Erste, einfache Geometrie (links), Topologieoptimierung (mitte), fertiges CAD-Modell (rechts) - Fotos: Veronika Selmaier

Landshut – pm (09.02.2022) Einige Medizinprodukte werden bereits individuell für Patient*innen hergestellt. Bei Unterarmgehstützen ist dies bisher jedoch noch weitestgehend unüblich. Da sie meistens zeitlich begrenzt nach Unfällen oder Operationen eingesetzt werden, handelt es sich üblicherweise um Massenprodukte, die sich zwar kostengünstig herstellen lassen, aber außer einer Längenverstellung keine weitere individuelle Anpassung erlauben.

Insbesondere wenn eine langfristige Nutzung medizinisch erforderlich ist, sollten Gehstützen sehr viel besser an die individuelle Physis der Patient*innen angepasst und möglichst komfortabel sein, damit keine weiteren gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch die Nutzung selbst auftreten. Den Komfort erhöhen z.B. Polster, Dämpfungselemente und ein möglichst niedriges Gewicht (Leichtbau). Weiterhin sind für eine Gehstütze ein attraktives Design und sinnvolle Zusatzfunktionen wünschenswert. Eine möglichst freie Gestaltung nach Patient*innenwunsch erhöht dabei zusätzlich die Akzeptanz.

Optimal auf Patient*innen abgestimmt

Im Rahmen einer Bachelorarbeit hat Veronika Selmaier eine Unterarmgehstütze auf Grundlage der DIN EN ISO 11334 entwickelt, die sich mit Hilfe des 3D-Druckes individuell an Patient*innen anpassen und gestalten lässt. Für die Auslegung und den Entwurf eines Prototyps wurden die Geometrie und das Gewicht einer realen Testperson zu Grunde gelegt. Der Griff wurde, basierend auf dem eingescannten Handabdruck der Testperson, modelliert und mit einem elastischen Material gedruckt. Um die Sicherheit in dunklen Umgebungen zu erhöhen integrierte Selmaier als Zusatzfunktionen Aufnahmen für ein Front- sowie ein Rücklicht.

Testperson mit Prototyp (links), Beleuchtungsfunktionen (rechts)

Mit Hilfe einer Topologieoptimierung konnte erreicht werden, dass das Oberteil des Prototyps ausreichend stabil und dennoch leicht ist. Dabei ergab sich ein filigranes Design, welches nur durch 3D-Druck einteilig herstellbar ist. Als Unterteil wurde ein Carbon-Rohr verwendet. Der komplette Prototyp inklusive Lampen ist rund 15% leichter als eine konventionelle Gehstütze.

Veronika Selmaier ist Absolventin des Studienganges Ingenieurpädagogik der Hochschule Landshut. Die Arbeit wurde betreut von Prof. Dr.-Ing. Raimund Kreis. Er lehrt Konstruktion und Entwicklung sowie Technische Mechanik an der Fakultät ET/WI. Die 3D-Drucke wurden in Zusammenarbeit mit Prof. Dr.-Ing. Norbert Babel realisiert. Er leitet das Labor für Additive Fertigung der Fakultät Maschinenbau. Seine Fachgebiete sind CAD, Reverse Engineering, Additive Manufacturing und Konstruktion.