Skoliose ist eine Wirbelsäulendeformation, die grob in nicht-strukturelle und strukturelle Skoliose unterteilt werden kann. Nicht-strukturelle Skoliose ist vorübergehend, oft durch Faktoren wie Muskelungleichgewicht oder Verletzungen verursacht, und verschwindet, wenn die Ursache beseitigt ist. Strukturelle Skoliose hingegen ist dauerhaft und kann sich mit der Zeit verschlimmern. Unter den strukturellen Fällen ist die idiopathische Skoliose mit 75–85 % der Patienten am häufigsten, wobei die idiopathische Skoliose im Jugendalter besonders häufig ist.
Wirbelsäulenkrümmungen treten häufig in C- oder S-Form auf, beeinträchtigen die Körperhaltung und das Gleichgewicht und können, wenn sie nicht behandelt werden, zu langfristigen Gesundheitsproblemen führen.
Traditionelle Orthesen: Herausforderungen in der konservativen Skoliosebehandlung
Die Korsetttherapie ist nach wie vor die primäre konservative Behandlungsmethode für Skoliosepatienten, insbesondere für Patienten mit einer Wirbelsäulenverkrümmung zwischen 20° und 40° oder für Jugendliche, deren Krümmung rasch fortschreitet.
Herkömmliche Skoliose-Korsetts werden in einem arbeitsintensiven Verfahren hergestellt:
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Gipsabdruck des Patiententorsos
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Reparatur und Formgebung der Form
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Thermoplastischer Plattenaufsatz
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Trimmen, Polieren und Auskleidungsinstallation
Obwohl diese Methode kostengünstig ist und gewisse Anpassungen durch erneutes Erhitzen oder Trimmen ermöglicht, bringt sie erhebliche Herausforderungen mit sich:
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Geringe Produktionseffizienz: Orthopädietechniker können nur 3–5 Orthesen pro Tag herstellen.
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Umständliches Verfahren: Erfordert die aktive Mitarbeit des Patienten während des Abformprozesses.
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Sperriges Design: Große Zahnspangen sind unbequem, schwer zu verbergen und können den Alltag und die Schulausbildung beeinträchtigen.
SLS-3D-Druck: Eine präzise und effiziente Lösung
Im Jahr 2021 begann das 3D Printing Digital Medical Center des Zhongshan Chenxinghai Hospital, die SLS-3D-Drucktechnologie (Selective Laser Sintering) von TPM3D für Skoliose-Orthesen und andere orthopädische Geräte zu nutzen. Diese Technologie ermöglicht eine schnelle, berührungslose und hochpräzise Anpassung und verbessert gleichzeitig den Patientenkomfort und die Behandlungsergebnisse.
Herstellungsprozess einer herkömmlichen Skoliose-Orthese
Fallstudie: Individuelle 3D-gedruckte Skoliose-Orthese
Patientenprofil:
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13-jähriges Mädchen
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Thoraxskoliose: 15°
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Lumbale Skoliose: 23°
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Progressive Krümmung von Jahr zu Jahr
Behandlungsplan: Maßgefertigte, im SLS-3D-Druckverfahren hergestellte Nylon-Orthese
Produktionsablauf:
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3D-Scanning: Ein schneller, berührungsloser Scan erfasst präzise die Anatomie von Wirbelsäule und Rumpf.
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Digitales Design: Orthesenmodelle werden für optimalen Komfort, Passform und Korrekturkraft modifiziert und berücksichtigen patientenspezifische Merkmale.
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SLS-Druck: Die Orthese wird mit dem TPM3D P360-System und Precimid1172Pro PA12-Nylonpulver gedruckt. Das Material bietet folgende Vorteile:
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Hohe mechanische Festigkeit
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Hervorragende Haltbarkeit und Ermüdungsbeständigkeit
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Verschleißfestigkeit für den Langzeiteinsatz
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Leichtes und atmungsaktives Design
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Herstellungsprozess einer 3D-Druck-Skoliose-Orthese
Bei größeren oder mehreren Zahnspangen ermöglichen die Systeme TPM3D S480 oder P550DL die gleichzeitige Produktion mehrerer Teile.
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Nachbearbeitung: Durch chemische Dampfglättung entsteht eine glatte, robuste, wasserdichte und hygienische Oberfläche, die das Bakterienwachstum reduziert und den Komfort erhöht.
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Endmontage: Futter und Befestigungsgurte sind angebracht, bereit für den Patienteneinsatz.
Gesamtproduktionszeit: Ungefähr 2 Tage , im Vergleich zu mehreren Wochen bei herkömmlichen Orthesen.
Klinische Ergebnisse
Röntgenaufnahmen nach der Behandlung zeigen eine bemerkenswerte Verbesserung:
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Thorakale Krümmung: Von 15° auf 9° korrigiert
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Lendenwirbelsäulenkrümmung: Von 23° auf 11° korrigiert
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Korrekturrate: Über 50 % bei seitlicher Krümmung
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Weitere Verbesserungen: Die Wirbelsäulenrotation, die Beckenneigung und die Rumpfbalance wurden deutlich verbessert.
Der Patient berichtete außerdem von mehr Komfort, geringerem Gewicht und verbesserter Mobilität, was die praktischen Vorteile der im SLS-3D-Druckverfahren hergestellten Orthesen unterstreicht.
Röntgenaufnahmen von Patienten vor und nach dem Tragen einer 3D-gedruckten Orthese
Vorteile von SLS 3D-gedruckten Skoliose-Orthesen
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Passgenauigkeit: Digitales Scannen gewährleistet, dass die Orthese exakt der Anatomie des Patienten entspricht.
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Leicht und atmungsaktiv: Nylon PA12 ermöglicht Hohlkonstruktionen zur Belüftung, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen.
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Schnellere Produktion: Verkürzung von Wochen auf nur wenige Tage.
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Langlebig und hygienisch: Durch die chemische Dampfglättung wird die Oberfläche wasserdicht, bakterienabweisend und leicht zu reinigen.
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Skalierbare Fertigung: Mit modernen SLS-Systemen ist der Druck großer Stückzahlen oder mehrerer Stützstrukturen möglich.
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Verbesserte Patientencompliance: Kleinere, ästhetisch ansprechende Zahnspangen verbessern die Therapietreue, insbesondere bei Jugendlichen.
Fazit
SLS-3D-Druck revolutioniert die Skoliosebehandlung durch die Kombination aus schneller digitaler Fertigung, präziser Anpassung und höchstem Tragekomfort. Patienten erhalten schneller Orthesen mit besserer Passform und Wirksamkeit, während Orthopädietechniker von einem effizienteren und zuverlässigeren Produktionsablauf profitieren. Diese Technologie stellt einen bedeutenden Fortschritt in der konservativen Skoliosebehandlung dar und passt perfekt zur modernen Präzisionsmedizin und den Trends der digitalen Gesundheitsversorgung.
