Implantate

Unser Leistungsangebot

In Kliniken werden insbesondere als Folge von Unfällen, Tumorresektionen oder angeborenen Defekten patientenspezifische Implantate benötigt. Mit dem am Fraunhofer ILT entwickelten Laser Powder Bed Fusion (LPBF) sind individuelle, bioresorbierbare Implantate passgenau mit sehr großer Geometriefreiheit herstellbar. Durch den Einsatz des Lasers werden Zeit und Kosten signifikant reduziert. Auf Basis patientenspezifischer Daten können beispielsweise individuelle Zahnprothesen, künstliche Hüftgelenke oder angepasster Knochenersatz per laserbasiertem 3D-Druck gefertigt werden. Erneute Operationen zur Größenanpassung oder Entfernung von Implantaten werden durch Verwendung bioresorbierbarer Materialien vermieden.

Durch komplexe interne Strukturen können Implantate mit an den Knochen angepasster Steifigkeit hergestellt werden. Durch die Integration definierter Poren lässt sich zusätzlich das Einwachsverhalten des Knochens verbessern. Das Fraunhofer ILT entwickelt zusammen mit Medizinern beispielsweise additiv gefertigte Wirbelkörperimplantate, die hinsichtlich ihrer Geometrie, Steifigkeit und Struktur individuell ausgelegt und lokal lastangepasst sind. Damit kann das Implantatversagen von Cages – Einsätze für den Zwischenwirbelraum – signifikant reduziert werden.

Das Leistungsangebot umfasst die konstruktive Auslegung, das individualisierte Design und die Verfahrensentwicklung für die additive Fertigung von (Individual)implantaten mittels LPBF im Rahmen von Machbarkeitsstudien sowie die individuelle Beratung.

Individualisierte Dentalkronen und -käppchen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Individualisierte Dentalkronen und -käppchen.
3D-Netzstruktur (Strebendicke < 100 μm).
© Fraunhofer ILT, Aachen.
3D-Netzstruktur (Strebendicke < 100 μm).
Individualisiertes Jochbeinimplantat mit interkonnektiver Porenstruktur.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Individualisiertes Jochbeinimplantat mit interkonnektiver Porenstruktur.

Generative Fertigung von Implantaten mit LPBF

  • Fertigung von Individualimplantaten (z. B. aus Titan- und CoCr Legierungen)
  • Realisierung neuer Implantatgeometrien, z. B. mit komplexer Oberflächen- oder Porenstruktur

Verfahrensentwicklung für resorbierbare Werkstoffe

  • Stents aus Polylactid
  • Knochenersatzimplantate auf Kalzium-Phosphat Basis

Untersuchungen für Zulassungsverfahren

  • Biokompatibilität
  • Mechanische Eigenschaften
  • Prozesskettenbetrachtung 
  • Risikobewertung

Broschüren

Unsere Broschüren vermitteln einen schnellen Einblick in unsere Leistungsangebote. Detaillierte Informationen und einzelne Projektergebnisse finden Sie auch im Reiter »Projektergebnisse«.

 

»Prozessentwicklung für das Laser Powder Bed Fusion«

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Video: Ein prägendes Patent - 25 Jahre metallischer 3D-Laser-Druck

Eine Drohne schwebt über dem Aachener Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und filmt 50 Mitarbeitende aus dem Bereich »Laser Powder Bed Fusion (LPBF)«. Sie stehen zusammen und bilden die Ziffer 25. Das Jubiläum zum LPBF-Basispatent ist Anlass für einen Video-Clip: 1996 wurde das Patent zum metallischen 3D-Laser-Druck eingereicht. »Ein guter Anlass für einen Rück- und Ausblick auf unsere Technologie«, freut sich Jasmin Saewe, Leiterin des Kompetenzfelds LPBF am Fraunhofer ILT. Heute zählt sie rund 50 Mitarbeitende und Studierende.

Weitere Informationen: 

Branchen

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Branchen zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Branchen-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

 

Forschen Sie mit uns!

Bei Fragen zu übergreifenden Themen nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf! Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne zur Verfügung.

Publikationen

Gayer, C., Abert, J., Bullemer, M., Grom, S., Jauer,L., Wilhelm Meiners, W., Reinauer, F.,Vučak, V.M.,  Wissenbach, K., Poprawe, R., Schleifenbaum, J.H., Fischer, H.:
Influence of the material properties of a poly(D,L-lactide)/β-tricalcium phosphate composite on the processability by selective laser sintering.
J MECH BEHAV BIOMED 87, 267-278 (2018)

Gayer, C.:
3D Printing Creates Patient-Specific Implants.
BioPhotonics 25(4), 38-41 (2018)

Wen, P., Jauer, L., Voshage, M., Chen, Y., Poprawe, R., Schleifenbaum, J.H.:
Densification behavior of pure Zn metal parts produced by selective laser melting for manufacturing biodegradable implants.
J MATER PROCESS TECH 258, 128-137 (2018)

Gayer, C.:
Laser sintering moves into the medical market.
Industrial Photonics 4 (4), 16-19 (2017)

Jauer, L., Meiners, W., Vervoort, S., Gayer, C., Zumdick, N. A., Zander, D.
Selective Laser Melting of Magnesium Alloys
World PM2016 Proceedings, 3291874, (6 S.)  (2016)

Jauer, L., Jülich, B., Meiners, W., Voshage, M.,:
Selective Laser Melting of Magnesium Alloys
European Cells and Materials 30 (3), p.1 (2015)

Jauer, L., Leonards, H.
3D-Druck und Biofabrikation: Photonische Prozesse in der Medizintechnik
RWTH-Themen: Berichte aus der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 2014 (1), 42-45 (2014)

Jauer, L., Meiners, W., Poprawe, R.
Selective Laser Melting of biodegradable metals
European Cells and Materials, Vol. 26 (5), (2013)

Flege, C., Vogt, F., Höges, S., Jauer, L., Borinski, L., Schulte, V., Hoffmann, R., Poprawe, R., Meiners, W., Jobmann, M., Wissenbach, K., Blindt, R.:
Development and characterization of a coronary polylactic acid stent prototype generated by selective laser melting
Journal of Materials Science: Materials in Medicine, (2012)
DOI: 10.1007/s10856-012-4779-z

Lindner, M., Hoeges, S., Meiners, W., Wissenbach, K., Smeets, R., Telle, R., Poprawe, R., Fischer, H.:
Manufacturing of individual biodegradable bone substitute implants using selective laser melting technique. 
J. Biomed. Mat. Res. A 97 A, Nr. 4, 466-472, (2011)

Facchini, L., Magalini, E., Robotti, P., Molinari, A., Höges, S., Wissenbach, K.
Ductility of a Ti-6Al-4V alloy produced by selective laser melting of prealloyed powders
Rapid Prototyping Journal 16 (6), 450 – 459, (2010)

Höges, S.
Entwicklung des Selective Laser Melting zur Verarbeitung bioresorbierbarer medizinischer Werkstoffe
Dissertation, RWTH Aachen University, (2010)

Höges, S., Lindner, M., Fischer, H., Meiners, W., Wissenbach, K.
Manufacturing of bone substitute implants using selective laser melting
4th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering (ECIFMBE), 23–27 November 2008, Antwerp, pp 2230-2234 (2009)

Höges, S., Lindner, M., Meiners, W., Smeets, R.
Bioresorbable Implants Using Selective Laser Melting
21st Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF), 2010, Austin (2010)

Höges, S., Meiners, W.
SLM von Polylactiden zur Herstellung von resorbierbaren Implantaten
RTejournal - Forum für Rapid Technologie Jun 09, Nr. 6, (2009)

Lindner, M., Hoeges, S., Meiners, W., Wissenbach, K., Smeets, R., Telle, R., Poprawe, R., Fischer, H.
Manufacturing of individual biodegradable bone substitute implants using selective laser melting technique
Journal of Biomedical Materials Research Part A 97 (4), 466 – 471, (2011)

Morsbach, C., Höges, S., Meiners, W.
Modeling the selective laser melting of polyactide composite materials
Journal of laser applications: JLA 23(1), 012005- (9 S.) (2011)

Unsere Leistungsangebote decken ein weites Themenspektrum ab. Verwandte Themen zu Implantaten und weitere Schwerpunkte aus Forschung und Entwicklung finden Sie unter den folgenden Links.