Das Prothesen-Projekt

Unsere erste Handprothese ist bereits im Einsatz.

Zurzeit stellt der deutsche Orthopädietechniker Daniel Müller im Hilfswerk Diospi Suyana alle Prothesen alleine in aufwändiger Handarbeit her. Das Spektrum von Patienten ist dabei weit gestreut: Von Kindern mit angeborenen Fehlbildungen, bleibenden Fehlfunktionen nach Verletzungen oder Krankheits- bzw. Unfallbedingten Amputationen versucht Daniel Müller allen Bedürfnissen nachzukommen.

Aus verschiedenen Gründen ist seine Arbeit zunehmend schwierig und so steigt die Anzahl der nicht versorgten Patienten stetig.

Aktuelle Schwierigkeiten

  1. Steigende Nachfrage:
    Seit der Gründung der Orthopädieabteilung im März 2018 ist eine steigende Nachfrage an Prothesen zu verzeichnen. Daniel Müllers manuelle Fertigung kann dieser aber nicht gerecht werden, da die Produktion kaum skalierbar ist. Weitere Orthopädietechniker würden dringend benötigt, doch gestaltet sich die Suche nach weiteren Mitarbeitern aufgrund des ehrenamtlichen Engagements schwierig. (Weshalb die Mitarbeitenden aus den westlichen Ländern kein Gehalt bekommen, erfahren Sie hier). 
  2. Einschränkungen in der Produktion I:
    Die Orthopädiewerkstatt ist nicht für die Produktion von feiner Mechanik eingerichtet. So können z.B. Handprothesen zurzeit nicht hergestellt werden.
  3. Einschränkungen in der Produktion II:
    Aus ähnlichen Gründen wie in 2. ist auch die Behandlung von Skoliose-Patienten zurzeit nicht möglich. Diese Krankheit, bei welcher sich die Wirbelsäule verbiegt, betrifft vor allem Kinder. Obwohl die Krankheit durch geeignete Korsette gut behandelbar wäre, wird sie in Peru aufgrund fehlender Mittel oft nicht korrigiert – mit erheblichen Beschwerden im späteren Leben der Kinder.
  4. Beschaffung von Material
    Prothesen bestehen aus verschiedenen Teilen. Einige werden von Orthopädietechnikern selbst hergestellt (z.B. der Schaft), andere werden eingekauft (z.B. Gelenke oder die tragenden Strukturen). Diese eingekauften Teile werden im Fachjargon als Passteile bezeichnet. Passteile werden nur von ganz wenigen Firmen tatsächlich hergestellt, z.B. Otto Bock in Deutschland. Da Passteile sehr teuer sind, ist das Diospi Suyana auf entsprechende Sachspenden angewiesen. Daraus folgt, dass die Orthopädietechnik von der Spendenbereitschaft weniger Firmen massgeblich abhängig ist.
3-4 mal pro Jahr wird ein Container aus Deutschland nach Peru verschickt. Eine gute Planung ist unabdingbar.

Lösungen

Im Rahmen des vorliegenden Prothesen-Projektes haben wir diese Probleme analysiert und möchten sie wie folgt lösen:

Das Grundproblem besteht darin, dass die aktuelle Produktion nicht gesteigert werden kann. Solange alle Prothesen von Hand hergestellt werden, ist das kaum lösbar. Folglich muss die Produktion automatisiert werden. Dazu sind folgende Schritte notwendig:

  1. Die Prothesen müssen am Computer konstruiert werden. Dazu müssen die Patienten per 3D-Scanner vermessen werden. Dann können auch Daten aus Röntgenbildern oder CT-Aufnahmen miteinbezogen werden. Durch diese Massnahmen wird eine erneute Produktion deutlich vereinfacht und bringt unter anderem in folgenden Fällen erhebliche Vorteile:
    • Beschädigungen: Gerade Kinder stellen enorme Anforderungen an eine Konstruktion.
    • Änderungen: Kinder wachsen schnell und entsprechend benötigen sie oft Anpassungen. Diese lassen sich per Computer leicht bewerkstelligen.
    • Wiederverwendung: Patienten mit ähnlichen Bedürfnissen können leichter behandelt werden, da bewährte Konstruktionen von anderen Patienten übernommen werden können.
  2. Kunststoffteile sollen soweit wie möglich per 3D-Druck hergestellt werden. Dieses Herstellungsverfahren ist sehr flexibel und vergleichsweise kosteneffizient.
  3. Metallteile können zurzeit nur mit grossem Aufwand gedruckt werden. Für die Herstellung von Prototypen und das Bearbeiten von anderen Materialien wie z.B. Holz, Aluminium, Gummi oder Kupfer konnten wir dank einer grosszügigen Spende eine kleine CNC-Fräse anschaffen.
    Für die Serienproduktion von Metallteilen werden wir aber Werkstätte in Europa / USA etc. anfragen, da unsere kleine CNC-Maschine dafür ungeeignet ist. Die Anschaffung einer professionellen CNC-Maschine ist einerseits zu teuer (>200’000 CHF), andererseits könnten wir die Maschine auch nicht sinnvoll betreiben (infolge Werkzeuge, Reparaturen, ausgebildetes Personal, Stromausfälle).
  4. Passteile möchten wir soweit sinnvoll durch Eigenkonstruktionen ersetzen. Abgesehen davon, dass man damit von wenigen Herstellern unabhängiger wird, vereinfacht sich auch die Beschaffung von Ersatzteilen, die Lagerhaltung und die Arbeit der Orthopädietechniker. Das ist darauf zurückzuführen, dass z.B. nicht mehr 15 verschiedene Kniegelenke inklusive deren Ersatzteile, Montageanleitungen etc. beschafft und gelagert werden müssen, sondern nur noch ganz wenige.
    Ein erstes Beispiel dafür ist die Konstruktion eines Kniegelenks, welches Stefan Fritschi im Rahmen seiner Abschlussarbeit für unser Prothesen-Projekt entwickelt hat. Zwei 3D-gedruckte Prototypen werden zur Zeit getestet.
    Weitere Informationen dazu finden Sie in unserem Blog.

Für die Anschaffung aller Werkzeuge und Maschinen, deren Transport nach Peru, den Betrieb während den nächsten drei Jahren und den notwendigen Rohmaterialien rechnen wir mit Kosten von 60’000-100’000 CHF. 
Durch viele Einzelspender und unter anderem im Rahmen der ZDF-Sendung „Ein Herz für Kinder“ wurde bereits das Geld für die 3D-Drucker und diverse Werkzeuge, Kleinteile und Materialien gespendet. Ausserdem erhielten wir in Form von Kunststoff für den 3D-Drucker eine äusserst grosszügige Sachspende von Daniel Schwendemann (HSR/IWK). Für grosses Staunen sorgte zudem ein verlobtes Paar, welches mit einer Grossspende von 10’000 CHF die Anschaffung einer kleinen CNC-Fräse ermöglichte. 

Fallbeispiel

Britney_Hand

Im Jahr 2019 wurde die 7-jährige Britney beim Spital vorstellig. Sie ist ohne linke Hand zur Welt gekommen und lebt seither ohne Prothese. Daniel Müller hat sich mit der Bitte an mich gewandt, eine Handprothese speziell für Britney in der Schweiz herzustellen und nach Peru zu schicken. Der Schaft sowie die Schnittstelle des Schafts zur Hand würde Daniel Müller in Peru herstellen.

Die Handprothese oben im Bild entspricht einer leicht modifizierten Variante der Konstruktion eines Open-Source-Projektes. Die Prothese ist als Prototyp zu verstehen, welche lediglich die Umsetzbarkeit des Prothesen-Projektes aufzeigen soll. Britney ist unterdessen in der spitaleigenen Reha und lernt den Umgang mit ihrer neuen Hand (siehe auch entsprechenden Blog-Eintrag).

Britney erlernt den Umgang mit ihrer neuen Hand auf spielerische Art und Weise.

Sobald wir selbst in Peru vor Ort sein werden, können wir noch vielen Patienten wie Britney helfen. Unsere Ausreise ist per Ende September 2020 geplant.