"Viele Wege führen nach Rom" – Unterschiedliche Implantate für unterschiedliche Patienten

Interview mit Thomas Samyn, Leiter Produktmanagement Implantat-Systeme, Gebrüder Martin (Ein Unternehmen der KLS Martin Group)

02.11.2016

Nach einem Unfall oder bereits bei der Geburt, permanent oder für einen kürzeren Zeitraum – die Situationen, in denen ein Implantat benötigt wird, sind ebenso vielfältig, wie die eingesetzten Implantate. So stellen sich schnell die Fragen: Wann ist welches Implantat sinnvoll? Aus welchem Material soll es bestehen?

COMPAMED.de sprach mit Thomas Samyn über patientenspezifische Implantate, Additive Manufacturing und unterschiedliche Materialien.

Bild: Lächelnder Mann mit Brille; Copyright: KLS Martin Group

Thomas Samyn; © KLS Martin Group

Thomas Samyn: Grundsätzlich unterscheiden wir zwischen patientenspezifischen und Standardlösungen. Dann wird erneut – je nach Indikation – entschieden, welches Material sich für die Versorgung am besten eignet. Wenn zum Beispiel lasttragende Implantate notwendig sind, wie beispielsweise am Unterkiefer, dann wird man eher auf ein hochfestes Titanimplantat zurückgreifen. Während man in anderen nicht lasttragenden Bereichen auch auf ein resorbierbares Material zurückgreifen könnte.

Wann werden welche Implantate eingesetzt?

Samyn: Grundsätzlich werden Implantate nach der zu versorgenden Indikation ausgewählt. Für verschiedene Indikationen stehen dann auch verschiedene Verfahren zur Verfügung. Klare Kriterien sind zum Beispiel das Alter des Patienten und auch die Patienten Compliance. Dann spielt das Gesundheitssystem, in welchem der Chirurg tätig ist, eine wesentliche Rolle. Wenn Sie in einem bestimmten Land ein Verfahren nicht abrechnen können, dann wird der Arzt wahrscheinlich auf ein anderes Verfahren zurückgreifen. Der nächste Punkt ist, dass die Ärzte während ihrer Ausbildung verschiedene Schulen durchlaufen und dadurch natürlich geprägt sind. Wenn jemand während seiner Ausbildung eher mit dem Prinzip der Distraktion vertraut wurde, wird er später wahrscheinlich eher auf die Distraktion statt der Plattenosteosynthese vertrauen, sofern beide Verfahren eine sinnvolle Option darstellen. Für jedes Verfahren gibt es Vor- und Nachteile, da gibt es oft kein richtig oder falsch. Viele Wege führen nach Rom.

Bild: Schädel mit einem Implantat; Copyright: KLS Martin Group

Für einige Frakturen ist ein Kombiimplantat aus verschiedenen Materialien notwendig, zum Beispiel aus PEEK und Titan; © KLS Martin Group

Welches Material eignet sich für welches Implantat bzw. welche Verwendung?

Samyn: Zunächst einmal sind die Materialien wegen der Biokompatibilität relativ limitiert. Das heißt, im Endeffekt können wir in Abhängigkeit von der zu erwartenden mechanischen Belastung auf gewisse Materialien zurückgreifen. Zu diesen zählen im Wesentlichen: Implantatestahl, Titan, PEEK oder resorbierbare Materialien.

Wenn ein Patient am Unterkiefer versorgt werden soll, bleibt meist nur Titan als einzige Option. Wenn ich an der Schädeldecke bin, dann muss ich mich fragen, ob ich Titanmesh oder lieber ein PEEK-Implantat verwende. Wenn man kleine Kinder operiert, dann ist man schon fast gezwungen, resorbierbares Material, zumindest in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, zu verwenden. Wenn Frakturen im Bereich der langen Röhrenknochen zu versorgen sind, wo größere Kräfte wirken und wo nichts einwachsen soll, ist klassischer Implantatestahl wieder en vouge, der lange Zeit so ein bisschen verpönt war. Das bedeutet, man muss sich wirklich immer fragen: Wo befinde ich mich? Was will ich tun? Soll es einwachsen? Soll es nicht einwachsen? Und entsprechend dieser Kriterien wird sich für das Material entschieden. Aufgrund der spezifischen Materialeigenschaften kann es sein, dass Sie beim gleichen Material Effekte haben, die bei der einen Operation gewünscht und bei der anderen unerwünscht sind.

Bild: Schädel mit einem Implantat; Copyright: KLS Martin Group

Bei einer komplexen Mittelgesichtsfraktur kann ein Implantat aus Titan helfen; © KLS Martin Group

Die individuellen Implantate werden zum Teil mit Additive Manufacturing hergestellt. Wie funktioniert das?

Samyn: Zunächst einmal brauchen Sie digitale 3D-Konstruktionsdaten, die basierend auf der individuellen Anatomie des Patienten erstellt werden. Und dann brauchen Sie eine Selective Laser Melting Maschine. Darin ist ein Hochleistungslaser verbaut, der Titan-Pulver exakt an der Stelle aufschmilzt, an welcher ein Bauteil generiert werden soll. So wird aus dem Pulver im Prinzip ein Stück Metall. Dieser Laser fährt dann die Kontur, die entstehen soll, Schicht für Schicht ab, sodass auf diese Weise eine freie Form entsteht. Immer wenn eine Schicht fertig ist, fährt das Bett, in dem dieses Pulver liegt, wieder nach unten. Darauf wird die nächste Schicht aufgebaut. So entsteht additiv ein neues Implantat. Nach dem eigentlichen Fertigungsprozess wird das Produkt in mehreren Schritten weiterbearbeitet, bis hin zum finalen Implantat, das in gereinigter Form der Klinik zur Verfügung gestellt wird.  

Welche Materialien verwenden Sie für das Additive Manufacturing?

Samyn: Im Moment verwenden wir eine Titan-Aluminium-Vanadium-Legierung. Zukünftig werden wir auch Reintitan verwenden können, was mechanisch weniger fest ist und somit intraoperativ einfacher nachbearbeitet werden kann. In Zukunft werden wohl auch andere Werkstoffe verwendet werden können, selbst resorbierbare.

In unserem Bereich ist es zwingend erforderlich, dass es sich bei den verwendeten Materialien immer um biokompatible Materialien handelt. Das heißt, wir können nur auf die wenigen Werkstoffe zurückgreifen, bei denen die Biokompatibilität nachgewiesen wurde. Die müssen wiederum nicht nur in Pulver oder flüssiger Form verfügbar sein, sondern auch mithilfe eines geeigneten additiven Verfahrens fertigbar sein. Diese Rahmenbedingungen müssen zusammenkommen.

Nach heutigem Stand können wir definitiv sagen, dass Titan-Legierungen und Reintitan gut funktionieren Resorbierbare Materialien werden kommen.

Bild: Schädel mit einem Implantat; Copyright: KLS Martin Group

"In Zukunft wird die Individualmedizin an Bedeutung gewinnen." © KLS Martin Group

Wohin, denken Sie, werden sich die in der CMF verwendeten Implantate entwickeln? Bezüglich der eingesetzten Verfahren, aber auch im Hinblick auf die eingesetzten Materialien?

Samyn: Wir denken, dass die Individualmedizin an Bedeutung gewinnen wird. Verfahren und Prozesse werden besser und effizienter und erlauben somit die Produktion wirtschaftlich interessanter Produkte. Darüber hinaus helfen uns immer bessere Softwarelösungen  durch den Bestell-, Design-,  und Logisitkprozess Wir können uns vorstellen, dass in naher Zukunft mehr Patienten mit Individuallösungen versorgt werden können.

Außerdem vermuten wir, dass resorbierbare Materialien an Bedeutung gewinnen werden. Zukünftig wird es im resorbierbaren Bereich Werkstoffe geben, die mechanisch höher belastbar sind, sodass man auch Körperregionen versorgen kann, die heute für diese Materialien tabu sind.

Der dritte große Trend geht weg von der Produkt- hin zur Systemlösung. Komplexe Versorgungen werden im Vorfeld der Operation am Computer geplant und simuliert. Dann kann man zum Beispiel mittels patientenspezifischer Implantate das Planungsergebnis in den OP übertragen. Das heißt, man plant zunächst mit einer Software und überträgt dann das Planungsergebnis mittels individualisierter Instrumente und Implantate auf den Patienten. Auf diese Weise kommt eine Lösung, die individualisiert ist und die genau zu dem einen Patienten passt zustande. Und die Idee ist, bessere  und vor allen Dingen reproduzierbare postoperative Ergebnisse zu erzielen.
Das Interview führte Olga Wart.
COMPAMED.de