Spezifikationen einer Entwicklungsumgebung zur Synthese einer patientenindividuellen Kurzschaftendoprothese der Hüfte

Abstract

In der Endoprothetik können konfektionierte Kurzschaftprothesen die anatomischen und osteologischen Anforderungen an die Standzeit, Funktionalität und Komplikationsfreiheit nicht optimal erfüllen. Dieser Beitrag bietet die Spezifikationen für eine rechnerunterstütze Entwicklungsumgebung zur Synthese einer patientenindividuellen Kurzschaftendoprothese der Hüfte, die den Erfüllungsgrad dieser Anforderungen an das Implantat maximieren kann. Dafür werden im Rahmen einer Design Research Methology die osteologischen und anatomischen Einflussfaktoren auf den Produktlebenszyklus einer Kurzschaftendoprothese identifiziert und Lösungsmethoden zur Erfüllung der Anforderungen konzipiert. Im Anschluss an den Entwurfsprozess der Kurzschaftendoprothese wird das Effect-Engineering in der Prothetik, mithilfe der additiven Fertigung, vorgestellt, welches durch die Funktionsintegration verschiedener physikalischer Effekte und Optimierungsstrategien die Lebensqualität der operierten Patienten erhöht.

In endoprosthetics, standardized short shaft prostheses cannot optimally fulfil the anatomical and osteological requirements for durability, functionality and freedom from complications. This article provides the specifications for a Computer-aided Engineering Environment for the synthesis of a patient-specific short shaft endoprosthesis of the hip, which can maximise the degree to which these requirements are met by the implant. To this end, the osteological and anatomical factors influencing the product life cycle of a short-shaft endoprosthesis are identified in the course of a design research methology and solution methods are designed to meet the requirements. Following the design process of the short shaft endoprosthesis, the Effect-Engineering in prosthetics, with the help of additive manufacturing, is presented, which increases the quality of life of the operated patients through the functional integration of various physical effects and optimisation strategies.