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Bildgebungsbasiertes individuelles Design und additive Fertigung von osteochondralen Knochenersatzstrukturen

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Konstruktion für die Additive Fertigung 2020

Zusammenfassung

Design und Fertigung individueller, künstlicher Ersatzgewebe sind große Herausforderungen der biomedizinischen Forschung. Extrusionsbasierte additive Fertigungsmethoden eröffnen neue Möglichkeiten, um Biomaterialien nach einem individuellen Design anzuordnen. Der Schwerpunkt aktueller Forschungstätigkeiten liegt in der Generierung individueller biodegradierbarer Scaffolds sowie der Etablierung automatisierter Prozessketten zur Modellerstellung.

Am Beispiel des Kniegelenks wird der patientenindividuelle Ersatz von lädiertem Knochen- und Knorpelgewebe mit Mehrkomponenten-Strukturen dargestellt. Es kommt eine neue Methode der direkten Nutzung von Daten aus der Bildgebung (CT, MRT) im Modellierwerkzeug (CAD-System) zum Einsatz. Der Vorteil dieser Methode besteht im Berücksichtigen und der gezielten Darstellung aller Bildgebungsinformationen im Konstruktionsprozess, die sonst bei Segmentierung, Modellerstellung etc. verloren gehen.

Zur Vorbereitung der individuellen Modelldaten für den Mehrkomponenten-Druck werden entwickelte Softwaremethoden zur Bahngenerierung und Verarbeitung pastöser Materialien vorgestellt. Letztendlich erfolgt die Fertigung der zonalen Ersatzstruktur aus Knochenzement (CPC), welches den knöchernen Bereich ersetzt und einem Hydrogel, welches den Bereich des zu ersetzenden Knorpels abdeckt.

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Authors and Affiliations

  1. Professur für Konstruktionstechnik/CAD, TU Dresden, Dresden, Deutschland

    Philipp Sembdner, Dirk Hofmann, Stefan Holtzhausen & Ralph Stelzer

  2. Zentrum für Translationale Knochen-, Gelenk- und Weichgewebeforschung, TU Dresden, Dresden, Deutschland

    David Kilian, Tilman Ahlfeld, Anja Lode & Michael Gelinsky

Authors
  1. Philipp Sembdner
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  2. David Kilian
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  3. Dirk Hofmann
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  4. Stefan Holtzhausen
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  5. Tilman Ahlfeld
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  6. Anja Lode
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  7. Ralph Stelzer
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  8. Michael Gelinsky
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Corresponding author

Correspondence to Philipp Sembdner .

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Institut für Produktentwicklung und Gerätebau, Leibniz Universität Hannover, Garbsen, Germany

    Roland Lachmayer

  2. Institut für Produktentwicklung und Gerätebau, Leibniz Universität Hannover, Garbsen, Germany

    Katharina Rettschlag

  3. Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover, Germany

    Stefan Kaierle

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Sembdner, P. et al. (2021). Bildgebungsbasiertes individuelles Design und additive Fertigung von osteochondralen Knochenersatzstrukturen. In: Lachmayer, R., Rettschlag, K., Kaierle, S. (eds) Konstruktion für die Additive Fertigung 2020. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-63030-3_2

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-63030-3_2

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  • Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-662-63029-7

  • Online ISBN: 978-3-662-63030-3

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