Nia Technologies ermöglicht Einsatz von 3D-gedruckten Prothesen und Orthesen in Entwicklungsländern – Interview mit CEO Jerry Evans

Nia Technologies Inc. wurde 2015 als kanadisches, gemeinnütziges und sozial ausgerichtetes Unternehmen ins Leben gerufen. Gegründet von Hope and Healing International, hat sich Nia auf die Entwicklung und Einführung digitaler Technologien wie Scannen, Modellieren und 3D-Druck spezialisiert, um die Produktion von Prothesen und Orthesen effizienter zu gestalten. Die Organisation konzentriert sich auf Kinder in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, da in diesen Regionen ein erheblicher Mangel an klinischem Personal und Einrichtungen besteht, die in der Lage sind, solche Hilfsmittel herzustellen. In einem Interview mit 3Druck.com erklärt CEO Jerry Evans, wie 3D-Technologien Kindern mit Mobilitätsproblemen Prothesen und Orthesen zur Verfügung stellen können.

Millionen von Kindern auf der ganzen Welt sind von einer Beeinträchtigung der unteren Gliedmaßen betroffen, und leider hat die Mehrheit von ihnen nicht die Möglichkeit, medizinische Hilfsmittel zu erhalten, die sie beim Gehen unterstützen könnten. Dieser Bedarf wird durch den derzeitigen Mangel an geschulten Klinikern, die passgenaue prothetische und orthopädische Mobilitätshilfen bereitstellen können, noch verstärkt. Herkömmliche Methoden zur Herstellung von Prothesen und Orthesen sind arbeitsintensiv und beinhalten die Anfertigung eines Gipsabdrucks und die Verwendung von Wickelmaterial. Für die Familien ist es zeitaufwändig und kostspielig, mehrere Termine wahrzunehmen und oft weite Wege zur nächsten Klinik zurückzulegen. 

Mit dem vorrangigen Ziel, das Leben von Kindern mit Beeinträchtigungen, welche in Armut leben, zu verbessern, hat Nia eine umfassende digitale Werkzeugpalette mit dem Namen 3D PrintAbility© entwickelt. Diese umfasst sowohl Hardware- als auch Softwarekomponenten, die es geschulten Klinikern ermöglichen, mit 3D-Druckern maßgeschneiderte Prothesen und Orthesen herzustellen. Im Vergleich zu herkömmlichen, arbeitsintensiven Methoden rationalisiert sie den Herstellungsprozess und ermöglicht es geschulten Orthopädietechnikern, qualitativ hochwertige, passgenaue Prothesenschäfte und Orthesen schneller und kostengünstiger als mit herkömmlichen Methoden herzustellen.

Darüber hinaus hat Nia eine spezielle Design-Software namens NiaFit© entwickelt. Sie wurde eigens für Prothetiker und Orthopädietechniker entwickelt und verfügt über eine intuitive, benutzerfreundliche Oberfläche mit einer nicht-linearen Designumgebung, die optimale Benutzerfreundlichkeit und Effizienz gewährleistet.

Interview mit Jerry Evans

In einem Interview mit 3Druck.com erklärt Jerry Evan, CEO von Nia Technologies, inwiefern 3D-Technologien wie Scannen und Drucken die Produktion von Prothesen und Orthesen erheblich verbessern und wie diese Technologien die weltweite Verfügbarkeit erleichtern können.

Welche Bedeutung hat die 3D-Scan- und Drucktechnologie für den Fachbereich Prothesen und Orthesen (P&O)?

Mit Hilfe von Scannern können Kliniker präzise 3D-Maße des Stumpfes eines Patienten (im Falle einer Amputation) und von Körperteilen (bei Orthesen) erfassen. Das Scannen ersetzt die Gipsabdrücke, die bei der traditionellen Methode der P&O-Herstellung verwendet werden, und macht den Prozess schneller und genauer. Je höher die Auflösung des Scanners ist, desto präziser ist in der Regel die Darstellung der Gliedmaßenformen, was zu besser sitzenden Prothesen und Orthesen führt.

Scanner werden immer erschwinglicher und leichter zugänglich. Einige Tablets und Mobiltelefone verfügen inzwischen über eine Scanfunktion. 

Obwohl Kliniker in erster Linie Scanner für dimensionale Informationen verwenden, werden mit Technologien wie MRT, CT und Röntgen subdermale Daten untersucht. Die Integration dieser Informationen verbessert das Design von Prothesen und Orthesen sowie deren Passform, Komfort und Funktionalität.

In ähnlicher Weise ist die 3D-Drucktechnologie ein entscheidender Faktor bei der Herstellung von P&O und revolutioniert die Branche. Diese Drucker fungieren als automatisierte Assistenten, die komplexe P&Os effizienter herstellen als herkömmliche, arbeitsintensive manuelle Methoden. Darüber hinaus senkt der 3D-Druck die Herstellungskosten. Die verbesserte Materialausnutzung minimiert den Abfall und ebnet den Weg für eine kosteneffizientere Produktion.

Individuelle Anpassungen an die Bedürfnisse des Patienten und die Verwendung von leichten Materialien sorgen für eine bessere und bequemere Passform. Zudem kann in Regionen mit begrenztem Zugang zu klinischen Einrichtungen, die Prothesen herstellen können, der zentralisierte 3D-Druck eine sinnvolle Alternative sein.  

Digitale Hilfsmittel wie Scanner und 3D-Drucker verändern nicht nur die P&O- Branche, sie formen sie neu. Diese Werkzeuge machen die Herstellung von Geräten zugänglicher, effizienter und anpassungsfähiger und versprechen eine Zukunft, in der das Design von P&Os mit beispielloser Leichtigkeit und Präzision auf die individuellen Bedürfnisse der Patienten zugeschnitten werden kann. Dies ist nicht nur ein technologischer Fortschritt, sondern eine Revolution in der Art und Weise, wie wir Gesundheitsversorgung und Zugänglichkeit angehen.

Welche Herausforderungen müssen Ihrer Meinung nach überwunden werden, um diese Technologie in die Kliniken und damit zu Kindern, die Prothesen benötigen, zu bringen?

Viele Kliniken nutzen bereits digitale Werkzeuge und 3D-Drucker, aber es gibt sicherlich noch Spielraum für Verbesserungen. Vor allem die Benutzerfreundlichkeit und einfache Handhabung von 3D-Druckern müssen verbessert werden. Gegenwärtig erfordern sie eine Vielzahl von Parametern, die konfiguriert werden müssen, und eine häufige Wartung. Folglich müssen P&O-Kliniker zusätzlich zu ihren primären Fähigkeiten ein gewisses Maß an Fachwissen über den 3D-Druck mitbringen. Diese mangelnde Vertrautheit mit der Technologie ist ein Hindernis für ihre breite Akzeptanz. Das ideale Szenario wäre, wenn 3D-Drucker den molekularen Replikatoren aus Star Trek nachempfunden wären, bei denen ein einfacher Befehl von Jean Luc Picard dazu führt, dass der gewünschte Tee, ein heißer Earl Grey, sofort aus dem Gerät kommt. Leider ist die Technologie heute noch nicht so weit, aber sie bewegt sich langsam in diese Richtung.

Darüber hinaus ist die Verfügbarkeit von benutzerfreundlicher Software für die Gestaltung von P&Os entscheidend für die breite Akzeptanz der Technologie. Die Integration digitaler Technologien in etablierte klinische Prozesse und die Bereitstellung umfassender Schulungen für P&O-Fachleute sind von grundlegender Bedeutung. Diese Bemühungen zielen darauf ab, eine außergewöhnliche Genauigkeit und Präzision bei 3D-gedruckten P&O zu erreichen und ihre Eignung und Wirksamkeit zu gewährleisten.

Die P&O-Branche steht erst am Anfang der Integration digitaler Technologien. Mit der Zeit werden die ersten Anwender den Weg für eine breitere Akzeptanz in diesem Bereich ebnen. In dem Maße, in dem sich diese Technologien durchsetzen, wird sich die Effizienz bei der Herstellung von P&O verbessern. Dieser Fortschritt wird es den Ärzten ermöglichen, die Nachfrage besser zu befriedigen, was sowohl Kindern als auch Erwachsenen mit körperlichen Beeinträchtigungen zugute kommen wird.

Die Additive Fertigung hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Welche Innovationen oder technologischen Durchbrüche halten Sie für die Herstellung von Prothesen und Orthesen für besonders wichtig?

Der Bereich des 3D-Drucks, der auch als Additive Fertigung bezeichnet wird, entwickelt sich ständig weiter. Der Fortschritt zeigt sich in verschiedenen Aspekten wie Präzision, Materialverträglichkeit und -festigkeit, Druckgeschwindigkeit und Kosteneffizienz. Diese Fortschritte führen zu einer kontinuierlichen Verbesserung von Prothesen und Orthesen, die dadurch komfortabler, funktioneller und langfristig haltbarer werden.

Verbesserungen bei der Erfassung von Patientendaten durch fortschrittliche Scantechniken und deren nahtlose Integration in den Konstruktions- und Herstellungsprozess haben die Genauigkeit und die individuelle Anpassung von Prothetik und Orthetik verbessert.

Das Voranschreiten fortschrittlicher Technologien wie pulverbasiertes High-End-Lasersintern oder MultiJet-Fusion-3D-Drucker hat die Präzision und Individualisierung von Prothetik und Orthesen erheblich verbessert. Beim pulverbasierten 3D-Druck weisen die hergestellten Objekte isotrope Materialeigenschaften auf, so dass die Beständigkeit in allen Dimensionen gewährleistet ist. Folglich können Prothesen und Orthesen, die für pulverbasierte Drucker entwickelt wurden, mit Hilfe von Computersimulationswerkzeugen getestet und vor der Produktion verfeinert werden. Dies reduziert die Abhängigkeit von iterativen Prototypen und verringert Fehler im Herstellungsprozess.

Algorithmen des maschinellen Lernens und künstliche Intelligenz werden jetzt auch in den Herstellungsprozess von P&O integriert. Diese Algorithmen haben das Potenzial, Entwurfsverfahren zu rationalisieren, bestimmte Aufgaben zu automatisieren, Produktionsfehler zu minimieren und die Gesamteffizienz der 3D-Fertigung von Komponenten zu verbessern.

Welche Auswirkungen wird die 3D-Drucktechnologie Ihrer Meinung nach in den kommenden Jahren auf die Verfügbarkeit von Prothesen und möglicherweise auf die Gesellschaft als Ganzes haben?

Die 3D-Drucktechnologie bringt erhebliche Vorteile für den Bereich der Prothetik mit sich, da sie die Herausforderungen herkömmlicher Fertigungsmethoden angeht. 

Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung von personalisierten Prothesen, die auf die individuellen Bedürfnisse zugeschnitten sind. Diese passgenauen Hilfsmittel erhöhen nicht nur den Komfort, sondern verbessern auch die Funktionalität und sorgen für eine bessere Passform des Trägers. 

3D-gedruckte Prothesen sind auch wirtschaftlicher als herkömmlich hergestellte Prothesen, so dass sie für eine breitere Bevölkerung zugänglich sind, insbesondere in Regionen mit begrenzten Ressourcen.  Die Vielseitigkeit und Effizienz des 3D-Drucks machen ihn außerdem zu einem wertvollen Instrument für die schnelle Hilfe in Notfällen und Konflikten, das sicherstellt, dass Menschen in Not rechtzeitig und effektiv prothetische Lösungen erhalten.

Und schließlich gibt es weltweit einen allgemein bekannten Mangel an ausgebildeten Prothesentechnikern.  Der 3D-Druck an sich wird an dieser Herausforderung nichts ändern, aber das digitale Design und der 3D-Druck von Prothesen erhöhen die Produktivität der vorhandenen Prothesentechniker, die traditionelle Herstellungsmethoden verwenden, drastisch.  

Es wird erwartet, dass der 3D-Druck zur weltweiten Zugänglichkeit von Prothesen beitragen wird, wobei die größten Auswirkungen in Ländern mit niedrigem bis mittlerem Einkommen zu erwarten sind, wodurch der Zugang zu Prothesen für verschiedene Bevölkerungsgruppen demokratisiert wird. 

Abgesehen von rein medizinischen und physischen Erwägungen fördert diese Technologie die persönliche Unabhängigkeit und das Selbstvertrauen derjenigen, die sonst immobil wären.  

Der 3D-Druck fördert Bildung und Innovation, indem er Möglichkeiten zum MINT-Lernen bietet. Studenten können sich mit Design-, Konstruktions- und Fertigungsprozessen beschäftigen und so den Fortschritt in diesem Bereich vorantreiben. 

Gemeinsame Bemühungen innerhalb von Open-Source-Communities verstärken die Wirkung des 3D-Drucks in der Prothetik und Orthetik noch weiter und erleichtern den weltweiten Austausch von Wissen und Designs. 

Kurz gesagt, der 3D-Druck überbrückt Lücken, stärkt den Einzelnen und verwandelt Prothesen von medizinischen Hilfsmitteln in personalisierte Lösungen für eine bessere Lebensqualität. Die Auswirkungen gehen über die Prothetik hinaus und fördern eine integrativere und innovativere Gesellschaft. 

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