Fertigung einer universellen Hüftprothesenpfanne mittels Hochdruckblechumformung

Der Einsatz von Huftendoprothesen hat sich in den letzten Jahren als Routineeingriff entwickelt. Trotz dieser Erfahrung kommt es immer wieder zu Komplikationen. Besonders die Migration oder Lockerung der kunstlichen Huftpfannenkomponente aufgrund des belastungsadaptiven Knochenumbaus ist immer noch ein aktuelles Problem. Dies ist auf die veranderte mechanische Situation nach der Implantation der Prothese zuruckzufuhren. Eine weitere Problematik stellt der hohe Knochenverlust wahrend der Implantation dar, der eine Revision der Prothese erschwert. Eine Losung stellt der Einsatz von patientenindividuellen Prothesen dar. Aufgrund der zeitaufwandigen und kostenintensiven Herstellung ist der Einsatz dieser Prothesen bisher begrenzt. Das ubergeordnete Ziel des im Rahmen dieser Veroffentlichung vorgestellten Projektes ist die Erarbeitung und Etablierung eines innovativen Konzeptes zur Herstellung von patientenindividuellen Huftprothesenpfannen aus Titanblechen mit dem Einsatz eines Blechumformverfahrens. Die Idee dieses Konzeptes beinhaltet die Entwicklung eines zweistufigen Prozesses, bei dem zunachst standardisierte Huftprothesenpfannen mittels Hochdruckblechumformung gefertigt werden und anschliesend im zweiten Schritt individualisiert werden. Diese Veroffentlichung beinhaltet die Ableitung der standardisierten Prothese. Hierfur wurde eine Konstruktionsmethodik generiert, die auf dem sogenannten Agglomerative Clustering basiert. Des Weiteren werden im Zuge dieser Veroffentlichung die Ergebnisse der numerischen Vorauslegung der ersten Prozessstufe sowie das entwickelte Werkzeugkonzept vorgestellt. In recent years, the use of hip prostheses has become a routine procedure. The use of total hip replacement has evolved in recent years to a routine procedure. Despite this experience, it always comes back to complications. Especially the migration or loosening of the acetabular component because of the artificial load adaptive bone remodeling is still a current problem. This is due to the changing mechanical situation after the implantation of the prosthesis. Another problem is the high bone loss during implantation, which complicates a revision of the prosthesis. One solution is the use of patient-specific prostheses. So far, the use of these prostheses is limited due to the time-consuming and cost-intensive production. The overall objective of the presented project in this publication is the development and establishment of an innovative concept for the production of patient-specific hip prosthesis made of titanium plates by sheet metal forming. The idea of this concept involves the development of a two-stage process. First of all a standardized hip prosthesis is made by high-pressure sheet metal forming and then individually in the second step. This publication contains the derivation of the standard prosthesis. For this purpose, a design methodology was generated, based on the so-called agglomerative clustering. In addition, presents the results of the numerical preliminary design of the first stage of the process and the tool developed concept in the course of this paper.