Entwicklung und Fertigung einer Individualprothese für das Handgelenk

Das Handgelenk ist von hoher funktioneller Bedeutung und stellt auf Grund der auf engstem Raum interagierenden knöchernen und ligamentären Strukturen eines der komplexesten Gelenksysteme des menschlichen Bewegungsapparates dar. Die Hauptgründe für invalidisierende Schmerzen des Handgelenks sind erstrangig die rheumatoide Arthritis, eine entzündlichen Gelenkserkrankung, und zweitrangig die posttraumatische und primäre Osteoarthritis. Für den Patienten geht der Verlust der Funktion des Handgelenks mit einem Verlust an Lebensqualität und unter Umständen mit einem Verlust der Arbeitsfähigkeit einher. Hieraus können erhebliche volkswirtschaftliche Folgekosten resultieren. Aufgrund unzureichender Standzeiten hat sich die Endoprothetik des Handgelenks, im Gegensatz zum Hüft- oder Kniegelenk, noch nicht als Standardverfahren etablieren können. Funktionelle Erkenntnisse zur Kinematik des Handgelenks sowie die patienten-spezifische Morphologie bleiben beim Design der Prothese in der Regel unberücksichtigt. Die Handgelenkversteifung stellt hier aktuell den „Goldstandard“ bei der Versorgung der fortgeschrittenen Arthrose des Handgelenkes dar.

Das Ziel dieses Kooperationsprojektes mit der Klinik für Orthopädie des Universitätsklinikums Aachen und des Lehrstuhls für Bildverarbeitung der RWTH Aachen ist es, in einer Pilotstudie mittels funktioneller und morphologischer Analyse des Handgelenks, Integration von geeigneter Bildgebung und Verwendung additiver Produktionstechnologien, einen Beitrag zu einer verbesserten Endoprothesenversorgung zu leisten. Auf Basis von Humanpräparaten soll mittels CT und MRT Bildgebung die Kinematik des Handgelenks erfasst werden, um die Interaktion der Knochen untereinander zu analysieren, die individuelle Form der Handwurzelknochen zu rekonstruieren und daraus eine funktionell- und morphologisch-adaptierte Individualprothese für das Handgelenk abzuleiten. Diese soll mittels 3D-Druck hergestellt werden. Hierzu ist in einem ersten Schritt eine Fertigung aus Kunststoff und in einem zweiten Schritt eine Fertigung aus einer Prothesenlegierung mittels Selective Laser Melting angestrebt. Die Prothesenprototypen sollen anschließend in die Humanpräparate implantiert und deren Funktion evaluiert werden.