Handprothesen aus dem 3D-Drucker

In der Medi­zin kön­nten 3D-Druck­er die Her­stel­lung und Funk­tion von Prothe­sen nach­haltig verbessern. In unser­er Rei­he #Connecting4Good zeigen wir Dir heute eine Hand­prothese, die nahezu voll­ständig aus dem Druck­er stammt und zudem bess­er als aktuelle Mod­elle funk­tion­ieren soll. 

Dank mod­ern­er Tech­nolo­gien kön­nen Prothe­sen immer bess­er an den men­schlichen Kör­p­er angepasst wer­den und fühlen sich für den Träger gle­ichzeit­ig zunehmend natür­lich­er an. Die Voda­fone Future Sto­ry über Bertolt Mey­er, der selb­st eine Hand­prothese trägt, ist ein Parade­beispiel dafür.

Neue Möglichkeiten mit 3D-Druckern 

Eine Her­aus­forderung stellt allerd­ings immer noch das Nach­bilden natür­lich­er Bewe­gungsmuster dar. So zählen etwa schnelle, reflexar­tige Bewe­gun­gen zur Königs­diszi­plin bei der Entwick­lung von kün­stlichen Kör­perteilen. Das Prob­lem dabei: Die dafür zuständi­gen Maschi­nen sind ein­fach zu sper­rig und kom­plex, um schnell reagieren zu kön­nen. Erschw­erend kommt die Justierung der aufzubrin­gen­den Kraft hinzu, mit der die kün­stliche Hand zupack­en soll. Beispiel­sweise soll ein Stift lock­er zwis­chen den Fin­gern liegen, während die Griffe ein­er Trage­tasche fest von der Hand umschlossen wer­den muss.

Aus­gerech­net ein­fache Bauteile aus dem 3D-Druck­er sollen nun die Lösung dieses hochkom­plex­en Prob­lems sein. Forsch­er haben einen Weg gefun­den, natür­liche und vor allem schnelle Bewe­gun­gen bei ein­er Hand­prothese zu real­isieren, ohne dabei aufwendi­ge Bauteile zu benötigen.

So funktioniert die Hand aus dem 3D-Drucker

Wie bei herkömm­lichen Hand­prothe­sen sind die Fin­ger der kün­stlichen Hand über Schnüre mit mehreren Spulen ver­bun­den. Je nach­dem in welche Rich­tung sich diese drehen, wer­den die Schnüre entwed­er ange­zo­gen oder gelock­ert. Dementsprechend greift die Hand zu oder lock­ert ihren Griff.

Bei der neu entwick­el­ten Meth­ode weisen diese Spulen einen flex­i­blen, zylin­drischen Kern auf, dessen Form durch eine sep­a­rate Schnur verän­dert wer­den kann. Wird diese lock­er gelassen, bre­it­et sich der Kern aus und ermöglicht bere­its mit wenig Drehung eine schnelle Bewe­gung. Wird die Schnur ange­zo­gen, wird der Kern schmaler. Die Spule zieht ihre Schnüre dementsprechend langsamer an, was ein­er langsamen Hand­be­we­gung entspricht.

Durch min­i­males Anziehen oder Lock­er­lassen der Schnüre kön­nen Bewe­gun­gen somit inner­halb kürzester Zeit präzise ges­teuert wer­den. Aufwendig verzah­nte und langsam agierende Motoren sind dann nicht mehr nötig.

Handprothese aus dem 3D-Drucker bietet Fast nur Vorteile

Ein weit­er­er Vorteil der neuen Meth­ode sind erhe­bliche Kosten­erspar­nisse. Während eine mod­erne Hand­prothese gerne mal so viel wie ein Klein­wa­gen kostet, kön­nte die Hand aus dem Druck­er für nur wenige hun­dert Euro zu erwer­ben sein. Die Bauteile aus dem Druck­er sind deut­lich kostengün­stiger und außer­dem viel­seit­iger und flex­i­bler als herkömm­liche Bauteile.

Einziger Nachteil: Das Mate­r­i­al aus dem Druck­er ist für Dauere­in­sätze noch zu anfäl­lig und ver­schleißt schon nach rund 25.000 Bewegungen.

Trotz dieses Nachteils zeigt das vielver­sprechende Beispiel, wie 3D-Druck­er in Zukun­ft für Prothe­sen einge­set­zt wer­den könnten.

Hier find­est Du weit­ere span­nende fea­tured-Artikel zum The­ma #Connecting4Good.

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