SimFRAK

Kurzbeschreibung

SimFRAK entwickelt ein robotergestütztes Verfahren zur realistischen Erzeugung von Knochenfrakturen an Körperspendern für Forschung, Entwicklung und chirurgische Fortbildung. Durch die präzise Nachbildung realer Traumamechanismen entstehen naturgetreue Frakturmuster, die für biomechanische Testungen, die Entwicklung neuer Implantate sowie für operative Trainings und Schulungen genutzt werden. Ziel ist es, eine bislang unerreichte Realitätsnähe in der Fraktursimulation zu schaffen – als Grundlage für sichere, effiziente und patientenorientierte Behandlungsverfahren.

Problembeschreibung

Die orthopädisch-unfallchirurgische Forschung und Ausbildung erfordert realistische Knochenmodelle, um neue Implantate, Instrumente und Behandlungsmethoden zu entwickeln und zu validieren. Bisherige Trainingsmodelle – etwa synthetische Knochen oder manuell erzeugte Frakturen – können die komplexe Struktur, viskoelastischen Eigenschaften und Frakturmuster realer Knochen nicht authentisch nachbilden. Dies führt zu begrenzter Aussagekraft biomechanischer Tests, eingeschränkter Trainingsrealität und potenziellen Unsicherheiten bei der Anwendung neuer Verfahren. Angesichts von jährlich über 600.000 Frakturbehandlungen allein in Deutschland, verbunden mit hohen Komplikations- und Folgekosten, besteht ein erheblicher Bedarf an realitätsnahen, standardisierbaren und reproduzierbaren Frakturmodellen.

Lösungsansatz/Produktbeschreibung

SimFRAK ermöglicht die gezielte Erzeugung realistischer Knochenbrüche durch die Nachstellung der im Trauma wirkenden Kräfte auf Körperspender-Extremitäten. Dazu wird ein 6-Achs-Industrieroboter mit biomechanischer Simulationssoftware programmiert, die sowohl die Krafteinleitung als auch die im Körper auftretenden Gegenkräfte berücksichtigt. Nur so können Frakturen entstehen, die in Struktur, Verlauf und Fragmentierung natürlichen Brüchen entsprechen. Diese Modelle dienen als Grundlage für:

• biomechanische Prüfungen und Implantattests,
• chirurgisches Training und Fortbildung unter realitätsnahen Bedingungen,
• die Entwicklung und Optimierung neuer osteosynthetischer Verfahren. Durch den Einsatz robotergestützter Technologie entsteht ein reproduzierbares Verfahren mit kontrollierbaren Parametern und hoher Variabilität an Frakturtypen.

Alleinstellungsmerkmal

SimFRAK ist das erste System, das realistische Frakturen an Körperspendern kontrolliert, reproduzierbar und biomechanisch plausibel erzeugen kann. Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen – etwa mechanischen Stoßimpulsen oder manuell erzeugten Brüchen – ermöglicht die robotergestützte Methodik eine gezielte Steuerung von Richtung, Energieeintrag und Gegenkraft. Damit werden realitätsnahe Frakturmuster erzeugt, die sich unmittelbar für Entwicklung, Validierung und chirurgisches Training nutzen lassen. Das Marktpotenzial ist erheblich: Hersteller von Frakturimplantaten, Entwicklungsbüros, Schulungszentren und Forschungseinrichtungen weltweit benötigen authentische Frakturmodelle, um Produkte zu testen, Methoden zu trainieren und regulatorische Anforderungen zu erfüllen. SimFRAK schließt diese Lücke und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung chirurgischer Ausbildung, Produktentwicklung und Patientensicherheit.