Additive FertigungKnieprothesen für Kinder aus dem 3D-Drucker

Lars Thalmann studiert an der THGA Maschinenbau und engagiert sich bei e-Nable, einem in über 120 Ländern aktiven Netzwerk, das mechanische Hände und Arme für Kinder und Jugendliche mit Beeinträchtigung druckt. In seiner Masterarbeit hat der 39-Jährige seine beiden Leidenschaften miteinander verbunden und gemeinsam mit der kolumbianischen Organisation GiveMe5, einem Partner von e-Nable, 3D-gedruckte Knieprothesen für Kinder in Kolumbien weiterentwickelt.

Verlängert um einen Unterschenkel funktionieren diese Prothesen rein über die Schwerkraft – wenn der Träger den noch vorhandenen Oberschenkel bewegt, richtet sich die Beinprothese ideal zum Boden aus. Damit können die Prothesen nicht das leisten, was elektrisch gesteuerte Modelle für mehrere tausend Euro können, sind aber eine praktikable und gleichzeitig kostengünstige Alternative zum Spielen und Toben.

Kniegelenk immer weiter optimieren

Erste Untersuchungen und Ergebnisse zur Fertigung von 3D-gedruckten Beinprothesen gibt es bereits. In seiner Thesis hat Thalmann das Kniegelenk, das beim Laufen einer großen Belastung ausgesetzt ist, jedoch noch einmal genauer betrachtet: Wo wirken welche Kräfte? Was muss das Gelenk aushalten? Wie dick sollten die einzelnen Kunststoffteile gedruckt werden? Über diese wissenschaftliche Annäherung, verschiedene Druck- und Zugtests optimierte er das künstliche Kniegelenk immer weiter und konzipierte es am Ende so, dass Kinder bis zehn Jahren die Prothese problemlos nutzen können. Für die Fertigung wird biologisch abbaubarer Kunststoff (PLA) verwendet, der nicht nur den Nachhaltigkeitsgedanken fördert, sondern die Belastungstests auch bei über 40 Grad besteht. Betreut wurde Thalmanns Arbeit an der THGA von Dr. Nicole Lefort; zudem wurden Third-Mission-Gelder der Hochschule für das Projekt bewilligt, um weiteres Druckmaterial und -zubehör kaufen zu können.

Seine Ergebnisse stellt der Student nun in Anleitungen zusammen, damit die ehrenamtlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von GiveMe5 die Prothesen vor Ort nachdrucken können.