in der Schwerlosigkeit an Knorpelzellen<\/div>
Wissenschaftler wollen mit Parabelfl\u00fcgen, welchen Einfluss die Schwerkraft auf biochemische Vorg\u00e4nge in Knorpelzellen hat.<\/div><\/div><\/div>\n\n\n

KI-gest\u00fctzte Software<\/h2>\n\n\n\n

Verliert heute ein Fingergelenk durch Unfall oder Erkrankung seine Funktion, so sind die Behandlungsmethoden eingeschr\u00e4nkt: Meist wird eine Versteifung durchgef\u00fchrt, was Patientinnen und Patienten in ihrem Alltag aber stark beeintr\u00e4chtigt. Soll ein Implantat gesetzt werden, gibt es auf dem Markt derzeit zwei Optionen: Silikonimplantate, die sich in vielen F\u00e4llen schnell wieder l\u00f6sen und durch einen erneuten Eingriff revidiert werden m\u00fcssen, oder einfach gearbeitete Standard-Implantate, die lediglich in bestimmten Gr\u00f6\u00dfenstufen angeboten werden und nicht alle Bewegungen erm\u00f6glichen. Eine passgenaue L\u00f6sung, die nicht verrutscht und die vorherige Beweglichkeit wiederherstellt \u2013 also ein individualisiertes Implantat \u2013 sollte daher das Ziel der optimalen Versorgung von Patientinnen und Patienten sein.<\/p>\n\n\n\n

Metall-Binder-Jetting<\/h2>\n\n\n\n

Im Projekt FingerKIt haben f\u00fcnf Fraunhofer-Institute nun ein Konzept entwickelt, mit dem das gelingen k\u00f6nnte: In einer automatisierten Prozesskette sollen individualisierte Fingergelenksimplantate aus metallischen oder keramischen Werkstoffen schnell, sicher und zertifiziert hergestellt werden. Daf\u00fcr entwickelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer MEVIS zun\u00e4chst eine KI-gest\u00fctzte Software, die in der Lage ist, aus zweidimensionalen R\u00f6ntgenaufnahmen dreidimensionale Modelle der Fingerknochen zu errechnen und eine potenzielle Fehlstellung der Finger zu korrigieren. Anschlie\u00dfend leiten Forschende des Fraunhofer IAPT das individuelle Implantatdesign anhand einer KI aus dem Fingermodell ab und setzen es im 3D-Druck um. <\/p>\n\n\n\n

Nachdem es gilt, sehr feine und filigrane Strukturen abzubilden, arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei der Fertigung mit Metall-Binder-Jetting, also dem schichtweisen Aufbau der Teile, die in einem nachfolgenden Schritt gesintert \u2013 d.h. verdichtet und gefestigt \u2013 werden.<\/p>\n\n\n\n

Kleine, komplexe Implantate<\/h2>\n\n\n\n

W\u00e4hrend der Arbeit im Projekt haben die Forschenden mehrere Innovationen entwickelt: \u00bbDie KI-basierte Berechnung eines dreidimensionalen Implantatdesigns aus 2D-Vorlagen wie R\u00f6ntgenbildern ist v\u00f6llig neuartig und inzwischen zum Patent angemeldet, verr\u00e4t Dr. Arthur Seibel aus dem Bereich Bauteil-Design am Fraunhofer IAPT.<\/p>\n\n\n\n

Sein Kollege Dr. Philipp Imgrund, Abteilungsleiter Prozessqualifizierung am Fraunhofer IAPT, erg\u00e4nzt: “Auch die Prozesstechnik ist etwas Besonderes: Weil die Struktur des Implantat-Schafts sehr filigran ist, haben wir als 3D-Druck-Verfahren das Metall-Binder-Jetting f\u00fcr Titan eingesetzt. Das Verfahren erm\u00f6glicht die sehr pr\u00e4zise Fertigung der kleinen, komplexen Implantate und erlaubt es gleichzeitig, die Oberfl\u00e4che des Schafts so zu strukturieren, dass dieser besser in den Knochen einw\u00e4chst. Weiterhin k\u00f6nnen wir so die Nachbearbeitung der Gelenkfl\u00e4chen minimieren, die m\u00f6glichst glatt und reibungsarm sein m\u00fcssen.”<\/p>\n\n\n

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Shark Screw, die Knochenschraube, die vollst\u00e4ndig in den Knochen des Patienten einheilt – Innovation Origins<\/div>
Eine neuartige Knochenschraube kann die Versorgung komplizierter Knochenbr\u00fcche einfacher machen \u2013 f\u00fcr Patienten genauso wie f\u00fcr Chirurgen.<\/div><\/div><\/div>\n\n\n

Ein neuer Standard f\u00fcr die Versorgung<\/h2>\n\n\n\n

Durch die Fraunhofer-Innovationen k\u00f6nnten in Zukunft auch komplizierte F\u00e4lle \u2013 stark gekr\u00fcmmte Finger, fehlende Knochenteile, sehr kleine Gelenke \u2013 sehr gut behandelt werden. Die Individualanfertigung ist dank automatisierter Modellerstellung und 3D-Drucks zudem zeitsparend: Ersten Berechnungen der Forscher zufolge w\u00e4re es m\u00f6glich, bis zu 60 Prozent der \u00fcblicherweise ben\u00f6tigten Zeit von der Feststellung des Bedarfs bis zum Einsetzen eines Implantats einzusparen.<\/p>\n\n\n\n

Eine Versorgung ist so innerhalb von wenigen Tagen vorstellbar, was durch k\u00fcrzere Liegezeiten auch geringere Kosten in Krankenh\u00e4usern verursacht. Ein weiterer Vorteil: Aufgrund der dem Original-Gelenk nachempfundenen Konstruktion wird eine im Vergleich zu bisherigen L\u00f6sungen deutlich verbesserte Beweglichkeit erreicht. Dr. Imgrund fasst zusammen: \u201cMit FingerKIt k\u00f6nnte sich die Behandlung etwa der rheumatoiden Arthritis v\u00f6llig ver\u00e4ndern. Die Versorgung mit einem individualisierten Implantat k\u00f6nnte zum Goldstandard werden.\u201d<\/p>\n\n\n

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KI-Technologie im Gesundheitswesen trifft auf Begeisterung und Misstrauen – Innovation Origins<\/div>
Die M\u00f6glichkeiten der KI f\u00fcr das Gesundheitswesen scheinen unendlich. Doch nicht jeder ist bereit, diese intelligenten Technologien einzusetzen.<\/div><\/div><\/div>","protected":false},"author":2537,"featured_media":524109,"template":"views\/single-selected.blade.php","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":""},"categories":[36846],"tags":[90328,33038,132553,30276],"location":[24328],"internal_archives":[],"class_list":["post-428173","selected","type-selected","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-gesundheit-de","tag-3d-drucker-de","tag-fraunhofer-institut-de","tag-gelenksimplantate-de","tag-ki-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":[],"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/FlugzeugPB_Foto_SimonWueest_HSLuzern-scaled.jpg","coauthors":[],"author_meta":{"author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/wesley-klop\/","display_name":"Wesley Klop"},"relative_dates":{"created":"Posted 3 years ago","modified":"Updated 3 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on December 12, 2022","modified":"Updated on December 12, 2022"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on December 12, 2022 1:18 pm","modified":"Updated on December 12, 2022 1:18 pm"},"featured_img_caption":"","tax_additional":{"category":{"linked":["Gesundheit<\/a>"],"unlinked":["Gesundheit<\/span>"],"slug":"category","name":"Categories"},"post_tag":{"linked":["3d-drucker<\/a>","Fraunhofer Institut<\/a>","Gelenksimplantate<\/a>","KI<\/a>"],"unlinked":["3d-drucker<\/span>","Fraunhofer Institut<\/span>","Gelenksimplantate<\/span>","KI<\/span>"],"slug":"post_tag","name":"Tags"},"language":{"linked":["DE<\/a>"],"unlinked":["DE<\/span>"],"slug":"language","name":"Tags"},"post_translations":{"linked":["pll_6396fc12690ae<\/a>"],"unlinked":["pll_6396fc12690ae<\/span>"],"slug":"post_translations","name":""},"location":{"linked":["Deutschland<\/a>"],"unlinked":["Deutschland<\/span>"],"slug":"location","name":"Locations"},"internal_archives":{"linked":[],"unlinked":[],"slug":"internal_archives","name":"Internal Archives"}},"series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected\/428173","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/selected"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2537"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/524109"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=428173"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=428173"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=428173"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=428173"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=428173"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}