In 90 Minuten eine ganze Wirbelsäule drucken: Anatomische Modelle im St. Louis Children's Hospital mit dem Form 4BL

Beim 3D-Druck am Behandlungsort werden oft große Teile in kurzer Zeit benötigt, und 3D-Drucker müssen damit Schritt halten. Im St. Louis Children's Hospital in Missouri, USA, druckt 3D-Druck-Ingenieur Brian Albers mit Formlabs-Druckern anatomische Modelle und Bohrschablonen für orthopädische Fälle und Schädel- und Kieferoperationen, unter anderem für das Vorbiegen von Titanplatten.

Aufgrund der Unvorhersehbarkeit der klinischen Anforderungen, so Albers, „müssen wir sicherstellen, dass wir einen guten Prozess haben, damit wir sämtliche Fälle reagieren können, die auf uns zukommen.“ Die klinischen Anforderungen können eilige Aufträge, große anatomische Modelle und hochdetaillierte Teile mit filigranen Merkmalen umfassen, wobei einige Teile für die Verwendung im Operationssaal sterilisierbar sein müssen.

Albers druckte bisher mit einem Stereolithografie-3D-Drucker Form 3L, einem Form 3BL für biokompatiblen Druck, drei Form 3B, einem Form Auto und einem Fuse 1 für selektives Lasersintern (SLS). Dank der zusätzlichen Geschwindigkeit und dem zusätzlichen Volumen des Form 4BL kann er nun jedoch Anfragen in letzter Minute erfüllen und mehr Zeit als je zuvor einsparen.

Für anatomische Modelle gilt in der Regel eine zweiwöchige Durchlaufzeit, damit die Radiologie genügend Zeit hat, Scans zu prüfen und abzusegnen, und bei Bedarf auch Zeit für einen Neudruck bleibt. Doch bereits eine Woche nach Lieferung des Form 4BL erhielt Albers einen eiligen Fall, bei dem nur zwei Tage bis zum Eingriff verblieben – für einen Druck, der normalerweise 20 Stunden dauern würde.

Seitdem sind weitere Eilfälle aufgetreten, darunter ein ungeplanter chirurgischer Eingriff an einer Wirbelsäule. Da ein Feiertagswochenende bevorstand, wurde das Modell direkt am nächsten Tag benötigt. Aufgrund ihrer Größe müssen Wirbelsäulen von Erwachsenen häufig in drei oder mehr Teilen auf mehreren Druckern gedruckt werden, um die Druckdauer zu verkürzen. Dank der Größe des Form 4BL und der Schnelligkeit des Drucks mit Fast Model Resin ist es Albers jedoch gelungen, die Wirbelsäule in einem Druckvorgang und in nur zwei Teilen zu drucken. Der Druckauftrag beanspruchte weniger als zwei Stunden, sodass das Modell am nächsten Tag zur Verfügung stand.

DIEP-Flaps für Mastektomien mit Fetttransplantation erfordern ebenfalls eine kurze Reaktionszeit, da sich die Zeitpläne der Behandlungen oft verschieben. Die Modelle ermöglichen eine Visualisierung des Bauchs, insbesondere der Blutgefäße, die das subkutane Fett in diesen Bereich liefern, sodass das OP-Team planen kann, wo das Fett für die Brustrekonstruktion entnommen wird. Wenn sich in dem zu entfernenden Fett ein Blutgefäß befindet, erhöht dies die Erfolgschancen.

Solche Modelle beinhalten äußerst kleine Merkmale. Albers erklärt: „Der Form 4BL setzte die kleinen Details, die winzigen, feinen Teile dieser DIEP-Flaps, genauso gut um wie die großen Teile. Für den Druck gab es eigentlich keine Alternative zu Formlabs-SLA. Der PolyJet ist sehr teuer, aber sehr empfindlich beim Ablösen von Stützstrukturen.“

BioMed Clear Resin kann für biokompatible Anwendungen verwendet werden und ist sterilisierbar, sodass 3D-gedruckte Modelle aus diesem Kunstharz während der OP als Referenz in den Operationssaal gebracht werden können. Werden die Modelle ausschließlich vor der Operation verwendet, können Rigid 4000 Resin und Fast Model Resin eingesetzt werden. Fast Model Resin, das am schnellsten druckende Harz von Formlabs, ist besonders für eilige Fälle geeignet.

Die Oberflächenqualität der Modelle ist wichtig, vor allem bei Modellen, die sterilisiert werden sollen, da scharfe Merkmale zur Beschädigung von Handschuhen führen können. Der Form 4BL bietet glatte Oberflächen und leicht entfernbare Stützstrukturen, um den Zeitaufwand bei der Fertigstellung zu verringern. Darüber hinaus kann Albers die Stützstrukturen in PreForm anpassen und diese benutzerdefinierten Einstellungen speichern, damit sie auf zukünftige Modelle mühelos angewendet werden können.

Große anatomische Modelle wie Hüften und Wirbelsäulen von Erwachsenen müssen auf den Desktop-3D-Druckern von Formlabs in mehreren Teilen gedruckt werden. Albers hat auch einen Form Auto in Verwendung, um über einen Abend eine Warteschlange mit mehreren Druckteilen abzuarbeiten, die er am Morgen zusammenbauen kann. Das Fertigungsvolumen und die Geschwindigkeit des Form 4BL erlauben es ihm jedoch, beide Hüften oder alle Teile einer Wirbelsäule in einem Druck zu fertigen, sodass weniger Druckaufträge und weniger Zeit nötig sind, was das Drucken über Nacht meist überflüssig macht.

Zusätzlich zur Verkürzung der Durchlaufzeit für große Teile hat Albers festgestellt, dass Teile mit dem Form 4BL kostengünstiger zu produzieren sind als mit konkurrierenden Druckern.

Das bedeutet eine 20-fache Kostenersparnis allein bei den Materialien, für eine kostengünstige und effiziente Fertigung großer Teile.

Dank des großen Fertigungsvolumens und der rasanten Geschwindigkeit des Form 4BL kann Albers nicht nur große, eilige Aufträge bewältigen, sondern auch mehrere kleinere Modelle zugleich drucken. Im Form 4BL sieht Albers das Potenzial, Teile gebündelt zu drucken, sodass der Druckbetrieb auf den Tag beschränkt wird, ohne dass Drucke für die Nacht in Warteschlangen organisiert werden müssen.

Bestellen Sie den Form 4BL jetzt oder sehen Sie sich unser Webinar an, um mehr zu erfahren. Wenn Sie neugierig sind, wie der Form 4BL Ihnen helfen kann, Ihre Geschäftsziele zu erreichen, kontaktieren Sie unser Vertriebsteam.